LEMON-Mapping augments multi-session PGO with robust loop processing and spatial bundle adjustment in overlapping regions, then propagates BA-refined accuracy through a two-step PGO.

技術屬性

欄位內容為文獻擷取紀錄的原文用語(英文),以原文為據;「未查證」表示本研究尚未讀到該資訊,不代表該方法不具備此能力。

LEMON-Mapping 的技術屬性
感測輸入3D LiDAR: Velodyne (S3E), Avia and Ouster (GEODE), Avia (MARS-LVIG, R3LIVE), Mid360 (self-collected) (Tables I-II)
原文測試平台not described in the paper: public multi-session datasets S3E, GEODE, MARS-LVIG and R3LIVE (platforms described only in the dataset papers)、self-collected Livox Mid360 dataset (Garage, Library, Yard, Laboratory, Flying Arena); carrier not stated
狀態估計loop processing (outlier rejection, classification, recall) then spatial BA (DBA for isolated loops, HBA for clustered loops) and two-step pose-graph optimization
資料關聯RING++ provides all intra- and inter-robot loop candidates; statistical outlier removal, GICP initialized by RING++ and RANSAC correspondence rejection with an inlier count and GICP fitness test verify loops; BFS region growing labels loops as clustered or isolated; rejected loops are recalled if their poses are within 2 m after the first PGO; spatial BA windows are spherical radius searches in a pose kd-tree around each loop; RING++ similarity (inter-robot) and a registration-based minimum-eigenvalue test (intra-robot) select sparse BA constraints for the last PGO (Sec. IV, V, VI-B).
時間表示discrete poses
去畸變原文未報告 (inputs from LiDAR-inertial odometry)
迴圈閉合robust loop outlier rejection with recall of wrongly removed loops
全域最佳化window-based spatial BA in overlaps plus two-step PGO propagating local accuracy
地圖表示multi-session point-cloud submaps
先驗資訊multi-agent odometry and submaps; relative transforms between sessions unknown
可輸出幾何merged globally consistent point-cloud map and trajectories
計算需求Offline, C++ with ROS; hardware not reported. Runtime is governed by the number of loop closures (Dormitory, 62 loops, about 70 s); within LEMON-Mapping the spatial HBA stage for clustered loops takes about 67% to 80% and cluster preprocessing (PCA reordering and GICP) about 17% to 28% of runtime, isolated DBA and PGO each under 5%; peak memory stays bounded and below the HBA baseline, whereas a full BALM2 pipeline needs 30 GiB to 50 GiB even after aggregating f frames per submap (e.g., f = 30) (Sec. VII-H, Fig. 18).

使用設備

原文使用的感測器、運算硬體與載具(equipment)。型號保留原文寫法,連結到設備頁中同一型號的歸併名稱;角色依原文用途分為方法輸入、資料集感測器、執行運算平台、參考或真值量測(reference or ground truth)與比較對象設備。

原文使用的設備
類別型號(原文寫法)角色資料集原文規格出處
LiDARMid360歸入:Livox MID-360方法輸入self-collected (Garage, Library, Yard, Laboratory, Flying Arena)原文未報告(Wang et al., 2026, Table I)
LiDARVelodyne (model not named)資料集感測器S3E原文未報告(Wang et al., 2026, Table II)
LiDARAvia歸入:Livox Avia資料集感測器GEODE (Inlandwaterways, Tunnelingtunnel); MARS-LVIG; R3LIVE原文未報告(Wang et al., 2026, Table II)
LiDAROuster (model not named)資料集感測器GEODE (Stairs, Offroad)原文未報告(Wang et al., 2026, Table II)
LiDARDJI L1 LiDAR sensor參考或真值量測MARS-LVIGhigh-precision point cloud processed with DJI Terra(Wang et al., 2026, Sec. VII-D)

作者報告的優勢與限制

優勢

限制

營建工程相關證據

無工地資料。公開資料含 S3E Tunnel、GEODE Tunnelingtunnel 與 Stairs 等隧道與樓梯序列;自行蒐集資料(Mid360 光達)含車庫(室內)、圖書館、庭院、實驗室與飛行場(Sec. VII-A、Table I 至 II)。地圖品質以 DJI L1 光達經 DJI Terra 處理的高精度點雲作為 MARS-LVIG 參考地圖,AWD 0.25 至 0.65 m、CD 0.43 至 1.11 m(Sec. VII-D、Table V);S3E 平面厚度 0.08 m(Table VI)。這些誤差等級遠大於工地尺寸檢核常用的公差(推論)。

原文驗證環境:公開基準、地下或隧道、獨立參考量測、跨場域

報告的性能數據

以下是原文作者報告的性能數值(author-reported results),不是本研究重新量測的結果。每張圖只並列同一個比較組(comparison group,同一張表、同一組實驗設定)內的方法;不同比較組之間的數值不可直接比較,也不構成排名。

本方法共出現在 7 個比較組,合計 50 筆紀錄。以下列出本方法紀錄最多的 4 組,其餘 3 組列在最後,並連到性能比較頁。

Wang et al., 2026 · Table III 本方法 12 筆

表格設定(擷取紀錄原文):Single-robot study on self-collected Mid360 data; spatial BA versus BALM2 (sliding window) and HBA, all on raw odometry without loop-based refinement; z-drift and z-RMSE relative to the z-value of the first frame; MME via MapEval (lower is better) (Wang et al., 2026, Table III)

MME,self-collected (Mid360) · Garage

只並列這張表在相同設定下報告的方法;以「本方法:」開頭者為本頁方法。失敗、未執行與未報告以標記呈現,不是 0。

按 Tab 進入圖表後,用上下方向鍵逐一瀏覽各類別,Esc 關閉提示框;也可開啟表格檢視閱讀全部數值。

這些是 Wang et al., 2026 在此表設定下報告的數值(author-reported results),只能在同一個比較組內對照,不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:平均值(mean);對齊方式:未對齊;單位:無單位;場景:indoor, 334 m

資料來源作者報告值(Wang et al., 2026, Table III)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
HBA-6.83(Wang et al., 2026, Table III)
BALM2-6.93(Wang et al., 2026, Table III)
Ours (spatial BA)本方法原文提出-6.86(Wang et al., 2026, Table III)

Wang et al., 2026 · Table V 本方法 12 筆

表格設定(擷取紀錄原文):Mapping quality against the MARS-LVIG ground-truth map (DJI L1 LiDAR processed with DJI Terra); AWD average Wasserstein distance, CD Chamfer distance, SCS spatial consistency score, MME mean map entropy; all lower is better; metrics as defined in MapEval (Wang et al., 2026, Table V)

AWD(m),MARS-LVIG · Island

只並列這張表在相同設定下報告的方法;以「本方法:」開頭者為本頁方法。失敗、未執行與未報告以標記呈現,不是 0。

按 Tab 進入圖表後,用上下方向鍵逐一瀏覽各類別,Esc 關閉提示框;也可開啟表格檢視閱讀全部數值。

這些是 Wang et al., 2026 在此表設定下報告的數值(author-reported results),只能在同一個比較組內對照,不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:原文未報告;對齊方式:原文未報告;單位:m;場景:large-scale aerial scene over 100,000 m^2

資料來源作者報告值(Wang et al., 2026, Table V)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
LAMM1.3 m(Wang et al., 2026, Table V)
Ours本方法原文提出0.3 m(Wang et al., 2026, Table V)

Wang et al., 2026 · Table IV 本方法 10 筆

指標RMSE of the ATE (m)

表格設定(擷取紀錄原文):Multi-robot localization; RMSE of ATE (m); failure (x) = any sequence with RMSE above 30 m; GEODE, MARS-LVIG and S3E sequences split into sessions with unknown relative transforms (Wang et al., 2026, Table IV)

RMSE of the ATE (m),S3E · Campus 3

只並列這張表在相同設定下報告的方法;以「本方法:」開頭者為本頁方法。失敗、未執行與未報告以標記呈現,不是 0。

按 Tab 進入圖表後,用上下方向鍵逐一瀏覽各類別,Esc 關閉提示框;也可開啟表格檢視閱讀全部數值。

這些是 Wang et al., 2026 在此表設定下報告的數值(author-reported results),只能在同一個比較組內對照,不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:均方根誤差(RMSE);對齊方式:原文未報告;單位:m;場景:multi-robot, see Table II of the paper

資料來源作者報告值(Wang et al., 2026, Table IV)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
DCL-SLAM17.89 m(Wang et al., 2026, Table IV)
LAMM12.51 m(Wang et al., 2026, Table IV)
Ours本方法原文提出3.51 m(Wang et al., 2026, Table IV)

Wang et al., 2026 · Table IX 本方法 7 筆

指標RMSE of the ATE (m)

表格設定(擷取紀錄原文):Ablation of the map merging module: first PGO only, first PGO plus spatial BA, and full LEMON-Mapping; RMSE of ATE (m) (Wang et al., 2026, Table IX)

RMSE of the ATE (m),S3E · Campus 1

只並列這張表在相同設定下報告的方法;以「本方法:」開頭者為本頁方法。失敗、未執行與未報告以標記呈現,不是 0。

按 Tab 進入圖表後,用上下方向鍵逐一瀏覽各類別,Esc 關閉提示框;也可開啟表格檢視閱讀全部數值。

這些是 Wang et al., 2026 在此表設定下報告的數值(author-reported results),只能在同一個比較組內對照,不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:均方根誤差(RMSE);對齊方式:原文未報告;單位:m;場景:multi-robot

資料來源作者報告值(Wang et al., 2026, Table IX)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
FPGO9.97 m(Wang et al., 2026, Table IX)
FPGO + BA10.05 m(Wang et al., 2026, Table IX)
LEMON Full本方法原文提出9.94 m(Wang et al., 2026, Table IX)

其他比較組

列出其餘 3 個比較組

來源

  • Wang et al., 2026

    Lijie Wang, Xiaoyi Zhong, Ziyi Xu, Kaixin Chai, Anke Zhao, Tianyu Zhao, Changjian Jiang, et al.(2026)LEMON-Mapping: Loop-Enhanced Large-Scale Multi-Session Point Cloud Merging and Optimization for Globally Consistent MappingIEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 23:12318-12336

    同儕審查已出版已讀全文近十年

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