Real-time detection of moving objects is an essential capability for robots acting autonomously in dynamic environments. We thus propose Dynablox, a novel online mapping-based approach for robust moving object detection in complex environments. The central idea of our approach is to incrementally estimate high confidence free-space areas by modeling and accounting for sensing, state estimation, and mapping limitations during online robot operation. The spatio-temporally conservative free space estimate enables robust detection of moving objects without making any assumptions on the appearance of objects or environments. This allows deployment in complex scenes such as multi-storied buildings or staircases, and for diverse moving objects such as people carrying various items, doors swinging or even balls rolling around. We thoroughly evaluate our approach on real-world data sets, achieving 86% IoU at 17 FPS in typical robotic settings. The method outperforms a recent appearance-based classifier and approaches the performance of offline methods. We demonstrate its generality on a novel data set with rare moving objects in complex environments. We make our efficient implementation and the novel data set available as open-source.


翻译:实时检测移动目标是机器人在动态环境下自主行动的基本能力。因此,我们提出了Dynablox,这是一种新颖的基于在线制图的方法,用于在复杂环境中强健地检测移动物体。我们方法的核心思想是通过建模并在机器人在线操作期间考虑感知、状态估计和制图限制来逐步估计高置信度的自由空间区域。时空保守的自由空间估计使得检测移动物体变得更加稳健,而无需对物体或环境的外观进行任何假设。这使得机器人可以在复杂场景中进行部署,例如多层楼房或楼梯,以及进行多种移动物体(例如人们携带各种物品、门在摆动甚至是球在轮动)的检测。我们在真实世界数据集上对方法进行了彻底评估,在典型的机器人设置下,我们实现了86%的IoU,帧率为17 FPS。该方法优于最近的基于外观的分类器,并且接近线下方法的性能。我们在一个包含稀有移动物体的复杂环境数据集上展示了其普适性。我们提供了我们的高效实现和新颖的数据集作为开源。

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