A laser SLAM framework with gaussian process based map objects
Gauss süreci tabanlı harita objeleri ile bir lazer SLAM yöntemi
- Tez No: 899767
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMRE ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, haritalama ve yerelleştirme doğruluğunu artırmak amacıyla GP tabanlı nesne temsilcilerinden faydalanan yeni bir çevrimiçi SLAM çerçevesi sunuyoruz. Yaklaşımımız, harita nesnelerini statik 2D hacimsel şekiller olarak modelleyerek, gerçek dünyadaki ortamların çeşitliliğini doğru bir şekilde yansıtmak için geniş bir geometrik yapı yelpazesine uyum sağlar. Özellikle, bu nesnelerin konturlarını radyal fonksiyonlar olarak parametreleyerek, temel matematiksel temsil olarak yıldız-konveks kümeler kullanıyoruz. Yinelemeli bir GP modeli kullanarak, bu radyal fonksiyonları tekrarlı Bayes tahmin çerçevesi içinde gerçek zamanlı olarak tahmin edebiliyoruz. GP tabanlı kontur modeli, kontur üzerindeki nokta çiftleri arasındaki içsel mekânsal korelasyonlardan faydalanarak, sistemin nesne konturlarının gözlemlenmeyen segmentlerinin istatistiksel özelliklerini çıkarsamasına olanak tanır. Bu yetenek, özellikle, belirsizlikleri nicelenmiş bir şekilde nesne şekillerini tahmin etmek gibi görevler için son derece önemlidir ve bu, gezinme, veri ilişkilendirme ve keşif uygulamaları için kritik bir rol oynar. GP modelinin, nesne konturları için güven sınırları sağlayabilme yeteneği, SLAM sistemlerinin doğruluğu ve güvenilirliği açısından önemli bir ilerleme olup, otonom sistemlerin çevreleriyle etkileşimlerini geliştirme yönünde yeni fırsatlar sunar. Önerdiğimiz yaklaşım, genellikle harita nesnelerini noktalar olarak modelleyen geleneksel EKF tabanlı SLAM yöntemlerinin önemli bir genişletmesi niteliğindedir. Bu geleneksel yaklaşımların çoğu zaman hacimsel nesneleri temsil etmek için ızgara haritalama ve nokta bulutu kaydetme tekniklerine dayandığı durumların aksine, yöntemimiz her nesneyi tek tek modelleyerek daha kompakt ve verimli bir temsil sunar. Bu yenilik, her nesnenin mekânsal olarak bağımsız değişkenlerin geniş bir koleksiyonu yerine sınırlı sayıda istatistiksel değişken olarak depolanması nedeniyle bellekte verimli bir temsil sağlar. SLAM ile ilişkili bellek gereksinimlerini azaltarak, yaklaşımımız sadece SLAM sistemlerinin ölçeklenebilirliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda sınırlı sensörlere sahip veya sınırlı hesaplama yeteneklerine sahip platformlarda SLAM'in uygulanabilirliğini de artırır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we introduce a novel online SLAM framework that leverages GP based object representations to improve mapping and localization accuracy. Our approach models map objects as static 2D volumetric shapes, accommodating a wide range of geometric configurations to accurately reflect the diversity of real-world environments. Specifically, we parameterize the contours of these objects as radial functions, employing star-convex sets as the underlying mathematical representation. By utilizing a recursive GP model, we are able to estimate these radial functions in real time within a recursive Bayesian estimation framework. The GP-based contour model is particularly advantageous as it leverages the inherent spatial correlations between pairs of points on the contour, enabling the system to infer the statistical properties of unobserved segments of object contours. This capability is of paramount importance for tasks such as predicting object shapes with quantified uncertainties, which is crucial for applications in navigation, data association, and exploration. The GP model's ability to provide confidence bounds for object contours represents a significant advancement in the accuracy and reliability of SLAM systems, offering new opportunities for improving autonomous systems' interaction with their environments. Our proposed approach represents a significant extension of traditional EKF based SLAM methods, which have typically modeled map objects as points. Unlike these conventional approaches, which often rely on grid mapping and point cloud registration techniques to represent volumetric objects, our method provides a more compact and efficient representation by modeling objects on a per-object basis. This innovation results in a memory-efficient representation, as each object is stored as a limited number of statistical variables rather than an extensive collection of spatially independent variables. By reducing the memory requirements associated with SLAM, our approach not only enhances the scalability of SLAM systems but also improves their computational efficiency, making it feasible to deploy SLAM with limited sensors or on platforms with limited computational capabilities.
Benzer Tezler
- Kültürel miras yapılarının sayısallaştırılması ve HBIM modeline dönüşümü
Digitization of cultural heritage buildings and their conversion into HBIM models
HANDAN AŞ ÇEMREK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiEnformatik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT IŞIKDAĞ
- Simulasyon tabanlı otonom çapa makinesi geliştirilmesi
Simitaliton based development of an autonomous hoeing machine
ÖMER ELİÜŞÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Mekatronik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURETTİN DOĞAN
- Kefevî'nin Ketâib'inde şeriat fikri ve fıkhın teşekkülü – Tahkik ve inceleme
The idea of Shari'a and the formation of fiqh in al-Kata'ib by al-Kafawi – Critical edition and analysis
MUHAMMET MASUM VANLIOĞLU
Doktora
Türkçe
2020
DinSüleyman Demirel ÜniversitesiTemel İslam Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN KOŞUM
- Selçuklu devri taşınabilir objelerinde figürlü süslemeler
Başlık çevirisi yok
M. ELİF GÖKÇİĞDEM
Doktora
Türkçe
1999
Sanat Tarihiİstanbul Teknik ÜniversitesiSanat Tarihi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA ÖGEL
- Design and control of a mobile autonomous library robot
Mobil otonom kütüphane robotunun tasarımı ve kontrolü
ANIL AKKIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ