LOGOS: 小型障害物セグメンテーションのためのLiDARのみを用いたガウス標高スプラッティング
LOGOS: LiDAR-Only Gaussian Elevation Splatting for Unified Tiny Obstacle Segmentation
道路面を2Dガウスプリミティブの連続混合としてモデル化し、高精度な標高推定により縁石や砂利などの小型障害物をセグメンテーションするLiDARのみの手法を提案した。
著者: Nan Ming, Yeqiang Qian, Chunxiang Wang, Ming Yang
分類: cs.RO, cs.CV
原文アブストラクト
Robust obstacle segmentation is essential for the safety of intelligent robots, where LiDAR-based perception systems play a fundamental role in the robot-environment interaction. While extensive LiDAR-based approaches have demonstrated high performance on common obstacles in urban scenarios, their results on tiny obstacles such as curbs, gravel, and potholes remain unsatisfactory due to the significant similarity between tiny obstacles and inherent road undulations. Moreover, their segmentation accuracy even deteriorates sharply when the LiDAR scans suffer from degradation in challenging off-road scenes. To overcome these bottlenecks, we propose LOGOS, a LiDAR-only unified tiny obstacle segmentation system, which models the road surface as a continuous mixture of 2D Gaussian primitives and distinguishes tiny obstacles via high-presicion elevation estimation. Unlike existing Gaussian splatting methods that rely on iterative RGB training, LOGOS is a backpropagation-free LiDAR-only approach. It directly estimates Gaussian parameters via a freespace-aware initialization by incrementally pruning non-road primitives using smoothness constraints. Subsequently, pointwise signed distances are computed via a novel normal-aware elevation splatting function, ensuring robustness to both flat and sloped terrains. We evaluate LOGOS on a highly heterogeneous benchmark of point cloud frames collected from urban mobility scenarios and mining haulage off-road environments. These data are practically acquired using different LiDAR sensors and exhibit large variations in point density, terrain roughness, and obstacle types. Experiments on the road and off-road scenes demonstrate that LOGOS significantly outperforms other state-of-the-art methods, particularly in degraded point cloud regions and challenging off-road scenarios, while maintaining real-time efficiency.
関連論文
- UAV画像の雑然シーンにおける通信鉄塔部品のゼロショットセグメンテーションのための顕著性-深度条件付けセグメンテーション
- SOS!:モデルフリーセグメンテーションのための合理化されたオブジェクト条件付きトランスフォーマーセグメンテーション
- VespaSeg: リソースを考慮したグラウンディング→セグメンテーションのパイプラインによる参照表現セグメンテーションセグメンテーション
- アフォーダンスセグメンテーションのための軽量ニューラルネットワーク:デコーダモジュールの改良セグメンテーション
- DA-Fusion: 変形可能アテンションに基づくRGB-D融合トランスフォーマーによる未知物体のインスタンスセグメンテーションセグメンテーション
- ActiveSAM: 画像条件付きクラス刈り込みによる高速かつ高精度なオープンボキャブラリセグメンテーションセグメンテーション