歐卡智舶創(chuàng)新性的公開全球首個內河無人駕駛數(shù)據(jù)集usvlnland，為無人船及水面自動駕駛領域相關研究者提供一個平臺和基準，推動解決無人船在真實水域場景應用中面臨的挑戰(zhàn)，填補水域無人駕駛數(shù)據(jù)集的空白。作為天使投資方，plug and play堅定看好歐卡團隊的潛力和水面自動駕駛平臺的市場前景。 ——即聯(lián)即用中國 投資總監(jiān) 朱曉雯

最近，歐卡智舶聯(lián)合清華大學與西北工業(yè)大學的研究學者公開了一個針對真實內河水域場景下多傳感器、多天氣條件下的內河無人船數(shù)據(jù)集usvlnland。為無人船及水面自動駕駛領域相關研究者提供一個平臺和基準，推動解決內河無人船在真實場景應用中面臨的挑戰(zhàn)。

近年來，內河無人船因其潛在的應用價值而受到廣泛關注，不同于海面無人船和路面自動駕駛場景，內河行駛的無人船的定位和感知面臨著獨特的挑戰(zhàn)。歐卡智舶聯(lián)合清華大學與西北工業(yè)大學的研究學者于近日公開了usvinland數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集是第一個內河場景下多傳感器的無人船數(shù)據(jù)集，旨在促進無人船領域相關研究。

數(shù)據(jù)集論文已經(jīng)被ieee robotics and automation letters(ra-l)接收，并將在ieee international conference on robotics and automation(icra)2021上進行展示。

論文地址：

https://arxiv.org/abs/2103.05383

下載鏈接：

http://www.orca-tech.cn/datasets

▎背景介紹

隨著自動駕駛技術的發(fā)展，自動駕駛場景逐漸由路面擴展至水上，無人船(unmanned surface vehicle,usv)及其相關應用成為近年來研究熱點之一。其中，內河無人船具有極大的應用價值，如內河自主運輸，測繪，水質檢測，和河道垃圾清理等。不同于海面無人船，內河相對狹窄和復雜的環(huán)境，對無人船的定位和感知帶來了新的挑戰(zhàn)。

無人船在內河的多種應用

在狹窄的內陸水道中，gps信號有時會由于河岸植被、河道旁建筑以及橋梁的遮擋而減弱。在這種情況下，內河航道的準確定位與導航，依賴于對無人船與周圍環(huán)境的感知。此外，內河場景更為復雜，必須確保無人船與河岸和其他障礙物保持安全距離。因此，與道路上的自動駕駛類似，基于激光雷達、相機和毫米波雷達等傳感器的同步定位與建圖(slam)、立體匹配和水岸分割等任務被引入到內河無人船的應用中。

有橋及狹窄的復雜內河場景

而在內河中，水面上的霧和強光反射會降低激光雷達探測精度；對于視覺系統(tǒng)，水面霧氣和強光反射，岸邊物體的反射和雨滴引起的漣漪也會帶來干擾。此外，不同于路面車輛，水面上船只的橫向漂移較大，船只的運動模型更為復雜，給精確定位帶來新的挑戰(zhàn)。因此，對于內河無人船，路面自動駕駛的通用策略是不可行的。

在路面自動駕駛領域，近年來涌現(xiàn)出了如kitti，oxford robotcar，nuscenes等公共數(shù)據(jù)集，大大促進了路面自動駕駛領域相關技術的發(fā)展。而無人船領域的公開標準數(shù)據(jù)目前還相對缺失。

▎數(shù)據(jù)集介紹

usvinland是第一個真實場景下多傳感器、多天氣條件下的內河無人船數(shù)據(jù)集。在不同的內陸河道場景中，共采集了27段原始數(shù)據(jù)，總行駛距離超過26公里，發(fā)布的數(shù)據(jù)中包含了slam、立體匹配和水岸分割三項任務。

數(shù)據(jù)集中包含不同天氣及不同內河場景示例圖

數(shù)據(jù)采集平臺搭載的傳感器包括激光雷達，雙目相機，以及gps和imu幾種自動駕駛領域常用傳感器。除此以外，采集平臺上還配備了三個毫米波雷達提供周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)。與圖像和激光雷達相比，毫米波雷達對天氣以及光照條件的魯棒性更強，能提供多普勒速度信息，且成本較低，近年來在自動駕駛領域應用廣泛。不同傳感器之間完成了時間同步和空間標定。

usvinland數(shù)據(jù)集多傳感器采集平臺

受kitti的啟發(fā)，usvinland數(shù)據(jù)集引入了slam、立體匹配和水岸分割任務。對已有的常用算法，如slam中的loam，lego-loam，orb-slam，立體匹配中的sgbm，以及用于水岸分割的語義分割網(wǎng)絡deeplab v3+，文中給出了在內河場景數(shù)據(jù)集上的實驗結果。結果表明，受到內河特殊場景的影響，常用算法的性能無法滿足內河無人船安全行駛的需求。

usvinland數(shù)據(jù)集中多傳感器slam數(shù)據(jù)

usvinland數(shù)據(jù)集水岸分割示例圖

▎總結

針對內河無人船實際應用的需求，研究者構建了第一個多傳感器、真實場景下內河無人船數(shù)據(jù)集usvinland。期待通過該數(shù)據(jù)集的發(fā)布，為無人船及水面自動駕駛領域相關研究者提供一個平臺和基準，推動解決內河無人船在真實場景應用中面臨的挑戰(zhàn)。usvlnland主要被設計用于提升無人船在真實內河水域場景下的各項作業(yè)能力，usvlnland也是國內首個內河水面無人駕駛數(shù)據(jù)集，對于國內內河水面無人駕駛技術的發(fā)展具有劃時代的意義?，F(xiàn)在，歐卡智舶已經(jīng)把 usvlnland數(shù)據(jù)集免費開放給全球各個國家的技術研究者使用，期待 usvlnland 能夠啟發(fā)更多研究人員進行真實內河水域場景下無人船發(fā)展的研究。

數(shù)據(jù)集下載鏈接：

http://www.orca-tech.cn/datasets

論文全文地址：

https://arxiv.org/abs/2103.05383

更多細節(jié)請見論文。

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