Segmentación y parametrización de líneas en datos láser 2D basado en agrupamiento por desplazamiento de media

  • Julie Stephany Berrío Universidad Autónoma del Caribe
  • Lina María Paz Universidad de Zaragoza
  • Eduardo Caicedo Bravo Universidad del Valle
Palabras clave: análisis de componentes principales, análisis de regresión, medida por rayo láser, métodos de agrupación. (es_ES)

Resumen (es_ES)

El presente artículo realiza una exposición de un algoritmo robusto implementado para la segmentación y caracterización de lecturas obtenidas a través un barrido realizado por un sensor láser, obteniendo los parámetros polares que definen los segmentos de las líneas rectas que describen el ambiente escaneado. Se propone una estrategia de Mean Shift Clustering, que utiliza la media de los puntos del barrido láser, enmarcados en una elipse orientable, como estimación del gradiente de la densidad de puntos dentro de la ventana. El agrupamiento se alcanza deslizando dicha elipse hacia zonas del espacio donde la densidad de puntos es máxima, y reorientándola hacia la dirección de mayor dispersión de datos. Cada conjunto de puntos agrupados es procesado por un algoritmo RANSAC (Random Sample and Consensus) modificado, este método consiste en la construcción de hipótesis del modelo a partir de subconjuntos de datos mínimos escogidos al azar, y la evaluación de su validez con el apoyo de todos los datos, a medida que se actualizan las densidades de probabilidad asociadas. Los parámetros de los segmentos detectados son estimados por una regresión de TLS (Total Least Squares), que minimiza la suma de cuadrados de las diferencias entre la función y los datos. El algoritmo ha sido evaluado en entornos de interior usando como plataforma móvil un robot Pionner 3DX equipado con un sensor láser SICK, obteniendo resultados satisfactorios en cuanto a la compacidad y error de los parámetros de las rectas detectadas. De igual forma, se realizaron pruebas con datos simulados de densidad constante, donde el algoritmo clásico de MSC presenta fallas, logrando notables mejoras en la segmentación y parametrización de las rectas.

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Biografía del autor/a

Julie Stephany Berrío, Universidad Autónoma del Caribe
Ingeniera Mecatrónica, Magíster en Ingeniería con énfasis en Electrónica. Docente de la Universidad Autónoma del Caribe. Barranquilla,
Lina María Paz, Universidad de Zaragoza
Doctora en Ingeniería Informática y Sistemas. Asistente de Docente en la Universidad de Zaragoza. Zaragoza,
Eduardo Caicedo Bravo, Universidad del Valle
Ingeniero Electricista, Doctor en Informática Industrial. Docente Titular de la Universidad del Valle. Cali,
Cómo citar
Berrío, J. S., Paz, L. M., & Caicedo Bravo, E. (2013). Segmentación y parametrización de líneas en datos láser 2D basado en agrupamiento por desplazamiento de media. Tecnura, 17(37), 84-98. https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2013.3.a08
Publicado: 2013-07-01
Sección
Investigación