Switch variables attached to loop-closure factors let a least-squares pose-graph back-end down-weight or disable false loop closures during optimization, anchored by switch priors.

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。

Switchable Constraints 的技術屬性
感測輸入未記錄
原文測試平台simulation、public pose-graph datasets (Intel 2D, Parking Garage 3D; platform not described)
狀態估計nonlinear least-squares pose-graph optimization over odometry factors, switchable loop-closure factors and switch-prior factors, implemented in g2o with Gauss-Newton (Sec. II, Sec. III-B, Fig. 7 caption)
資料關聯不適用 (operates on loop-closure constraints delivered by any front-end)
時間表示discrete poses
去畸變不適用
迴圈閉合consumes front-end loop closures; each loop edge is multiplied by a switch function of a switch variable in [0,1] (linear function preferred over sigmoid) so that its information can be driven toward zero (Sec. II-A)
全域最佳化robust pose-graph optimization jointly over poses and switch variables, with switch priors anchoring switches at their initial value 1 (Sec. II-B)
地圖表示不適用 (pose graph only)
先驗資訊none
可輸出幾何optimized pose graph (trajectory) only; no map geometry is produced or evaluated
計算需求convergence time on the Manhattan dataset (g2o version) increases faster with the number of outliers for the two non-local policies (random, randomly grouped) than for the local policies (Sec. IV-C, Fig. 6, Intel Core 2 Duo); (inference) runs appear to be batch g2o optimizations, but the paper does not state offline/online operation

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
運算硬體Intel Core 2 Duo執行運算平台未標示原文未報告(Sünderhauf & Protzel, 2012, Fig. 6 caption)

作者報告的優勢與限制

優勢

限制

營建工程相關證據

原文未報告(未在營建場域測試)。作者報告的停車場多樓層失效案例(樓層之間僅少數里程連接)與多樓層建物僅經由樓梯連接的掃描路徑相似,顯示重複樓層的錯誤迴圈可能造成整體扭曲與重影(推論)。

原文驗證環境:模擬、公開基準

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 4 個比較組,合計 36 筆紀錄。

Sünderhauf & Protzel, 2012 · Table II 本方法 25 筆

表格設定(擷取紀錄原文):Robust back-end (switchable constraints in g2o, Xi = 1) on pose graphs with 0 to 1000 added false loop closures under four outlier policies, 500 trials per dataset; statistics over trials; Parking Garage excluded; Intel uses the outlier-free solution as pseudo ground truth; RPEpos unit from Figs. 3 and 4 axis labels (Sünderhauf & Protzel, 2012, Table II)

max outl. ratio,Manhattan (g2o version) · 3500 poses, 2099 correct loop closures

這張表在此指標與資料序列只列出本方法一筆,沒有可並列的其他方法,因此不畫圖,數值與出處見下表。這是 Sünderhauf & Protzel, 2012 在此表設定下報告的數值(author-reported results),不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:最大值(max);對齊方式:未對齊;單位:%;場景:synthetic 2D pose graph

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
switchable constraints (robust back-end)本方法原文提出47.6%(Sünderhauf & Protzel, 2012, Table II)

Choi et al., 2015 · Table 5 本方法 8 筆

指標mean distance to ground-truth models (m)

表格設定(擷取紀錄原文):Controlled substitution of pipeline components: loop detection (image-based [34] vs geometric) and robust optimization (switchable constraints SC, expectation maximization EM, or line processes); mean distance to ground-truth models (Choi et al., 2015, Table 5)

mean distance to ground-truth models (m),augmented ICL-NUIM (synthetic, realistic noise, full-scan trajectories) · Living room 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 Choi et al., 2015 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:原文未報告;單位:m;場景:synthetic living room and office

資料來源作者報告值(Choi et al., 2015, Table 5)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
SC [57] with image-based loop detection [34]本方法0.25 m(Choi et al., 2015, Table 5)
SC [57] with geometric loop detection本方法0.32 m(Choi et al., 2015, Table 5)
EM [40] with image-based loop detection [34]0.46 m(Choi et al., 2015, Table 5)
EM [40] with geometric loop detection0.66 m(Choi et al., 2015, Table 5)
Ours (geometric loop detection + line-process optimization)原文提出0.04 m(Choi et al., 2015, Table 5)

Sünderhauf & Protzel, 2012 · Text Sec.IV-B 本方法 2 筆

資料集與序列Manhattan (both versions), City10000, Sphere2500, Intel · 0 to 1000 added outliers, four policies

表格設定(擷取紀錄原文):Precision-recall of deactivating added false loop closures, emulated by thresholding switch values; all tested datasets together (Sünderhauf & Protzel, 2012, Text Sec.IV-B)

recall at 100% precision,Manhattan (both versions), City10000, Sphere2500, Intel · 0 to 1000 added outliers, four policies

這張表在此指標與資料序列只列出本方法一筆,沒有可並列的其他方法,因此不畫圖,數值與出處見下表。這是 Sünderhauf & Protzel, 2012 在此表設定下報告的數值(author-reported results),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:未對齊;單位:%;場景:synthetic and real-world pose graphs

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
switchable constraints (robust back-end)本方法原文提出99.99%僅報告範圍註記(擷取紀錄):lower bound: reported as over 99.99%(Sünderhauf & Protzel, 2012, Sec. IV-B (text below Fig. 5))

Sünderhauf & Protzel, 2012 · Text Sec.IV-D2 本方法 1 筆

指標performance relative to the non-robust back-end

資料集與序列Parking Garage · 1661 poses, 4615 correct loop closures

表格設定(擷取紀錄原文):Parking Garage (real 3D, 1661 poses, 4615 loop closures, four decks joined by two odometry strands) excluded from Table II (Sünderhauf & Protzel, 2012, Text Sec.IV-D2)

performance relative to the non-robust back-end,Parking Garage · 1661 poses, 4615 correct loop closures

這張表在此指標與資料序列只列出本方法一筆,沒有可並列的其他方法,因此不畫圖,數值與出處見下表。這是 Sünderhauf & Protzel, 2012 在此表設定下報告的數值(author-reported results),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:未對齊;單位:不適用;場景:real-world 3D pose graph (multi-deck parking garage)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
switchable constraints (robust back-end)本方法原文提出無數值失敗註記(擷取紀錄):failed: not better than the non-robust approach; groups of false loops between decks were not deactivated(Sünderhauf & Protzel, 2012, Sec. IV-D2; Fig. 9)

來源

  • Sünderhauf & Protzel, 2012

    Niko Sünderhauf, Peter Protzel(2012)Switchable constraints for robust pose graph SLAM2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 1879-1884

    同儕審查已出版已讀全文經典查證後修正

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