[論文レビュー] Real-time Kinematic Ground Truth for the Oxford RobotCar Dataset

Will Maddern, Geoffrey Pascoe+4 more|arXiv (Cornell University)|Feb 24, 2020

Robotics and Sensor-Based Localization参考文献 10被引用数 50

ひとこと要約

本論文は、変動条件下での位置決定/マッピングの定量的評価を可能にする長期ローカリゼーションベンチマークを支援するため、72回のOxford RobotCar走行に対してセンチメートル精度のRTK地上真値を公開します。

ABSTRACT

We describe the release of reference data towards a challenging long-term localisation and mapping benchmark based on the large-scale Oxford RobotCar Dataset. The release includes 72 traversals of a route through Oxford, UK, gathered in all illumination, weather and traffic conditions, and is representative of the conditions an autonomous vehicle would be expected to operate reliably in. Using post-processed raw GPS, IMU, and static GNSS base station recordings, we have produced a globally-consistent centimetre-accurate ground truth for the entire year-long duration of the dataset. Coupled with a planned online benchmarking service, we hope to enable quantitative evaluation and comparison of different localisation and mapping approaches focusing on long-term autonomy for road vehicles in urban environments challenged by changing weather.

研究の動機と目的

• Oxford RobotCar Dataset に対してセンチメートルレベルのRTK地上真値を提供し、長期的な局在化ベンチマークを支援する。
• 1年以上のルートにわたって、照明・天候・交通など多様な条件下の地上真値データを提供する。
• 研究者が評価にデータをどのように活用できるか、意図されたベンチマークフレームワークの概要を示す。

提案手法

• GNSS基準局の記録を用いて生のGPSおよびIMUデータを後処理し、補正済みRTK解を作成する。
• 密結合のGNSS-IMU観測を用いて、10 Hz で地上真のグローバル位置と姿勢を生成する。
• 72走行のRTK解を提供し、オンラインベンチマークサービス用に7走行を公開から保留とする。
• 地上真の精度を典型的な誤差で定量化する：緯度/経度<15 cm、海抜<25 cm、ヨー<0.1度、ピッチ/ロール<0.01度。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複数の走行にわたるRTK地上真は、生のGPS/IMUデータと比較してどれくらい正確か？
• RQ2 RTK地上真は、1年間の都市ルートにおける多様な条件下で、局在化と地図生成の手法を信頼性高く評価することができるか？
• RQ3 公開分と保留分の走行間で、カバレッジと品質のトレードオフはどうなるのか？

主な発見

位置 緯度 (m)	位置 経度 (m)	位置 高度 (m)	位置 合計 (m)	ロール (度)	ピッチ (度)	ヨー (度)	姿勢 合計 (度)
2.88	1.78	8.02	8.71	-	-	-	-
1.24	1.06	6.92	7.11	3.06	0.25	2.45	3.93

• RTK地上真は、ルート年間を通じてセンチメートルレベルの位置精度とサブ度の方位精度を提供する。
• 地上真ソリューション（GPS+慣性）は、GPSのみのベースラインと比較して位置誤差を大幅に低減する（例：図示ルートで緯度/経度/高度の総誤差が8.71 mから7.11 mへ減少）。
• GPS+慣性の姿勢誤差は、生のGPS/IMUだけと比較してヨー/ピッチ/ロールで大幅に小さい（例：ヨー総誤差3.93度）。
• 72走行が地上真として公開され、7走行は将来のベンチマークのために保留。
• RTK解は10 Hzで、基準局補正と密結合GNSS/IMU処理に基づいて生成される。