주요 논문
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2022SC-LiDAR-SLAM: a Front-end Agnostic Versatile LiDAR SLAM System
Giseop Kim, Seungsang Yun, Jeongyun Kim, Ayoung Kim
arXiv (Cornell University)
정확한 3차원 점군(point cloud) 지도 생성은 다양한 로봇 임무뿐 아니라 데이터 기반 도시 분석에서도 핵심 과제이다. 이를 위해 라이다(light detection and ranging, LiDAR) 센서 기반 동시 위치추정 및 지도작성(simultaneous localization and mapping, SLAM) 기술이 정교하게 발전되어 왔다. 완전한 SLAM 시스템을 구성하기 위해 많은 오도메트리(odometry) 및 장소 인식(place recognition) 방법이 학계에서 각각 제안되어 왔다. 그러나 이러한 방법들은 거의 통합되지 못했거나 지나치게 긴밀하게 결합되어 있어, 오도메트리 또는 장소 인식 모듈 중 어느 하나를 교체(업그레이드)하는 데 매우 많은 노력이 필요하다. 최근 각 모듈의 성능이 크게 향상됨에 따라, 이를 효과적으로 통합하고 최신 모듈로의 손쉬운 교체가 가능한 SLAM 시스템을 구축할 필요가 있다. 본 논문에서는 전(前)단 프론트엔드(front-end) 비종속적인 LiDAR SLAM 시스템인 SC-LiDAR-SLAM을 제안하고 공개한다. 우리는 이를 모듈화하여 설계함으로써 완전한 SLAM 시스템을 구축하였으며, Scan Context++ 및 다양한 기존 오픈소스 LiDAR 오도메트리 방법들과 성공적으로 통합하여 정확한 점군 지도를 생성하였다.
http://arxiv.org/abs/2201.06423
Lidar
Odometry
Simultaneous localization and mapping
Point cloud
Computer science
Artificial intelligence
Computer vision
Context (archaeology)
Modular design
Ranging
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Article
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인용수 45
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2022LT-mapper: A Modular Framework for LiDAR-based Lifelong Mapping
Giseop Kim, Ayoung Kim
2022 International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
장기적인 3D 맵 관리(long-term 3D map management)는 로봇이 비정적인(non-stationary) 실제 환경에서 신뢰성 있게 항법할 수 있도록 하기 위해 필요한 핵심 역량이다. 본 논문은 도시 환경 현장을 위한 오픈 소스 기반의 모듈형이며 즉시 활용 가능한 LiDAR 기반 평생 지도(lifelong mapping)를 개발한다. 이를 위해 문제를 연속적인 하위 문제들로 분해하여 해결한다: 다중 세션 SLAM(multi-session SLAM; MSS), 고/저 동적 변화 감지(high/low dynamic change detection), 그리고 양/음 변화 관리(positive/negative change management)이다. 제안 방법은 MSS를 활용하고 잠재적 경로(trajectory) 오차를 최소화하므로, 변화 감지를 위해 수동 또는 양호한 초기 정렬(alignment)이 필요하지 않다. 또한 변화 관리(change management) 기법은 메모리와 연산 비용 모두에서 효율성을 보존하여, 대규모 점군(point cloud) 맵으로부터 객체를 자동으로 분리(segregation)한다. 우리는 다기간(하루~연도)의 다양한 시간 간격(temporal gaps)을 포함하는 광범위한 실제 환경 실험을 통해, 연중 규모의 영구적 연차 수준 변동(permanent year-level variation) 하에서도 제안된 프레임워크의 신뢰성과 적용 가능성을 검증한다.
https://doi.org/10.1109/icra46639.2022.9811916
Modular design
Computer science
Lidar
Point cloud
Trajectory
Change detection
Scale (ratio)
Reliability (semiconductor)
Real-time computing
Robot
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Article
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인용수 33
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2022SC-LiDAR-SLAM: A Front-end Agnostic Versatile LiDAR SLAM System
Giseop Kim, Seungsang Yun, Jeongyun Kim, Ayoung Kim
2022 International Conference on Electronics, Information, and Communication (ICEIC)
정확한 3D 점군(point cloud) 지도 생성은 다양한 로봇 임무는 물론 데이터 기반 도시 분석에서도 핵심 과제이다. 이를 위해 라이트 디텍션 앤 레이징(Light Detection and Ranging, LiDAR) 센서 기반 동시 위치추정 및 지도작성(simultaneous localization and mapping, SLAM) 기술이 발전되어 왔다. 완전한 SLAM 시스템을 구성하기 위해, 많은 오도메트리(odometry) 및 장소 인식(place recognition) 방법들이 학계에서 각각 독립적으로 제안되어 왔다. 그러나 이들 방법은 거의 통합되지 않았거나 너무 밀접하게 결합되어 있어, 오도메트리 또는 장소 인식 모듈 중 어느 하나를 교체(업그레이드)하는 데 매우 많은 노력이 요구된다. 최근 각 모듈의 성능이 크게 향상되었으므로, 이들을 효과적으로 통합하고 최신 모듈로 쉽게 교체할 수 있는 SLAM 시스템을 구축할 필요가 있다. 본 논문에서는 SC-LiDAR-SLAM이라는 이름의 전(前)단(front-end) 비의존적(agnostic) LiDAR SLAM 시스템을 공개한다. 우리는 모듈화 방식으로 시스템을 설계하여 완전한 SLAM 시스템을 구축했으며, Scan Context++ 및 다양한 기존 오픈소스 LiDAR 오도메트리 방법들과 이를 성공적으로 통합함으로써 정확한 점군 지도를 생성하였다.
https://doi.org/10.1109/iceic54506.2022.9748644
Lidar
Odometry
Simultaneous localization and mapping
Point cloud
Computer science
Artificial intelligence
Computer vision
Context (archaeology)
Modular design
Ranging
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Article
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인용수 282
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2021Scan Context++: Structural Place Recognition Robust to Rotation and Lateral Variations in Urban Environments
Giseop Kim, Sun‐Wook Choi, Ayoung Kim
IF 6.835 (2021)
IEEE Transactions on Robotics
장소 인식(place recognition)은 로봇 내비게이션에서 핵심 모듈이다. 기존의 연구 흐름은 대부분 시각적 장소 인식에 초점을 맞추어, 이전에 방문한 장소를 그 외형(appearance)만을 바탕으로 인식한다. 본 연구에서는 거리(range) 센서로부터 관측되는 구조적 외형(structural appearance)을 바탕으로 장소를 인식함으로써 구조적 장소 인식을 다룬다. 우리는 회전에 불변인 공간 기술자(rotation invariant spatial descriptor)에 대한 이전 연구를 확장하여, 롤–피치 운동이 심하지 않은 경우 회전(heading)과 평행이동(translation) 모두에 대해 견고한 범용 기술자를 제안한다. 두 개의 하위 기술자를 도입하고 위상적 장소 검색(topological place retrieval)을 가능하게 한 뒤, 1자유도(semi)metric 국소화(1-degree of freedom semimetric localization)를 수행함으로써 위상적 장소 검색과 거리 기반(metric) 국소화 간의 간극을 연결한다. 제안한 방법은 환경의 복잡도와 규모(scale) 측면에서 충분히 평가되었다. 소스 코드는 공개되어 있으며, 기존의 라이다(light detection and ranging) 기반 동시적 위치추정 및 지도작성(simultaneous localization and mapping)에 손쉽게 통합될 수 있다.
https://doi.org/10.1109/tro.2021.3116424
Artificial intelligence
Computer science
Computer vision
Shape context
Ranging
Rotation (mathematics)
Heading (navigation)
Invariant (physics)
Metric (unit)
Bridging (networking)
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인용수 16
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2021Scan Context++: Structural Place Recognition Robust to Rotation and Lateral Variations in Urban Environments
Giseop Kim, Sun‐Wook Choi, Ayoung Kim
arXiv (Cornell University)
장소 인식(place recognition)은 로봇 내비게이션에서 핵심 모듈이다. 기존의 연구 흐름은 주로 시각적 장소 인식을 다루며, 이전에 방문한 장소를 그 외양만을 바탕으로 인식하는 데 초점을 맞춰왔다. 본 논문에서는 레인지 센서(range sensors)로부터 관측되는 구조적 외양을 바탕으로 장소를 인식함으로써 구조적 장소 인식을 다룬다. 회전에 불변인(spatial) 기술자에 관한 이전 연구를 확장하여, 제안하는 기술자는 롤-피치(roll-pitch) 움직임이 심하지 않은 경우에 회전(heading)과 이동(translation) 모두에 대해 견고한 범용 기술자를 완성한다. 우리는 두 개의 부분 기술자(sub-descriptor)를 도입하고, 위상적 장소 검색(topological place retrieval) 후 1-자유도(1-DOF) 준-거리(semi-metric) 기반 국소화(localization)를 수행하도록 하여, 위상적 장소 검색과 거리(미터) 기반 국소화(metric localization) 간의 간극을 연결한다. 제안 방법은 환경의 복잡성과 규모(scale) 측면에서 철저히 평가되었다. 소스 코드는 공개되어 있으며, 기존의 LiDAR 동시적 위치추정 및 지도작성(LiDAR simultaneous localization and mapping, SLAM)에 쉽게 통합할 수 있다.
http://arxiv.org/abs/2109.13494
Artificial intelligence
Computer science
Shape context
Computer vision
Rotation (mathematics)
Metric (unit)
Invariant (physics)
Heading (navigation)
Translation (biology)
Bridging (networking)