T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   3 ,  J une   2020 ,   pp.   1514 ~ 1521   IS S N:  1693 - 6930 ,   a c c r e dit e d  F ir s t  G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I :  10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i3. 14829     1514       Jou r n al  h omepage :  ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   S t e r e o vi si on - b ase d  o b st ac le  a voi d an c e     m od u l e  on  3D   p oi n t  c lo u d  d a t a       E k o  P u r b o  Wa h yon o 1 ,  E n d ah   S u r yawat i  Ni n gr u m 2 ,  Raden   S an ggar   De want o 3 ,   Da d e t   P r am ad i h an t o 4   1 D ep ar t men t   o f  E l ect r i cal   E n g i n eeri n g ,   Po l i t ek n i k   E l e k t r o n i k a   N e g eri   S u rab a y a,   In d o n e s i a   2 D ep a r t men t   o f  Me ch a n i ca l   an d   E n er g y   E n g i n eeri n g ,   Po l i t ek n i k   E l e k t r o n i k a  N eg er i   Su rab a y a,   In d o n es i a   3 D ep ar t men t   o f  In f o rmat i o n   E n g i n eeri n g ,   Po l i t ek n i k   E l e k t r o n i k a  N e g eri   S u rab a y a,   In d o n e s i a   4 Ro b o t i cs   an d   In t el l i g en t   Sy s t em  Cen t er,   In d o n e s i a       Ar t icle   I n f o     AB S T RACT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  Aug  23 ,   2019   R e vis e d  J a n  29 ,   2020   Ac c e pted  F e b  26 ,   2020     T h i s   p a p er  d eal s   i n   b u i l d i n g   a  3 D   v i s i o n - b a s ed   o b s t acl e  av o i d an ce  an d   n av i g a t i o n .   In   o r d er  fo r  a n   a u t o n o mo u s   s y s t em  t o   w o rk   i n   rea l   l i fe   c o n d i t i o n ,   a  cap ab i l i t y   o f  g a i n i n g   s u rro u n d i n g   e n v i ro n men t   d a t a,   i n t er p ret   t h e  d a t a  an d   t ak e  a p p r o p r i at e  ac t i o n   i s   n ee d ed .   O n e  o f  t h e  req u i re d   ca p ab i l i t y   i n   t h i s   mat t er   fo r  an   au t o n o mo u s   s y s t em  i s   a  cap ab i l i t y   t o   n av i g a t e  cl u t t ere d ,   u n o rg a n i ze d   en v i ro n men t   an d   av o i d i n g   c o l l i s i o n   w i t h   a n y   p res e n t   o b s t ac l e,   d efi n ed   as   an y   d at a  w i t h   v ert i cal   o ri e n t a t i o n   a n d   ab l e  t o   t a k e  d ec i s i o n   w h en   e n v i ro n men t   u p d at e  ex i s t .   Pro p o s e d   i n   t h i s   w o rk   are  t w o - s t e p   s t rat eg y   o f  ex t ract i n g     t h e  o b s t ac l e  p o s i t i o n   an d   o ri en t at i o n   fro m  p o i n t   cl o u d   d at a  u s i n g   p l an e  b a s ed   s eg me n t a t i o n   a n d   t h e  r es u l t an t   s e g men t at i o n   are  ma p p ed   b a s ed   o n   o b s t ac l e   p o i n t   p o s i t i o n   rel at i v e  t o   camera  u s i n g   o ccu p a n cy   g r i d   map   t o   acq u i re  o b s t ac l e   cl u s t er  p o s i t i o n   an d   reco rd ed   t h e  o ccu p an c y   g ri d   map   fo r   fu t u re  u s e  an d   g l o b al   n av i g a t i o n ,   o b s t acl e   p o s i t i o n   g a i n e d   i n   g ri d   map   i s   u s e d   t o   p l an   t h e  n av i g a t i o n   p at h   t o w ard s   t ar g et   g o a l   w i t h o u t   g o i n g   t h r o u g h   o b s t acl e   p o s i t i o n   an d   mo d i fy   t h e  n a v i g at i o n   p a t h   t o   a v o i d   c o l l i s i o n   w h en   e n v i ro n men t   u p d at e  i s   p res e n t   o r   p l a t fo rm  mo v eme n t   i s   n o t   a l i g n e d   w i t h   n a v i g at i o n   p a t h   b as ed   o n   t i med   e l as t i c   b an d   met h o d .   K e y w o r d s :   3D  Vis ion   Obs tac le  a voidanc e   Obs tac le  e xtr a c ti on   T im e d  e las ti c   ba nd   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din g  A u th or :   E ko  P ur bo   W a hyono,     De pa r tm e nt  of   E lec tr ica l  E nginee r ing,   P oli teknik  E plekt r onika   Ne ge r i   S ur a ba ya ,   Ka mpus   P E NS ,   J l.   R a ya   I T S ,   Ke puti h,   Ke c .   S ukoli lo,   Kota   S B Y,   J a wa   T im u r   60111 ,   S u r a ba ya ,   I ndon e s ia.   E mail:   e ko . pw00@ gmail. c om       1.   I NT RODU C T I ON   R e c e nt  de ve lopm e nt  on  a utonom ous   platf o r m  ge a r e d  towa r ds   a s s is ti ng  human  in  thei r   da il y   a c ti vit y   manda tes   a ll   a utonom ous   platf or m   to   ha ve   a   c a pa bil it y  to   pe r c e ive  the   s ur r ounding   e nvi r onment,   a n d  make   a   s ui table   de c is ion  f or   a c ti on.   One   e s s e nti a l  a c ti on  is   to   s a f e ly   na vigate   c lut ter e d   e nvir onment   a nd   a vo idi ng  c oll is ion  with  a ny  obs tac le  that  pr e s e nts   withi n  the  e nvir onment.   One   c ha ll e nge   pr e s e nt  is   a voidi ng  c oll is ion  with  obs tac le  a nd  na vigating  in  a n  uns tr u c tur e d  e nvir onment  [ 1] .   S ince   uns tr uc tur e d  e nvi r onment  ha ve   s o  many  pos s ibi li ti e s   of   obs tac le  po s it ion,   or ienta ti on  a nd   or   s ha pe ,   c ha ll e nge   pr e s e nt  invol ve d  in  ga ini ng  obs tac le   pos it ion,   o r ienta ti on   a nd  s ize   in   or de r   to   s a f e ly   pla n  a   pa th   to   a void  a   c oll is ion .   One   c omm only   us e d  s olut ion  to  de a l  with  thes e   pr oblems   is   3D   v is ion  [ 2 ,  3]   ba s e d  s olut ion  to  g a in  obs tac le  pos it ion,   o r ienta ti on  a nd  s ize   s ince   with  3D  v is ion  the  s ys tem  did  not  ne e d  to   r e c ognize   a nd  lea r n  the  objec t  to  a c qui r e   the  inf o r m a ti on  on  obje c t  pos it ion,   or ienta ti on  a nd   s ize   s ince   the  r a w  da ta  it s e lf   is   a lr e a dy  3D.   M a ny  s olut ions   e xis t  on   the  f ield  of   ga ini ng  3D  inf or mation  f r om  the  e nvir onment ,   on e   of   the  s olut ion  is   us ing  c omput e r   s ter e o  vis ion  [ 4 – 6]   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         Ster e o  v is ion - bas e d  obs tacle   av oidance   module   on  3D  point   c loud  data   ( E k o   P ur bo  W ahy ono )   1515   c r e a te  a n  point   c loud  da ta  [ 7] .   On  s ol ving  the   pr o blems   on  3D  vis ion  a nd  obs tac le  a voidanc e ,   a s   th e   s ys tem   be c ome  pr ogr e s s ively  mo r e   c om plex   a nd   de mandi ng  with   pr oc e s s ing  powe r ,   the   de mands   f o r   mor e   d e tails   on  input   on   e nvir onment   a nd  f a s ter   e xe c uti on  t im e   be c ome  mor e   c lea r .   F r om   the   input   pr o c e s s ing  s ide,   with  3D   v is ion  that  c r e a te  a   3D  r e pr e s e ntation  of   s ur r ounding  e nvir onment  with  gr e a t  de tails   c omes   with  the  pr ice   of   e nor mous   da ta  s ize   a nd  de mand  mor e   pr oc e s s ing  p owe r   to  pr oc e s s   the  da ta.   One   s olut ion   to  thi s   p r obl e m  is   to  r e duc e   da ta  s ize   while  ke e ping  the  c ha r a c ter is ti c s ,   nor mally   thi s   r e s ult   in  r e duc e d  e nvi r onme nt   de tails .   R AN S AC   ( r a ndom  s a mpl e   c ons e ns u s )   ba s e d  met hod  with  S AC   model  [ 8 ]   is   one   of   the  mos t  us e d   method     us e d  to  r e duc e   da ta  s ize   without   s a c r if icing   too  m uc h  de tails   on  e nvir o nment  da ta   a nd  r obus t  in   pr e s e nc e   of   nois e   [ 9] ,   T his   wor k  us e s   Na N,   pa s s thr ough  a n d  voxe l  gr id  f il ter   ba s e d  on  R AN S AC   to  r e duc e   da ta  s ize .   T o   f ur ther   r e duc e   c omput a ti on,   pa r a ll e l   c omput ing   a r e   us e d  [ 9 – 11 ] .   B a s e d  f r o m  [ 9]   c ompar is on   thi s   w or k  us e d   C UD A   ( c om pute  uni f ied  de vice   a r c hit e c tur e )   pa r a ll e l  c omput ing   ba s e d  on   [ 12] .   T he   r e a s on  f o r   pa r a ll e l   c omput ing  is   to   mi nim ize   e xe c uti on  ti me   in  o r de r   t o  e na ble  the  obs tac le  a voidanc e   modul e   to   be   in   a   p r oc e s s ing   unit   c ombi ne d  with   a nother   f unc ti on  f o r   plat f or m   move ment  a nd  a utom a ti on.   E nvir onment  da ta  mus t  be   c las s if ied  int o  r e gion s   with  s im il a r   c ha r a c ter is ti c   to  f a c il it a te  f u r ther   pr oc e s s ing.   One   of   da ta   c las s if ying  is   da ta  s e gmenta ti on.   T his   pr oc e s s   wa s   r e quir e d  to   dif f e r e nti a te   da ta  to   a c qu ir e   us a ble  e nvir onment   da ta   [ 13 - 16] .   T his   wor k  us ing   plane - ba s e d  s e gmenta ti on  to  d if f e r e nti a te   be tw e e n  obs tac le  whic h  de f ined  a s   a ny   point   c loud  da ta   wit h  ve r ti c a l  p lane   or ienta ti on   a nd  the  hor izonta l  wa lk ing  plane   it s e lf .   T his   s tep  is   us e d  to   s e gment  the   wa lki ng   plane   a nd  obs ta c le   da ta. Obs tac le  da ta,   a   r e pr e s e ntation  of   e nvir onment  c ondit ion  a r e   us e d  t o  plan  the  c oll is ionf r e e   pa th.   S ince   the  platf o r m  moveme nt  li e s   on  x, y  a xis ,   the  obs tac le  da ta  in  f or m   o f   po int   c loud  c a n   be   c onve r ted  to   gr id   map   [ 17 ,  18] .   R e c e nt  r e s e a r c h  pr oduc e   a n   a lgor it hm  that   not  only   a ble  to   plan  s a f e   pa th   but   a ls o  de a l  with  e nvir o nment   c ha nge   a nd  plat f or m   dis tur ba nc e s   that  c a us e   the   platf or m   to  s tr a y   f r om   planne d   pa th.   One   of   the   a lgor it hm   is   ti med - e las ti c - ba nd  [ 19] .   M a ny   r e s e a r c h  ha s   be e n  done   on   im p r oving   T E B   ( ti me d  e las ti c   ba nd )   method   [ 20 – 24] ,   thi s   wor k   ba s e   t he   T E B   a ppli c a ti on   f r om   r e s e a r c h  by  [ 20 ,   22 ].   T he   f inal   goa l  of   thi s   wor k   is   a   s ys tem  modul e   wi th  in tegr a ted  p r oc e s s in g   f or   3D  point   c loud  da ta  s im il a r   to   [ 25]   wi th  a n  out put  of   obs tac le  de tec ti on  a nd  obs tac le  pos it ion  inf or mation  to  pr oduc e   pa th  planning  with  a n  a bil it y  of   upda ti n g  the  pa th  to  de a l  with  e nvir onment  c ha nge s   a nd  or   platf or m   de viation  while  r e c or d   the  e nvir onment   da ta  f o r   f ut ur e   us a ge   a nd  s ubs e que nt  global  pa th  planning.       2.   P ROP OS E D  S Y S T E M   OVE RV I E W   B e low  a r e   the  ge ne r a l  ove r view   of   s teps   take n  t o  pr oc e s s   e nvir o nment  da ta  to   plan  the  obs tac le  a voidanc e   a c ti on:   −   P r e - P r oc e s s ing.   R a w  point   c loud  da ta  f r om   a   s ter e o   c a mer a   a r e   f il te r e d  to  down  s a mpl e   the  da ta   us ing  voxe l   gr id  method  a nd   r e move  unne c e s s a r y  point s .   −   Obs tac le  e xtr a c ti on.   E nvi r onment  da ta  in   f or m  of   p oint   c loud  a r e   s e pa r a ted  be twe e n  ve r ti c a l   a nd  hor iz ontal  plane   ba s e d  on  point   da ta  or ienta ti on,   e nvir onme nt  int e r pr e ted  int o  a   g r id  to  ge t  the  in f or mation  o f   s a f e   movi ng  s pa c e   a nd  obs tac le  a r e a ,   the  r e s ult a nt  gr id   a r e   r e c or de d  f o r   f utur e   us e   a nd   global  na vigation .   −   P a th  p lanning.   P lan  a   pa th  towa r ds   goa l   thr ough  s a f e   movi ng  a r e a   us ing  oc c upa nc y  map,   ke e ping  c l e a r   of   obs tac les   a r e a   while  upda ti ng  e nvir onment  gr id  a nd  a da pt  the  pa th  whe n  e nv ir onment  da ta  a nd  pla tf or m   pos it ion  a r e   c ha nge d,   pub li s h  a r r a y   of   wa y point s   a long  the  global   pa th  a nd  c r e a te  ne w  wa ypoint s   a r r a y  towa r ds   global  pa th  tar ge t .       3.   RE S E AR CH  M E T HO D   3. 1.     P o in t   c lou d   e n g in e   On  c a mer a   in it ializa ti on,   c a mer a   c a li br a ti on   a nd  pr e - s e t   pa r a mete r s   a r e   loade d   to   e na ble  im a ge   a c quis it ion.   Da ta  take n  f r o m  S ter e o   2D  c a mer a   with  f oc a l  po int     a nd  ba s e li ne     a r e   s ter e o  ma tche d,     a nd  tr iangula ted  to   ga in  de pth  da ta   by :     = ( ∗ ) ( , − , )   ( 1)     whe r e   ,   a nd   ,   a r e   matc hing  pixel   be twe e n  lef t   a nd  r i ght  c a mer a   r e s pe c ti ve ly,   the  r e s ult a nt  de p th  da ta   is   c ombi ne d  with   R GB   da ta  f r om   the   c a mer a   a nd   c onve r ted  int o   3D  poin t  c loud   da ta   f or mat   by   nor malizing  the  pixel  c oor dinate   ( , , )   int o   3D  c oor dinate   ( , , )   with  c a mer a   ba s e li ne     us ing :     = , = ∗ , = ∗   ( 2)   to  be   p r oc e s s e d  a f ter wa r ds   by  s ubs e que nt  s ub - s y s tems .   P oint   c loud  r e s ult a nt  of   1   a nd   2   ha ve   pa r a ll e l  plane s   in  r e a l  c ondit ion   s hown  a s   pa r a ll e l  p lane s ,   ther e f o r e   e li mi na ti ng   the   ne e d  of   c a lcula ti ng   c a mer a   pe r s pe c ti ve .     All  thes e   pr oc e s s e s   a r e   done   in  a n  e a r ly   s tage   ins ide  the  c a mer a   it s e lf .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   Co mput   E l  C ontr o l ,  Vol.   18 ,   No .   3 ,  J une   2020:    1514   -   1521   1516   3. 2.   F il t e r in g   S ince   de ns e   point   c loud  da ta  while  pr ov ide  mor e   de tails   on  e nvir onment  lea ds   to  longer   e xe c uti on  ti me  ne e de d  f or   pr oc e s s ing,   the r e f or e   a   method   f or   ke e ping  e nvi r onment  de tails   while   r e duc ing  po int   c ount   that   lea ds   to  f a s ter   e xe c uti on  is   ne e de d   [ 26 ] .   T his   s y s tem  us e s   voxe l  gr id  f il ter ing   whic h  g r oup   da ta  wit h  s im il a r   c ha r a c ter is ti c s   a nd  r e plac e   th e   gr oup  a   s ingl e   da ta  t ha t  r e pr e s e nt  the  whole   gr oup,   thi s   f il ter   wa s   c hos e n  f or   the   r obus t  c ha r a c ter is ti c   o f   the  f il ter .   P oint   c loud   da ta  is   down - s a mpl e d  us ing  voxe l   gr id  method.   A   de f ined   Or iente d  bounding   box    a long   with   the  m ini mum   a nd  maximum   va lue  o f   poin t  c loud   in   , ,   a xis   a r e   us e d   to  c a lcula te  voxe l  gr id     in  s ize   of     ×     ×     whic h  de f ined  a s :     ( 0 < < , 0 < < , 0 < < )   ( 3)     w it h  the  voxe l  g r id  s ize   de f ined ,   a s s ign  e a c h  gr i d  to  e a c h  point     i n  point   c loud  .   A f ter   e a c h  g r id     a s s igned  a nd  the  c e nter   gr a vit y  point     f or   e a c h  gr id    with  , ,   a nd  , ,   a s     the  outm os t  point   o f   the     gr id  c a lcula ted  by :     = + 2 , = + 2 , = + 2   ( 4)     a ll   point s     in  voxe l   a r e   r e plac e d   by  c e nter   g r a vit y  point   of   e a c h   gr id     with   f inal   pos it i on   point   s e t  ´ .  P r oc e s s   a ll   voxe l  gr id   to  a c quir e   ´   by:     ′ = ( 0 < < , 0 < < , 0 < < )   ( 5)     De f ined  s ize   of   a   voxe l   is   us e d   to  g r oup  ne igh bour ing  point   o f   a n   ini ti a l   point   P i   with   s im il a r   c ha r a c ter is ti c s   a nd  us ing  the   P i   a s   c e ntr oid   a ll   othe r   point   r e moved  lea ving   the   c e ntr oid   point   da ta  a f t e r wa r ds .   S mall  voxe l   s ize ,   while  ke e p   mor e   de tails   of   r a w  p oint   c loud  da ta ,   lea ds   to   longer   e xe c uti on  ti me   whi le  bigger   voxe l  s ize   ha ve   s maller   e xe c uti on  ti me   but   los e s   m or e   de tails .   R e s ul tant  of   thi s   s tep  a r e   a s   s hown  on   F ig ur e   1  w hil e   voxe l  gr id   is   s lowe r ,   it   r e pr e s e nts   the  unde r lyi ng  s ur f a c e   mo r e   a c c ur a tely  without   s a c r if icing   ke ypoint     of   3D  po int   c loud   da ta  [ 27 ].   T h is   c ha r a c ter is ti c   will   e na ble  the   s e gmenta ti on  pr oc e s s   to  s e gment  the  d a ta   pr ope r ly.   T he   r e s ult a nt  da ta   f r o m  th is   s tep  s ti ll   c ont a ins   a ll   da ta  with in  c a mer a ’ s   f ield   of   view ,   s ince   th e   s ys tem   do  not   ne e d  r oof   inf o r mation   a nd  e xis tenc e   o f   r oof   da ta  in   oc c upa nc y  gr id   map   pr oc e s s   c a n  lea d   to   no   a va il a ble   movi ng   s pa c e ,   he nc e   the  r e moval   of   r oof   point   c lo ud  da ta  is   ne e de d.   T he   s ys tem  us e   a   pa s s thr ough  f i lt e r   with   maximum   ve r ti c a l  pa r a mete r s   to  e xc lude  r oof   point   c loud  [ 27 ] ,   i f   pa s s thr ough  f il ter   is   not  e xis t,   the  r oof   s e gmente d  will   be   de f ined  a s   a n  obs ta c le  s ince   t he   r oof   plane   it s e lf   li e s   pa r a ll e l  with  wa lki ng  pl a ne ,   thi s   ha ppe ne d  be c a us e   the  s e gmenta ti on  pr oc e s s   only  s e pa r a te  ve r ti c a l  a nd  hor izonta l  point   c loud  da ta  o r i e ntation.   B e c a us e   the  r oo f   will   not   hinder   platf o r m   moveme nt  a nd   including   r oof   a s   obs tac les   r e s ult   in   no   f r e e   ob s tac le   a r e a ,   the  s ys tem  e xc lude  c e il ing  point   c loud  da ta  f r om  be ing  p r oc e s s e d  by  the  s e gmenta ti on  pr oc e s s   by  f il ter   the  da ta  us ing  pa s s thr ough  method:     = ( | < < )   ( 6)     w it h  P   a s   the   r e s ult a nt  point   c loud,     a s   a n  indi vidua l  point ,   m   a s   the  mi nim um   z   a xis   va lue  a nd   n   a s   ma xim um  z   a xis   va lue.             F igur e   1.   F il te r ing  r e s ult     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         Ster e o  v is ion - bas e d  obs tacle   av oidance   module   on  3D  point   c loud  data   ( E k o   P ur bo  W ahy ono )   1517   3. 3.   S e gm e n t at ion   Af ter   pr e - pr oc e s s ing  s tep,   the  point   c l oud  da ta   s e gmente d  to  ga in  inf o r mation  on   wa lki ng  plane   a s   f r e e   m oving   r e gion  a nd   obs tac le  da ta.   W it h   th e   de f ini ti on   o f   wa lki ng   plane   a s   a   plane   in   ,   a xis .     B y  de f ini ng  the  p lane ’ s   mathe matica l  model  a s :         =      +      +      +     =   0   ( 7)     w he r e   , ,   on  ( 8 )   a r e   the  pa r a mete r s   o f   the  mathe matica l  model  of   the   plane   a nd  k , l, m   a r e     the  indepe nde nt  va r iable s   of   the  model   to   de f ine   a   plane .   T o   de ter mi ne   if   point     =   ( 0 , 0 , 0 )   f i t  plane       =   × + × + × + ,   the  pe r pe ndicula r   dis t a nc e   of   the  point   to  th e   plan e   wa s   c a lcula ted  us ing :     ( , ) = | × 0 + × 0 + × 0 + | √ 2 + 2 + 2 2   ( 8)     I f   the   point   is   be low   the  th r e s hold  va lue,   it   c a n   be   c ons ider e d  a s   a n  inl ier   to   the  plane .   B y  us ing   ( 7 )   to   de f ine  the   wa lki n g  plane   model  a nd   is olate   the   wa lki ng  plane   po int   c loud   da ta   f r om   other s   us ing   ( 8 )   r e s ult e d   in  s e pa r a ti on   of   the   plane   in li e r   f r o m   other   point ,   th e   s ys tem  ha s   ga ined   both   f r e e   r e gion   in   f or m   of   in li e r   point s   a nd  the  obs tac le  point   c loud   da ta  it s e lf   to  p lan   t he   obs tac le  a voidanc e   pa th.   R e s ult   of   thi s   s tep  i s   s hown    by  F ig ur e   2 .             F igur e   2.   S e gmenta ti on   s tep  c ompar is on       3. 4.   Occ u p an c y  gr id   m ap   S e gmente d  point   c loud  da ta   a r e   us e d  f o r   buil ding   oc c upa nc y  gr id  map  to  a c quir e   obs tac le  pos it ion   r e lative  to  the  p latf o r m   a nd  the   s ubs e que nt  map  c a n  be   r e c or de d   f o r   f utur e   us e   o r   f or   global  pa th   pla nning  to   a lr e a dy  r e c or de d  a r e a .   Oc c upa nc y  gr id  map  c r e a ted   us ing  obs tac le  point   c loud  da ta  to  de ter mi ne   if   a   gr id   oc c upied  by  a n  obs tac le  that   will   c a us e   c oll is ion  [ 18] .   E a c h  c e ll   C i  =  x,   y  with  a   f ixed   s ize   f or   e a c h     point   P i  =  x,   y,   z     { ∀ , = ,   ∀  ℎ    ( 9)     T his   s tep  ga ins   a r e a s   wh e r e   the  platf or m  c a n  s a f e ly  move  without   r is k  of   c oll is ion  without   t he   ne e d    of   s ingl e   ou t  e ve r y   obs tac le  a nd   c a lcula te  the  c e nt r oid   a nd   pos it ion  o f   e a c h  obs tac le  by  mea s ur ing  e a c h  a r e a     a nd  c ompar in g  the  wid th  with   the  mi nim u m  width   r e quir e d  by  the  platf o r m.   T he   r e s ult   a s   s hown  on  F ig ur e   3 .       3. 5.   P at h   p lan n in g   T his   pa r t   o f   the  s ys tem  ha ve   two   pa r a ll e l   pr oc e s s ,   the  f i r s t  one ,   pa th   planne r   c r e a te   a   g lobal  s olut ion   f or   the   platf or m  to   move  towa r ds   the   tar ge t.   T h e   s e c ond  s ys tem  ha ndle  dis tur ba nc e   f or c e   on  a   platf or m     a nd  output   c or r e c ti on  c omm a nd  to  de a l  with  s mall  c ha nge s   in  e nvir onment  a nd  une xpe c ted  o bs tac le.     B a s e d  on  ti med - e las ti c - ba nd  method  by  Quinlan  [ 19]   with  de ve lopm e nt  on  s pa r s e   model  [ 21]   to  a dva nc e d  tr a jec tor ies   [ 20]   with   M P C   a ppr oa c h   towa r ds   T E B   methods   [ 22] .   Ove r view   of   thi s   s tep   is   a s   s h hown  on    F ig ur e   4 .   T his   method  wa s   us e d  be c a us e   the  b e ha vior   of   the  p latf or m   is   not  de ter mi ne d  a t  the  p lanning  leve l,   ye t  loca l  dis tur ba nc e s   will   not   hinder   the  s ys tem  a bi li ty  to   r e a c h  goa ls .   T his   s ys tem  de a ls   with  loca l  dis t ur ba nc e s   by  de f or mi ng  the  pa th  whe n  e nvir onme nt  c ha nge s   a r e   de tec ted.   De s pit e   thi s   s tep,   the  s y s tem  s ti ll   m a int a in  a   c ompl e te  c oll is ion - f r e e   pa th  towa r ds   a   de ter mi ne d   goa l.   F ind   the  s hor tes t  pa th   towa r ds   de ter mi ne d  go a ls .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   Co mput   E l  C ontr o l ,  Vol.   18 ,   No .   3 ,  J une   2020:    1514   -   1521   1518       F igur e   3.   Oc c upa nc y  gr id   map  r e s ult           F igur e   4.   P a th   planning       ( , ) = { 0 m in { ( ( , ) ) + ( , ) } ∞   ( 10)     W it h  ( 10)   pr oduc e s   glo ba l  pa th  r e s ult   that  us e d  by  T E B   to  c r e a te  a   s e r ies   of   wa ypoint s .   T he   s hor tes t  p a th,   take n  a s   a   s e r ies   of   a   f ixed   number     of   wa ypoint     with  to l e r a nc e   r a dius     whic h  c ompr is e .     = ( )   ( 11)     Ar r a y  of   wa ypoint      c a n  be   de not e d  a s :       =   { } = 1 , 2 , … . ,   ( 12)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         Ster e o  v is ion - bas e d  obs tacle   av oidance   module   on  3D  point   c loud  data   ( E k o   P ur bo  W ahy ono )   1519   T his   s ys tem  doe s   not   pur s ue   f a s tes t  tr a jec tor y   a nd  in   a   c ontext   of   t im e d  e las ti c   ba nd ,   it   only   o pti mi z e s     the  loca ti on   of   int e r media te  wa ypoint   a s   the   s ys tem  doe s   not   ha ve   a   bounda r y   of   f inal   platf or m   s tate ,   the r e f o r e   the  c ha nge   in  ti me   f or   e a c h  c ons e c uti ve   wa ypoint   ( ∆ )   a r e   f ixed  a nd   c a n  be   de noted  a s   ( 13 ) .     = { Δ } = 1 , 2 , … , − 1   ( 13)     T im e d  e las ti c   ba nd  f unc ti on   c ons is ted  of   ( 14) .     ∶ = ( , )   ( 14)     Optim a l  ba nd  c a lcula ti on  is   c a lcula ted  by   mi nim izi ng  the  objec ti ve   f unc ti on .     ( ) = ∑ Γ k ( )   ( 15)     W it h  a n  a r r a y  of   wa ypoint s   P i  f r om  pa th  planni ng  r e s ult ,   the  s ys tem  c ompar e   c ur r e nt  platf or m  pos it ion    a nd  or ienta ti on  inf or mation  with  wa ypoint s   c oor di na te  a nd  upda te  wa ypoint s   a r r a y  w he n  the  s ys tem  a c hieve   wa ypoint s   or   if   the  s ys tem  s tr a y  f r om  g lobal  pa t h  a nd  pr e vious   wa ypoint   a r r a y.       4.   RE SU L T S   A ND   AN AL YSI S     T he   r e s ult   of   voxe l  gr id  f il ter ing  with  0 . 05  m  s ize   voxe l,   the  r e s ult a nt  c loud  s hows   a   dr op  of   98. 2%   in   point   c loud  c ount  f r om  921 600   point   to   16664  p oint .   W it h  on ly  1. 8 %   of   the  da ta  r e mains   while  maintains   s im il a r   c ha r a c ter is ti c s   with  the   r a w   da ta.   T his   r e s ult   s hows   that  voxe l  g r id  p r e s e r ve d  unde r lyi n g  plane     of   the   r a w   point   c loud  da ta   while   r e duc ing  po int   c loud  da ta  s ize   a s   s hown  on   F ig ur e   1.   F i lt e r ing   s ub - s y s tem  take s   86  ms   a ve r a ge   e xe c uti on  ti me   with  720p   r a w   da ta  s ize   with  a n   a c c e ptable   r e s ult   f o r   s e gmenta ti on  while  r e duc ing  the  da ta   s ize   a nd  r e moval  o f   unne c e s s a r y  da ta  p r ove n  by   the  s uc c e s s   on   s e gmenta ti on  s tep  a s   s hown  on  2a ,   f a s ter   e xe c uti on   ti me   lea ds   to  mo r e   los s   o f   de tails ,   whic h  r e s ult   in   f a il ur e   of   s e gmenta ti on.   E xe c uti on  ti me  f or   f il te r ing  s ubs ys tem  c a n  be   im pr ove d  by   t he   us a ge   of   pa r a ll e l  c omput ing   f or   e a c h  f il te r ing  model  f or   f a s ter   e xe c uti on.   S im il a r   method  c a n   be   a pp li e d   f or   s e gmenta ti on  s ubs ys tem  whic h  take s   260   ms   a ve r a ge   e xe c uti on  ti me.   S hor ter   e xe c uti on  ti me  lea ds   to  f a s ter   map  upda te  a nd  f a s ter   de c is ion  r e s ult .   S e gmenta ti on  r e s ult e d  in  a ll   point   c loud  da ta   with  ve r ti c a l  plan e   or i e ntation   a r e   s e pa r a ted  f r om  the  poi nt   c loud  da ta  with   hor izonta l  plane   or ienta ti on .   C ompar e d  to  c olo ur   ba s e d  point   c loud  c lus ter ing,   the  r e s ult   s ho ws   that    the  c olour   ba s e d  s e gmenta ti on  r e s ult   a r e   s ti ll   de tec ti ng  s ome  ve r ti c a l  objec t  a s   a   s a me  gr oup   a s   the   h or izonta l  wa lki ng  plane ,   while   th e   s ys tem’ s   s e gmenta ti on   ba s e d  on   e a c h  point   or ienta ti on   s e pa r a te  a ll   point s   with   ve r ti c a l   plane   or ienta ti on.   De s pit e   s ys tem  s uc c e s s   of   s e gme ntation  be twe e n  hor izonta l  wa lki ng  plane   a nd  obs tac le  da ta,   the  s ys tem  f a il   to   pr oc e s s   s ome  da ta  whe n   s ter e o  m a tchin g  f a il ur e   e xis t,   thi s   c ha r a c ter is ti c s   make   ne ighbour ing   pixel  with  a   s igni f ica nt  dis tanc e   in  3D  e nvi r onment  r e s ult   in  a n  a lm os t  ho r izonta l  g r a dient,   the r e f or e   th e   s ys tem  s e gmenta ti on  doe s   not  s e gment  thi s   a r e a .   T he   c om pa r is on  be twe e n  plane   ba s e d  s e gmenta ti on  a nd  c ol our   ba s e d  s e gmenta ti on  a r e   s hown  on   F ig ur e   2  o c c upa nc y   gr i d  map   r e s ult e d  in   in f or mation   of   e a c h   obs tac le  da ta  pos it ion   ther e f or e   s a f e   movi ng   a r e a   a r e   a c quir e d  whe r e   no   obs tac le  a r e   pr e s e nt.   T he   s ys tem  will   c a lcu late   the  s a f e   a r e a   a r ound  t he   obs ta c le  gr id  to  a c c ount  f or   platf or m  s ize   a nd  odometr y  dr i f t.   All  thes e   inf or mation   a r e   s uc c e s s f ull y  r e c or de d   pr ove n  by   the  a bil it y  o f   the   s ys tem  to  plan   na vigation  pa th  thr ough   a lr e a dy  mappe d  a r e a   F ig ur e   3  s how  that  whe r e   ob s tac le  point   c lou d  e xis t,     the  c or r e s ponding  c e ll s   s how  a s   blac k  c e ll s   with  no  f a il ur e   f or   a ll   obs tac le  point   inf or mation .   P a th  planning  r e s ult e d  the  s hor tes t  pa th   in   r e ga r d   to   platf or m   s ize   to   a void  c oll is ion  with   obs tac le  a r e a   a nd   modi f y   ini ti a l  pa th   to  tar ge t  to  a void  a n  obs tac le  a nd  a da pt    to  ne w  e nvi r onment  da ta  thi s   is   pr ove n  by  movi ng   the  c a mer a   a c c or ding  to  pa th  planning  r e s ult e d  in   a r r ivi ng   to  tar ge t   c o or dinate   without   a ny  c oll is ion   s hown  on   F ig ur e   5   ( a )   a nd     F ig ur e   5   ( b )   s hows   the  s a me  goa l  pos it ion  with   upda ted  e nvir onment  in f or mation  a n d  platf o r m  pos it ion.     F ig ur e   5   ( b )   s hows   the  s ys tem  upda te   the  pa th   pla n  towa r ds   the   goa l   whe n  the   platf o r m   is   moved   ou ts ide  the  planne d  pa th  a nd  ne w   obs tac le  inf o r mation  is   a c quir e d  f r o m  the   e nvir onment   a nd  upda te   pa th  whe n  the   platf or m  moved  ins ide  planne d  p a th  F ig ur e   5   ( c ) .   T he   s ys tem  only  pr oduc e   goa l  a r r a y  pos it ion  a s   lo ng  a s   the   a r e a   width  f o r   the   pa th  planning   a r e   wide r   than  the   r e quir e d  wid th  of   the  p latf or m   a nd  will   ter mi na te   the  pa th  planning  whe n  the   r e qui r e d  c ondit ion   a r e   not   met ,   t he   s ys tem  will   pr odu c e   pa th   a s   c los e   a s   the  ta r ge t  a s   pos s ibl e   whe n  the  c ondit ion  a r e   met,   s hown  on  F ig u r e   5   ( d ) ,   f a r thes t  a r r ow ’ s   pos it ion  ha ve   a r e a   width   of   m or e   than    0. 7   m,   o r   s hown  a t  the  F ig u r e   5   ( d )   a s   the  blue  c ir c le  diame ter   a r e   7  gr id   with   e a c h  gr id  ha ve   the  width  of     0. 1   m,   while   f u r ther   pos s ibl e   pos it ion   did   not   met   t his   r e quir e ment ,   ther e f or e   the   s ys tem  a r e   f ul f il li ng   t he   tar ge t   of   c r e a ti ng  s a f e   pa th   without   pos s ibl e   c oll is ion.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   Co mput   E l  C ontr o l ,  Vol.   18 ,   No .   3 ,  J une   2020:    1514   -   1521   1520       ( a )   ( b)         ( c )   ( d)     F igur e   5.   Obs tac le  a voidanc e   pa th  modi f ica ti on ,  ( a )   ini ti a l   pa th  da ta ,  ( b )   a f ter   e nvir onment   a nd  pos it i on  upda te   ( c )   Af ter   pos it ion   upda te ,  ( d)   M ini mum   wid th  r e quir e ment   not  met       4.   CONC L USI ON   F il ter ing  s ub - s ys tem  pe r f or m  a mi c a bly  with  tot a l  e xe c uti on  ti me  of   96ms   on  a v e r a ge .   T his   r e s ult     of   e xe c uti on  ti me  is   done   on   720p   r a w  point   c lo ud  da ta  s ize   with   0. 05 m  voxe l   s ize   a nd  l im it   pa s s thr ough    of   1. 2m  a bove   g r ound.   Al l  s ub - s ub - s ys tem  of   f il ter i ng  s tep  pe r f or m  a s   int e nde d. Obs tac le  E xtr a c ti on  s u b - s y s tem   e xtr a c t  a ll   obs tac le  da ta  a nd  mappe d  with  a ppr opr iate   r e s ult   c ompar e d  to  the  r e a l  e nvir onment .   W hil e   s e gmenta ti on  pr oc e s s   ha ve   a   point   of   f a il u r e   whe n   the  r e s ult a nt  of   s ter e o  matc hing  did   not  p r oduc e   t he   s a me   r e s ult   a s   the   r e a l  c ondit ion   whic h   r e s ult   in  s e gment a ti on  f a il u r e   wh il e   oc c upa nc y  gr id   map   pr oduc e s   t he   e xa c t  r e s ult   of   e ve r y   s e gmente d  obs tac le  da ta.   P a th  planning  s ub - s ys t e m  pr oduc e s   a ppr opr iate   pa th  a nd  c or r e c ti on  c omm a nd  whe n  de a li ng  with   e nvi r onment  a nd  platf or m  upda te  while  ke e ping  t he   r e c or de d  da ta  f or   f utur e   us e   a n d  f or   global  na vigation.     T his   s ys tem  did  not  de a l  with   global  pa th   pla nning  with  pr e vious ly  mappe d  e nvir onment  a n d  ha s   no  s upe r pos it ion  odometr y   pr e s e nt.   T his   s ys tem  ha s   pr ovided   a   c a pa bil it y   o f   obs tac le   a voidanc e   ba s e d  on   3D  point   c loud  da ta  int e r pr e ted  by   e qua ti on  10  to   f or m   ba s ic  int e ll igenc e   ba s e d  on  T E B   model   to  de a l  with   c oll i s ionf r e e   pa th  planning  a nd  de a ls   with   platf or m   de viation.       RE F E RE NC E S   [1 ]   K .   Sab e ,  et   al .,   “O b s t a cl e  av o i d an ce  an d   p at h   p l a n n i n g   fo r  h u ma n o i d   ro b o t s   u s i n g   s t ere o   v i s i o n , ”    IE E E   In t e r n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   R o b o t i cs   a n d   A u t o m a t i o n ,   v o l .   1 ,   p p .   5 9 2 – 5 9 7 ,   2 0 0 4 .   [2 ]   S.   K u mar,   D .   G u p t a,   a n d   S.   Y a d av ,   “ S en s o r  f u s i o n   o f  l as er  &  s t ereo   v i s i o n   camera  f o r  d e p t h   es t i ma t i o n   an d   o b s t a cl e   av o i d a n ce, ”  In t e r n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   Co m p u t e r   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   1 ,   n o .   2 6 ,   p p .   2 2 – 27,   2 0 1 0 .   [3 ]   P.   S.   Sh arma  an d   D .   N .   G .   Ch i t al i y a,   “O b s t ac l e  av o i d a n ce  u s i n g   s t ere o   v i s i o n :   a  s u r v ey , ”  I n t e r n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   In n o va t i ve  R e s ea r ch   i n   Co m p u t e r   a n d   Co m m u n i ca t i o n   E n g i n ee r i n g ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p p .   2 4 - 2 9 ,   2 0 1 5 .   [4 ]   A .   H i d al g o - Pa n i a g u a,   et   a l .,   “A   c o mp ara t i v e  s t u d y   o f  p ara l l e l   R A N S A C  i m p l eme n t a t i o n s   i n   3 D   s p a ce, ”     In t .   J.   P a r a l l e l   P r o g r a m . ,   v o l .   4 3 ,   n o .   5 ,   p p .   7 0 3 – 7 2 0 ,   2 0 1 5 .   [5 ]   D .   Pramad i h an t o ,   e t   al .,   “Merg i n g   o f  d ep t h   i mag e  b et w e en   s t ereo   camera  a n d   s t r u ct u re  s e n s o r  o n   ro b o t   fl o w   v i s i o n , ”   In t .   J .   o n   A d va n .   S ci . ,   E n g i n ee .   a n d   In f o r m.   Tech . ,   v o l .   7 ,   n o .   3 ,   p p .   1 0 1 4 - 1 0 2 5 ,   2 0 1 7 .   [6 ]   S.   A .   W as k i t h o ,   et   a l .,   “Fl o W   v i s i o n :   D e p t h   i mag e   en h an ceme n t   b y   c o mb i n i n g   s t er eo   RG B - d ep t h   s en s o r, ”    In t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce  o n   Kn o w l ed g e  Cr e a t i o n   a n d   I n t e l l i g e n t   Co m p u t i n g ,   p p .   1 8 2 – 1 8 7 ,   2 0 1 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E l  C ontr o l         Ster e o  v is ion - bas e d  obs tacle   av oidance   module   on  3D  point   c loud  data   ( E k o   P ur bo  W ahy ono )   1521   [7 ]   S.   G h o s h   an d   J .   Bi s w a s ,   “J o i n t   p ercep t i o n   a n d   p l a n n i n g   f o r  effi c i en t   o b s t ac l e  av o i d an ce  u s i n g   s t ere o   v i s i o n , ”   IE E E / RSJ   I n t er n at i o n al   C o n fere n ce  o n   I n t e l l i g e n t   R o b o t s   an d   Sy s t em s ,   p p .   1 0 2 6 – 1 0 3 1 ,   2 0 1 7 .   [8 ]   R.   B.   Ru s u   an d   S.   Co u s i n s ,   “3 D   i s   h ere:   P o i n t   Cl o u d   L i b rar y   (PCL ), ”  IE E E   I n t e r n a t i o n a l   Co n f e r en ce   o n   R o b o t i c s   a n d   A u t o m a t i o n ,     p p .   1 – 4 ,   2 0 1 1 .   [9 ]   S.   A .   W as k i t h o ,   e t   al .,   “Po i n t   cl o u d   l i b rar y   (PCL ):   Mo d u l e  s amp l e  co n s e n s u s , ”   In t er n a t i o n a l   C o n f er e n ce   o n   Kn o wl e d g e  Cr ea t i o n   a n d   In t e l l i g e n t   C o m p u t i n g ,   p p .   1 8 2 – 1 8 7 ,   2 0 1 6 .   [1 0 ]   A .   H i d a l g o - Pan i ag u a,   et   al .,   “A   co mp arat i v e  s t u d y   o f´  Paral l e l   RA N SA C  i m p l eme n t a t i o n s   i n   3 D   s p ace, ”  In t er n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   P a r a l l el   P r o g r a m m i n g ,   v o l .   4 3 ,   n o .   5 ,   p p .   7 0 3 – 7 2 0 ,   2 0 1 5 .   [1 1 ]   R.   B.   Ru s u   an d   S.   Co u s i n s ,   “3 D   i s   h ere:   P o i n t   Cl o u d   L i b rar y   (PCL ), ”  IE E E   I n t e r n a t i o n a l   Co n f e r en ce   o n   R o b o t i c s   a n d   A u t o m a t i o n ,   v o l .   4 2 ,   n o .   3 ,   p p .   1 - 4 ,   2 0 1 1 .   [1 2 ]   L .   V i n et   an d   A .   Z h ed a n o v ,   “A   mi s s i n g ’  fami l y   o f  c l as s i ca l   o rt h o g o n al   p o l y n o m i al s , ”  Jo u r n a l   o f   P h ys i cs   A :   M a t h e m a t i c a l   a n d   T h eo r et i ca l ,   v o l .   4 4 ,   n o .   8 ,   p p .   0 8 5 2 0 1 ,   2 0 1 1 .   [1 3 ]   C.   Mo ren o   an d   M.   L i ,   “A   co mp arat i v e  s t u d y   o f  fi l t eri n g   met h o d s   fo r  p o i n t   cl o u d s   i n   real - t i me  v i d e o   s t ream i n g , ”   Lect u r e  No t e s   i n   E n g i n eer i n g   a n d   Co m p u t e r   S c i en ce,   v o l .   1 ,   p p .   3 8 8 - 3 9 3 ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   A .   N g u y en   an d   B.   L e,   “3 D   p o i n t   cl o u d   s e g men t at i o n :   A   s u r v ey , ”  6 t h   IE E E   Co n f e r en ce  o n   R o b o t i cs ,   A u t o m a t i o n   a n d   M ech a t r o n i c s   (R A M ),   p p .   2 2 5 – 2 3 0 ,   2 0 1 3 .   [1 5 ]   B.   Su n   an d   P.   Mo rd o h a i ,   “O ri e n t e d   p o i n t   s am p l i n g   fo r  p l a n e  d et ec t i o n   i n   u n o r g an i ze d   p o i n t   cl o u d s , ”  In t er n a t i o n a l   Co n f er e n ce  o n   R o b o t i c s   a n d   A u t o m a t i o n ,   p p .   2 9 1 7 – 2 9 2 3 ,   2 0 1 9 .   [1 6 ]   F.   A .   L i mb erg er  an d   M.   M.   O l i v ei ra,   “Real - t i me  d et ect i o n   o f  p l an ar  reg i o n s   i n   u n o rg a n i ze d   p o i n t   cl o u d s , ”  P a t t er n   R eco g n i t i o n ,   v o l .   4 8 ,   n o .   6 ,   p p .   2 0 4 3 – 2 0 5 3 ,   2 0 1 5 .   [1 7 ]   X .   L i n ,   J .   R.   Cas as ,   an d   M.   Pard as ,   “3 D   p o i n t   cl o u d   s eg men t a t i o n   u s i n g   a  fu l l y   co n n ec t ed   co n d i t i o n a l   ran d o m  fi el d , ”   2 5 t h   E u r o p e a n   S i g n a l   P r o ce s s i n g   Co n f e r en ce,   v o l .   2 0 1 7 ,  p p .   6 6 – 70 ,   2 0 1 7 .   [1 8 ]   Y .   L i ,  an d   Y .   Ru i ch e k ,   “Bu i l d i n g   v ari a b l e  res o l u t i o n   o ccu p a n cy   g r i d   map   fro m  s t ere o s c o p i c  s y s t em  &# x 2 0 1 4 ;   A   q u a d t ree  b a s ed   a p p r o ach , ”  IE E E   I n t e l l i g e n t   V e h i c l es   S y m p o s i u m ,   p p .   7 4 4 – 7 4 9 ,   2 0 1 3 .   [1 9 ]   E .   H o rv a t h   an d   C.   R.   Po zn a,   “Pro b ab i l i s t i c  o ccu p an c y   g ri d   m ap   b u i l d i n g   fo r  N eo b o t i x   MP5 0 0   ro b o t , ”  1 3 t h   W o r ks h o p   o n   P o s i t i o n i n g ,   Na v i g a t i o n   a n d   Co m m u n i ca t i o n s ,   p p .   1 – 4 ,   2 0 1 6 .   [2 0 ]   S.   Q u i n l a n ,  an d   O .   K h a t i b ,   “E l as t i c   b a n d s :   c o n n ect i n g   p at h   p l a n n i n g   an d   c o n t ro l , ”  P r o cee d i n g s   IE E E   I n t er n a t i o n a l   Co n f er e n ce  o n   R o b o t i c s   a n d   A u t o m a t i o n ,  p p .   8 0 2 – 8 0 7 ,   2 0 1 6 .   [2 1 ]   M.   K el l er,   e t   a l .,   “Pl an n i n g   o f  o p t i ma l   co l l i s i o n   a v o i d a n ce  t raj ec t o r i es   w i t h   t i med   e l as t i c   b a n d s , ”  IF A C  P r o cee d i n g s   V o l u m es ,   v o l .   4 7 ,   n o .   3 ,   p p .   9 8 2 2 – 9 8 2 7 ,   2 0 1 4 .   [2 2 ]   C.   Ro s man n ,   et   al . ,   “E ffi ci e n t   t ra j ect o ry   o p t i m i zat i o n   u s i n g   a  s p ar s e  mo d el , ”  2 0 1 3   E u r o p e a n   Co n f e r e n ce  o n   M o b i l e   R o b o t s ,   p p .   1 3 8 – 1 4 3 ,   2 0 1 3 .   [2 3 ]   C.   Ro s man n ,   F.   H o ffma n n ,   an d   T .   Ber t ram,   “T i me d - E l as t i c - Ban d s   f o r  t i me - o p t i mal   p o i n t t o - p o i n t   n o n l i n ear  m o d e l   p red i ct i v e  co n t r o l , ”  E u r o p e a n   C o n t r o l   Co n f e r en ce,   p p .   3 3 5 2 – 3 3 5 7 ,   2 0 1 5 .   [2 4 ]   F.   U l b ri ch ,   et   al . ,   “St a b l e  t i med   e l as t i c  b a n d s   w i t h   l o o s e  en d s , ”  IE E E   In t el l i g en t   V e h i c l es   S ym p o s i u m ,     p p .   1 8 6 – 1 9 2 ,   2 0 1 7 .   [2 5 ]   B.   Mag y ar ,  et   al . ,   “T i med - el as t i c  b an d s   fo r  man i p u l a t i o n   mo t i o n   p l an n i n g , ”  IE E E   R o b o t i c s   a n d   A u t o m a t i o n   Let t er s ,   v o l .   4 ,   n o .   4 ,   p p .   3 5 1 3 – 3 5 2 0 ,     2 0 1 9 .   [2 6 ]   C.   Mo ren o   an d   M.   L i ,   “A   co mp arat i v e  s t u d y   o f  fi l t eri n g   met h o d s   fo r  p o i n t   cl o u d s   i n   real - t i me  v i d e o   s t ream i n g , ”   In t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce  o n   Kn o w l ed g e  Cr e a t i o n   a n d   I n t e l l i g e n t   Co m p u t i n g ,   p p .   1 8 2 – 1 87 ,   2 0 1 6 .   [2 7 ]   J .   Bed k o w s k i ,   et   al .,   “O p en   s o u rc e  ro b o t i c  3 D   map p i n g   framew o r k   w i t h   RO S  r o b o t   o p era t i n g   s y s t em,   PCL   Po i n t   Cl o u d   L i b rar y   an d   Cl o u d   Co m p are, ”  In t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce  o n   E l ec t r i ca l   E n g i n ee r i n g   a n d   In f o r m a t i cs ,     p p .   6 4 4 – 6 4 9 ,   2 0 1 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.