A Survey on Global LiDAR Localization: Challenges, Advances and Open Problems

要約

自身のポーズに関する知識は、すべてのモバイル ロボット アプリケーションにとって重要です。
したがって、姿勢推定は移動ロボットの中核機能の一部です。
過去 20 年にわたり、LiDAR スキャナはロボットの位置特定とマッピングのための標準センサーになりました。
この記事は、LiDAR ベースのグローバル ローカリゼーションにおける最近の進歩と進歩の概要を提供することを目的としています。
まず問題を定式化し、適用範囲を検討します。
次に、マップ、記述子の抽出、クロスロボット位置特定など、いくつかのトピックにおける最近の進歩を含む方法論のレビューを紹介します。
記事の内容は3つのテーマに分けて構成されています。
最初のテーマは、グローバルな場所検索とローカルな姿勢推定の組み合わせに関するものです。
2 番目のテーマは、逐次的なグローバル位置特定のためにシングルショット測定を逐次測定にアップグレードすることです。
最後に、3 番目のテーマは、単一ロボットのグローバル ローカリゼーションをマルチロボット システムにおけるクロスロボット ローカリゼーションに拡張することに焦点を当てています。
私たちは、グローバルな LiDAR ローカリゼーションにおける未解決の課題と有望な方向性について議論して調査を締めくくります。
私たちの知る限り、これは移動ロボットのグローバルな LiDAR 位置特定に関する最初の包括的な調査です。

要約(オリジナル)

Knowledge about the own pose is key for all mobile robot applications. Thus pose estimation is part of the core functionalities of mobile robots. Over the last two decades, LiDAR scanners have become the standard sensor for robot localization and mapping. This article aims to provide an overview of recent progress and advancements in LiDAR-based global localization. We begin by formulating the problem and exploring the application scope. We then present a review of the methodology, including recent advancements in several topics, such as maps, descriptor extraction, and cross-robot localization. The contents of the article are organized under three themes. The first theme concerns the combination of global place retrieval and local pose estimation. The second theme is upgrading single-shot measurements to sequential ones for sequential global localization. Finally, the third theme focuses on extending single-robot global localization to cross-robot localization in multi-robot systems. We conclude the survey with a discussion of open challenges and promising directions in global LiDAR localization. To our best knowledge, this is the first comprehensive survey on global LiDAR localization for mobile robots.

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