Detection and tracking of unknown objects on the road based on sparse LiDAR data for heavy duty vehicles

• Main Author: Shilo, Albina
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) 2018
• Subjects: Lidar; arbitrary object detection; object tracking; Robotics; Robotteknik och automation
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-236083

Environment perception within autonomous driving aims to provide a comprehensive and accurate model of the surrounding environment based on information from sensors. For the model to be comprehensive it must provide the kinematic state of surrounding objects. The existing approaches of object detection and tracking (estimation of kinematic state) are developed for dense 3D LiDAR data from a sensor mounted on a car. However, it is a challenge to design a robust detection and tracking algorithm for sparse 3D LiDAR data. Therefore, in this thesis we propose a framework for detection and tracking of unknown objects using sparse VLP-16 LiDAR data which is mounted on a heavy duty vehicle. Experiments reveal that the proposed framework performs well detecting trucks, buses, cars, pedestrians and even smaller objects of a size bigger than 61x41x40 cm. The detection distance range depends on the size of an object such that large objects (trucks and buses) are detected within 25 m while cars and pedestrians within 18 m and 15 m correspondingly. The overall multiple objecttracking accuracy of the framework is 79%. === Miljöperception inom autonom körning syftar till att ge en heltäckande och korrekt modell av den omgivande miljön baserat på information från sensorer. För att modellen ska vara heltäckande måste den ge information om tillstånden hos omgivande objekt. Den befintliga metoden för objektidentifiering och spårning (uppskattning av kinematiskt tillstånd) utvecklas för täta 3D-LIDAR-data från en sensor monterad på en bil. Det är dock en utmaning att designa en robust detektions och spårningsalgoritm för glesa 3D-LIDAR-data. Därför föreslår vi ett ramverk för upptäckt och spårning av okända objekt med hjälp av gles VLP-16-LIDAR-data som är monterat på ett tungt fordon. Experiment visar att det föreslagna ramverket upptäcker lastbilar, bussar, bilar, fotgängare och även mindre objekt om de är större än 61x41x40 cm. Detekteringsavståndet varierar beroende på storleken på ett objekt så att stora objekt (lastbilar och bussar) detekteras inom 25 m medan bilar och fotgängare detekteras inom 18 m respektive 15 m på motsvarande sätt. Ramverkets totala precision för objektspårning är 79%.