Graphic Processing of LiDAR Data

Bc. Jaroslav Řehořka

Master's thesis

Abstract:

Tato práce analyzuje možnosti využití senzoru LiDAR pro účely rozpoznávání objektů. Konkrétně se věnuje problému hledání úseček ve 2D datech v reálném čase a vyhledání rovné oblasti s určenými rozměry ve 3D datech. Pro 2D data navrhneme rekurzivní algoritmus pro segmentaci bodů do kolineárních skupin. Tyto skupiny jsou následně analyzovány na velikost změny úhlu v každém bodě. Pokud je změna větší než stanovená hranice, skupina bodů není označena jako platná úsečka. Algoritmus byl otestován na více než 230 různých skenech s různými parametry. Výsledky byly vyhodnoceny s ohledem na ručně definovaný správný výsledek. Ukázalo se, že navržená metoda má dobrou citlivost a rychlost pro použití v aplikacích v reálném čase. V případě 3D dat využíváme převod koplanárních bodů na binární obrázek, který je dále zpracován pomocí matematické morfologie a to konkrétně filtrem otevření. Tento přístup byl otestován na více než 30 3D površích s ručním vyhodnocením výsledků. Ukázalo se, že navrhovaný přístup má dobrou přesnost a může být vhodný pro reálné využití.

Abstract:

This thesis analyses possibility of use of LiDAR sensor for purposes of objects recognition in obtained data. Specifically with the problem of real-time line detection in 2D data, together with a recognition of flat area with specified dimension in 3D data. For 2D data, we suggest a recursive algorithm, that segments colinear points in groups. Groups are subsequently analyzed for the magnitudechange of angle for each point. If the change is more significant than a specified threshold, the group is not considered to a valid line. We have tested this algorithm on more than 230 scans, with various parameter settings. Results were evaluated with respect to a manually specified ground truth. The testing has shown that the algorithm has good sensitivity and speed for use in real-time applications. Regarding the 3D data and flat area recognition, coplanar points are converted into a binary image, which is further processed with mathematical morphology operator – opening. We have tested this approach on more than 30 3D surfaces. Results were also evaluated manually and testing have shown, that the suggested approach has a good accuracy and might be suitable for real applications.

Keywords

LiDAR, line detection, surface detection, UAV, Raspberry, RPLidar

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 12. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 2. 2. 2018
• Supervisor: prof. Ing. Václav Přenosil, CSc.
• Reader: RNDr. Zdeněk Matěj, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Applied Informatics / Service Science, Management and Engineering