Scalable 3D perception: from environmental reconstruction to workpiece measurement
Another Title
Масштабируемое 3D-восприятие: от реконструкции окружающей среды до измерения заготовок
Bibliographic entry
Zhou, Xuefeng. Scalable 3D perception: from environmental reconstruction to workpiece measurement = Масштабируемое 3D-восприятие: от реконструкции окружающей среды до измерения заготовок / Xuefeng Zhou // Приборостроение-2024 : материалы 17-й Международной научно-технической конференции, 26-29 ноября 2024 года, Минск, Республика Беларусь / редкол.: А. И. Свистун (пред.), О. К. Гусев, Р. И. Воробей [и др.]. – Минск : Интегралполиграф, 2024. – С. 9-10.
Abstract
Three-dimensional geometric perception serves as a primary means for understanding the environment and objects, essential for both industrial and everyday applications. Advances in sensor technology and algorithms have expanded the scope of 3D perception, enabling its use across various fields such as geological surveying, robotic navigation, and industrial manufacturing. However, the practical application of raw point clouds, which consist of discrete 3D points, faces challenges related to robustness and accuracy, especially when derived from diverse sensors with differing characteristics. This paper introduces the "Point Cloud +" approach, incorporating multi-modal sensor fusion, deep feature extraction, active viewpoint planning, and motion priors. The approach enhances raw point clouds with additional features and priors, supporting robust and precise perception for both large-scale environmental reconstruction and workpiece measurement. Key contributions include a geometric-semantic joint mapping framework for outdoor environments, a degeneration-aware place recognition method, and a planning-control-reconstruction system for accurate workpiece measurement.
Abstract in another language
Трехмерное геометрическое восприятие является основным способом понимания окружающей среды и объектов, что играет ключевую роль как в промышленности, так и в повседневной жизни. Прогресс в области сенсорных технологий и алгоритмов обработки расширил возможности 3D-восприятия, позволив его применение в таких сферах, как геологические исследования, навигация роботов и промышленное производство. Тем не менее, использование необработанных облаков точек, представляющих собой дискретные трёх-мерные точки, сталкивается с проблемами устойчивости и точности, особенно при использовании различных сенсоров с разными характеристиками. В данной работе представлен подход «Point Cloud +», включающий многомодальную сенсорную интеграцию, глубокое извлечение признаков, планирование точек обзора и учёт движения. Этот подход добавляет к исходным облакам точек дополнительные признаки и приоритеты, улучшая их устойчивость и точность в задачах как крупномасштабной реконструкции окружающей среды, так и точного измерения заготовок. Основные элементы включают геометрически-семантическую карту для не-структурированных открытых пространств, метод распознавания местности с учётом деградации данных, а также систему управления и реконструкции для точного измерения объектов.