論文の概要: Viewpoint Planning based on Shape Completion for Fruit Mapping and
Reconstruction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.15376v1
- Date: Fri, 30 Sep 2022 11:09:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-03 16:26:20.237857
- Title: Viewpoint Planning based on Shape Completion for Fruit Mapping and
Reconstruction
- Title(参考訳): 果樹マッピングと再構成のための形状補完に基づく視点計画
- Authors: Rohit Menon and Tobias Zaenker and Maren Bennewitz
- Abstract要約: 収集したデータから形状予測を用いて,センサをまだ観測されていない果実の部位と見なす視点計画手法を提案する。
市販のガラスハウスにおいて,スイーツ唐辛子を実際のロボットシステムでマッピングする手法の実現可能性を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.408721072077604
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Robotic systems in agriculture do not only enable increasing automation of
farming activities but also represent new challenges for robotics due to the
unstructured environment and the non-rigid structures of crops. Especially,
active perception for fruit mapping and harvesting is a difficult task since
occlusions frequently occur and image segmentation provides only limited
accuracy on the actual shape of the fruits. In this paper, we present a
viewpoint planning approach that explictly uses the shape prediction from
collected data to guide the sensor to view as yet unobserved parts of the
fruits. We developed a novel pipeline for continuous interaction between
prediction and observation to maximize the information gain about sweet pepper
fruits. We adapted two different shape prediction approaches, namely parametric
superellipsoid fitting and model based non-rigid latent space registration, and
integrated them into our Region of Interest (RoI) viewpoint planner.
Additionally, we used a new concept of viewpoint dissimilarity to aid the
planner to select good viewpoints and for shortening the planning times. Our
simulation experiments with a UR5e arm equipped with a Realsense L515 sensor
provide a quantitative demonstration of the efficacy of our iterative shape
completion based viewpoint planning. In comparative experiments with a
state-of-the-art viewpoint planner, we demonstrate improvement not only in the
estimation of the fruit sizes, but also in their reconstruction. Finally, we
show the viability of our approach for mapping sweet peppers with a real
robotic system in a commercial glasshouse.
- Abstract(参考訳): 農業におけるロボットシステムは、農業活動の自動化を可能にするだけでなく、非構造環境や作物の非剛体構造によるロボット工学の新たな課題も示している。
特に, 果実マッピングと収穫の能動的認識は, 咬合が頻発し, イメージセグメンテーションが果実の実際の形状に限られた精度しか与えないため, 難しい課題である。
本稿では,収集したデータから形状予測を用いて,果実の未観察部分としてセンサを誘導する視点計画手法を提案する。
我々は,サツマイモ果実の情報収集を最大化するために,予測と観察の連続的な相互作用のための新しいパイプラインを開発した。
我々は,パラメトリック超楕円型フィッティングとモデルベース非剛性潜在空間登録という2つの異なる形状予測手法を適用し,これらを関心領域(roi)視点プランナーに統合した。
さらに,視点の相違という新たな概念を用いて,適切な視点の選択と計画時間の短縮を支援する。
realsense l515センサを搭載したur5eアームを用いたシミュレーション実験により,反復形状完了による視点計画の有効性を定量的に検証した。
最先端の視点プランナーを用いた比較実験では,果実の大きさの推定だけでなく,その再構成にも改善が見られた。
最後に,サツマイモを市販のガラス室で本物のロボットシステムでマッピングする手法の実現可能性を示す。
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