論文の概要: Semantic Landmark Particle Filter for Robot Localisation in Vineyards
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.10847v1
- Date: Wed, 11 Mar 2026 14:57:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-12 16:22:33.011816
- Title: Semantic Landmark Particle Filter for Robot Localisation in Vineyards
- Title(参考訳): ブドウ園におけるロボット位置推定のための意味的ランドマーク粒子フィルタ
- Authors: Rajitha de Silva, Jonathan Cox, James R. Heselden, Marija Popović, Cesar Cadena, Riccardo Polvara,
- Abstract要約: 平行な作物列は、ほぼ同じLiDAR観測を発生させ、幾何学のみのSLAM系と視覚ベースのSLAM系が間違った回廊に収束する。
本稿では,トランクおよびポールランドマーク検出を2次元LiDARと統合したセマンティックランドマーク粒子フィルタを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.1077058391970922
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Reliable localisation in vineyards is hindered by row-level perceptual aliasing: parallel crop rows produce nearly identical LiDAR observations, causing geometry-only and vision-based SLAM systems to converge towards incorrect corridors, particularly during headland transitions. We present a Semantic Landmark Particle Filter (SLPF) that integrates trunk and pole landmark detections with 2D LiDAR within a probabilistic localisation framework. Detected trunks are converted into semantic walls, forming structural row boundaries embedded in the measurement model to improve discrimination between adjacent rows. GNSS is incorporated as a lightweight prior that stabilises localisation when semantic observations are sparse. Field experiments in a 10-row vineyard demonstrate consistent improvements over geometry-only (AMCL), vision-based (RTAB-Map), and GNSS baselines. Compared to AMCL, SLPF reduces Absolute Pose Error by 22% and 65% across two traversal directions; relative to a NoisyGNSS baseline, APE decreases by 65% and 61%. Row correctness improves from 0.67 to 0.73, while mean cross-track error decreases from 1.40 m to 1.26 m. These results show that embedding row-level structural semantics within the measurement model enables robust localisation in highly repetitive outdoor agricultural environments.
- Abstract(参考訳): 平行な作物列は、ほぼ同一のLiDAR観測を生じさせ、幾何学のみおよび視覚に基づくSLAMシステムは、特に頭地遷移の間、間違った回廊に収束する。
本稿では2次元LiDARとトランクおよびポールランドマーク検出を統合したセマンティックランドマーク粒子フィルタ(SLPF)を提案する。
検出されたトランクはセマンティックウォールに変換され、隣り合う行の識別を改善するため、測定モデルに埋め込まれた構造的行境界を形成する。
GNSSは、セマンティック・オブザーバがスパースであるときに局所化を安定化する軽量な先駆体として組み込まれている。
10列のブドウ畑でのフィールド実験では、幾何学専用(AMCL)、視覚ベース(RTAB-Map)、GNSSベースラインに対する一貫した改善が示されている。
AMCLと比較して、SLPFは2方向の絶対値誤差を22%と65%減少させ、ノイズGNSSベースラインと比較してAPEは65%と61%減少する。
ローの正しさは0.67から0.73に改善され、平均のクロストラック誤差は1.40mから1.26mに低下する。
これらの結果は,高繰り返しの屋外農業環境において,行レベルの構造的意味を計測モデルに組み込むことによって,ロバストな局所化を可能にすることを示唆している。
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