Energieeffizientes FPGA-basiertes TSDF-SLAM für Mobile Mapping

Abstract

Rekonfigurierbare System-on-Chips (SoCs) mit FPGA-Beschleunigern kombinieren die Eigenschaften von klassischen CPU-basierten Systemen mit der Möglichkeit, Algorithmen in Hardware zu beschleunigen. Im Gegensatz zu klassischen GPUs arbeiten die FPGA-Beschleuniger dabei sehr energieeffizient. Gerade für Anwendungen wie Mobile Mapping mit UAVs oder anderen sich bewegenden Systemen ist mit Hinblick auf eine möglichst lange Laufzeit der Stromverbrauch ein wesentlicher limitierender Faktor. In diesem Beitrag präsentieren wir ein in sich geschlossenes System mit LiDAR und IMU, dass die Daten eines Ouster OS1-128 LiDARs mit 20 Hz in eine TSDF-Karte einträgt. Durch diese Daten-fusion in Echtzeit weist das System einen sehr geringen inkrementellen Fehler bei der Lo-kalisierung auf. Die TSDF-Darstellung erlaubt es zudem, eine polygonale Darstellung der Umgebung in Echtzeit zu erzeugen. Die Nutzung des SoCs mit FPGA reduziert den Ener-gieverbrauch dabei um den Faktor 18 verglichen mit einer klassischen CPU-Implementierung.

Publication
Oldenburger 3D-Tage 2022
Date
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