Robust and reliable place recognition and loop closure detection in agricultural environments is still an open problem. In particular, orchards are a difficult case study due to structural similarity across the entire field. In this work, we address the place recognition problem in orchards resorting to 3D LiDAR data, which is considered a key modality for robustness. Hence, we propose ORCHNet, a deep-learning-based approach that maps 3D-LiDAR scans to global descriptors. Specifically, this work proposes a new global feature aggregation approach, which fuses multiple aggregation methods into a robust global descriptor. ORCHNet is evaluated on real-world data collected in orchards, comprising data from the summer and autumn seasons. To assess the robustness, We compare ORCHNet with state-of-the-art aggregation approaches on data from the same season and across seasons. Moreover, we additionally evaluate the proposed approach as part of a localization framework, where ORCHNet is used as a loop closure detector. The empirical results indicate that, on the place recognition task, ORCHNet outperforms the remaining approaches, and is also more robust across seasons. As for the localization, the edge cases where the path goes through the trees are solved when integrating ORCHNet as a loop detector, showing the potential applicability of the proposed approach in this task. The code and dataset will be publicly available at:\url{https://github.com/Cybonic/ORCHNet.git}


翻译:农业环境中的固态和可靠的地点识别和环闭检测仍然是一个尚未解决的问题。 特别是, 果园是一个困难的案例研究, 原因是整个字段的结构性相似性。 在这项工作中, 我们处理3D liDAR 数据的果园中的位置识别问题, 3D liDAR 数据被认为是稳健性的关键模式。 因此, 我们提议ORCNet, 这是一种基于深层次学习的方法, 绘制 3D- LiDAR 扫描到全球描述符的地图。 具体地说, 这项工作提出了一个新的全球特征汇总方法, 将多个聚合方法结合到一个强大的全球描述器中。 ORCHNet是用在果园中收集的真实世界数据进行评估的, 包括夏季和秋季季节的数据。 为了评估强健性, 我们将 OCHNet 与同一季节和不同季节的数据的状态组合方法进行比较。 此外, 我们进一步评价拟议的方法, 作为本地化框架的一部分, 其中ORCHNet 将用作循环关闭检测器。 实证结果显示, 在地识别任务上, ORCHNet 的边缘 将显示 的路径显示 的路径 。</s>

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