[논문 리뷰] Real-time Kinematic Ground Truth for the Oxford RobotCar Dataset

Will Maddern, Geoffrey Pascoe외 4명|arXiv (Cornell University)|2020. 02. 24.

Robotics and Sensor-Based Localization참고 문헌 10인용 수 50

한 줄 요약

논문은 72개의 Oxford RobotCar 주행에 대해 센티미세터 RTK 지상참을 제공하여 장기 로컬라이제이션 벤치마크를 지원하고, 변하는 조건에서의 로컬라이제이션/매핑의 정량적 평가를 가능하게 한다.

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.

연구 동기 및 목표

• Oxford RobotCar 데이터셋에 대한 센티미터 수준 RTK 지상참을 제공하여 장기 로컬라이제이션 벤치마킹을 지원한다.
• 조명, 기상, 교통 등 다양한 조건에서의 지상참조 데이터 제공을 1년 간의 경로에 걸쳐.
• 연구자들이 평가에 데이터를 활용하는 방법과 의도된 벤치마킹 프레임워크를 개요적으로 제시한다.

제안 방법

• GNSS 기준국 녹음을 이용하여 원시 GPS 및 IMU 데이터를 후처리하여 보정된 RTK 해를 생성한다.
• GNSS와 IMU 관측을 밀접 결합하여 10 Hz에서의 지상참조 전역 위치 및 자세를 생성한다.
• 72 회의 주행에 대한 RTK 해를 제공하고 온라인 벤치마킹 서비스용으로 7 회를 보류한다.
• 일반적인 오차를 가진 지상참 정확도 수치화: 위도/경도 < 15 cm, 고도 < 25 cm, yaw < 0.1 deg, pitch/roll < 0.01 deg.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 주행에 걸쳐 RTK-지상참이 원시 GPS/IMU 데이터에 대해 얼마나 정확한가?
• RQ2 연구자들은 1년간의 도시 경로에서 다양한 조건 하에 로컬라이제이션 및 매핑 방법의 신뢰할 수 있는 평가를 RTK 지상참으로 가능하게 할 수 있는가?
• RQ3 벤치마킹을 위한 공개 주행과 보류 주행 간의 커버리지 및 품질의 균형은 무엇인가?

주요 결과

• RTK 지상참은 경로 연도 전반에 걸쳐 센티미터급 위치 정확도와 서브-디그리의 자세 정확도를 제공한다.
• 지상참 솔루션(GPS+Inertial)은 GPS-단독 기준선 대비 위치 오차를 크게 감소시킨다(예: 도해된 경로에서 Lat/Lon/Alt 총 오차가 8.71 m에서 7.11 m로 감소).
• GPS+Inertial의 자세 오차는 원시 GPS/IMU보다 요/pitch/roll에서 현저히 작다(예: yaw 총 3.93 deg).
• 72 회의 주행이 지상참으로 공개되며 7 회는 향후 벤치마킹을 위해 보류된다.
• RTK 해는 10 Hz로 생성되며 기지국 보정 및 밀접 결합 GNSS/IMU 처리에 기반한다.