Perception of traversable regions and objects of interest from a 3D point cloud is one of the critical tasks in autonomous navigation. A ground vehicle needs to look for traversable terrains that are explorable by wheels. Then, to make safe navigation decisions, the segmentation of objects positioned on those terrains has to be followed up. However, over-segmentation and under-segmentation can negatively influence such navigation decisions. To that end, we propose TRAVEL, which performs traversable ground detection and object clustering simultaneously using the graph representation of a 3D point cloud. To segment the traversable ground, a point cloud is encoded into a graph structure, tri-grid field, which treats each tri-grid as a node. Then, the traversable regions are searched and redefined by examining local convexity and concavity of edges that connect nodes. On the other hand, our above-ground object segmentation employs a graph structure by representing a group of horizontally neighboring 3D points in a spherical-projection space as a node and vertical/horizontal relationship between nodes as an edge. Fully leveraging the node-edge structure, the above-ground segmentation ensures real-time operation and mitigates over-segmentation. Through experiments using simulations, urban scenes, and our own datasets, we have demonstrated that our proposed traversable ground segmentation algorithm outperforms other state-of-the-art methods in terms of the conventional metrics and that our newly proposed evaluation metrics are meaningful for assessing the above-ground segmentation. We will make the code and our own dataset available to public at https://github.com/url-kaist/TRAVEL.


翻译:从 3D 点云中对可穿行区域和对象的认知是自主导航的关键任务之一。 地面车辆需要寻找可穿行的地形, 由轮子探索。 然后, 要做出安全的导航决定, 就必须对这些地形上的物体进行分解。 但是, 超分和分解会对这些导航决定产生消极影响 。 为此, 我们提议 TRAVEL, 利用 3D 点云的图形表示同时进行可穿行的地面探测和物体分组。 若要将可穿行的地面进行分解, 一个点云被编码成一个图表结构, 将每个三格网作为节点处理。 然后, 通过检查地方的混结和连接的边缘的混结, 来搜索和重新定义这些区域。 另一方面, 我们的地面物体分解会使用一个图表结构, 代表一组水平与3D 点相邻的交替轨道评估 。 对于可穿行的地面空间进行分解, 将点编码编码编码编码编码编码编码编码编码编码编码编码编码成一个图表结构,, 将显示我们上方位上方和垂直/ 平地段之间的拟议数据结构 。 。 将显示我们现有的轨道结构 。

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