Vision-based Localization on City Scale Using Open Street Map

Abstract

Autonomous vehicles, like other robots, need to localize themselves in order to navigate. While global navigation satellite systems (GNSS) such as GPS can provide such vehicles with localization information, the GNSS information might not always be available. Since localization is one of the crucial components in self-driving vehicles, it is important to develop robust techniques to accomplish it. One such localization technique for vehicles to localize is using particle filters, given a map of the environment. The goal of this thesis was to implement a robust localization framework that integrates the particle filter with vision-based street sign detection and Open Street Map, without any reliance on GNSS. The proposed framework was able to localize the vehicle within a radius of 10 meters of its ground truth location, showing promising results. The implemented framework provides a good starting point for any future improvements and experiments in the problem of GNSS-free localization in autonomous vehicles. Isejuhtivad sõidukid, nagu ka teised robotid, peavad navigeerimiseks enda asukoha kindlaks määrama. Kuigi globaalsed satelliitnavigatsioonisüsteemid (GNSS) nagu GPS võivad pakkuda sõidukitele nende asukoha kohta teavet, siis GNSS-i poolt pakutav informatsioon ei pruugi alati olla kättesaadav. Kuna asukoha määramine on üks isejuhtivate sõidukite kriitilisemaid komponente, siis on tähtis töökindlate meetodite välja töötamine antud valdkonnas. Üks selline meetod sõidukite asukoha määramiseks on osakeste filtri kasutamine, kui on olemas kaarditeave ümbritseva keskkonna kohta. Käesoleva lõputöö eesmärk oli rakendada kindlat positsioneerimisraamistikku, mis ühendab endas osakeste filtri, nägemispõhise tänavasiltide tuvastamise ja Open Street Map’i, ilma GNSS-i kasutamata. Kavandatud raamistik suutis sõiduki asukoha tuvastada 10 meetri raadiuses selle tegelikust asukohast, näidates paljutõotavaid tulemusi. Rakendatud raamistik on heaks lähtepunktiks tulevikutäiustuste ja -katsete tegemiseks seoses isejuhtivate sõidukite GNSS-vaba positsioneerimisega.