VƩs al contingut

Former ViBOT student Chee Sing Lee defends his PhD Thesis

chee_sing_lee

This thesis focuses on the problem of SLAM, in particular feature-based SLAM, where a mobile autonomous vehicle explores an unknown environment, navigating by observing landmarks. As the environment is previously unexplored, SLAM algorithms must estimate the location of the landmarks in addition to the location of the vehicle. The majority of research in feature-based SLAM builds on the legacy of foundational work using the Extended Kalman Filter (EKF), a single-object estimation technique. Because feature-based SLAM is an inherently multi-object problem, this has led to a number of suboptimalities in popular solutions. We hypothesize that a feature based SLAM algorithm derived from multi-object estimation techniques can achieve superior estimation performance compared to conventional algorithms, especially in conditions where the aforementioned weaknesses are most promi-
nent. In this work, we develop such an algorithm, using the SC-PHD filter, a multi-object estimator modeled on cluster processes. This algorithm hosts capabilities not typically seen with feature-base SLAM solutions such as principled handling of false alarm measurements and missed detections, and navigation with a mixture of stationary and moving landmarks. We
present experiments with the SC-PHD SLAM algorithm on both synthetic and real datasets using an autonomous underwater vehicle. We also compare our method to the RB-PHD SLAM, showing that it requires fewer approximations in its derivation and thus achieves superior performance.

 

__________________

 

Aquesta tesis es centra en el problema de la localització y la construcció de mapes de forma simultaĢ€nia (SLAM), en particular en el SLAM basat en caracterı́stiques, on un vehicle moĢ€bil autoĢ€nom explora un entorn desconegut navegant mentre observa aquestes caracterı́stiques. Donat que inicialment l’entorn es desconegut, els algoritmes SLAM han d’estimar la localització d’aquestes caracterı́stiques de l’entorn al mateix temps que estima la localització del propi vehicle. La major part de la recerca en SLAM basat en caracterı́stiques s’alimenta del llegat fonamental en filtres de Kalman esteĢ€s (EKF), teĢ€cnica d’estimació uni-objecte. Al ser el SLAM basat en caracterı́stiques intrı́nsecament un problema multi-objecte s’han popularitzat un nombre de solucions sub-oĢ€ptimas. En aquesta tesis en fa la hipoĢ€tesi de que un SLAM basat en caracterı́stiques derivat d’una teĢ€cnica d’estimació multi-objecte pot aconseguir un major grau de rendiment en l’estimació comparat amb els algoritmes convencionals, especialment en aquelles situacions on les debilitats anomenades anteriorment són més presents. En aquesta tesis es desenvolupa aquest algoritme a partir d’un filtre PHD amb un únic grup (SC-PHD), una teĢ€cnica d’estimació multi-objecte basat en processos d’agrupació. Aquest algoritme té unes capacitats que normalment no es veuen en els algoritmes de SLAM basats en caracterı́stiques, ja que és capaç de tractar falses caracterı́stiques, aixı́ com caracterı́stiques no detectades pels sensors del vehicle, a més de navegar en un entorn amb la preseĢ€ncia de caracterı́stiques estaĢ€tiques i caracterı́stiques en moviment de forma simultaĢ€nia. Es presenten els resultats experimentals de l’algoritme SC-PHD en entorns reals i simulats utilitzant un vehicle autoĢ€nom submarı́. Els resultats són comparats amb l’algoritme de SLAM Rao- Blackwellized PHD (RB-PHD), demostrant que es requereixen menys aproximacions en la seva derivació i en conseqüeĢ€ncia s’obté un rendiment superior.

Share it!

More News

EURM_KOM
marƧ 6, 2018

EU Marine Robots Kick Off meeting takes place in Porto

Projects, Underwater Robotics

Tesis-miguel1
febrer 10, 2023

Doctoral Thesis: Underwater 3D Sensing using Structured Light: Development of an Underwater Laser Scanner and a Non-Rigid Point Cloud Registration Method

Scientific Results

miccai2017-logo
setembre 20, 2017

We obtain the 4th position in two of the MICCAI 2017 conference challenges

Medical Imaging Lab

BLISS
juliol 7, 2025

International Research: Sana Nazari at HHI Berlin

Community, Medical Imaging Lab