Reliable localization is crucial for autonomous robots to navigate efficiently and safely. Some navigation methods can plan paths with high localizability (which describes the capability of acquiring reliable localization). By following these paths, the robot can access the sensor streams that facilitate more accurate location estimation results by the localization algorithms. However, most of these methods require prior knowledge and struggle to adapt to unseen scenarios or dynamic changes. To overcome these limitations, we propose a novel approach for localizability-enhanced navigation via deep reinforcement learning in dynamic human environments. Our proposed planner automatically extracts geometric features from 2D laser data that are helpful for localization. The planner learns to assign different importance to the geometric features and encourages the robot to navigate through areas that are helpful for laser localization. To facilitate the learning of the planner, we suggest two techniques: (1) an augmented state representation that considers the dynamic changes and the confidence of the localization results, which provides more information and allows the robot to make better decisions, (2) a reward metric that is capable to offer both sparse and dense feedback on behaviors that affect localization accuracy. Our method exhibits significant improvements in lost rate and arrival rate when tested in previously unseen environments.


翻译:可靠的定位对于自主机器人高效安全地导航至关重要。部分导航方法能够规划具有高可定位性(即获取可靠定位能力)的路径。通过遵循这些路径,机器人可获取有助于定位算法实现更精确位置估计结果的传感器数据流。然而,大多数现有方法需要先验知识,且难以适应未见过场景或动态变化。为克服这些局限,我们提出一种新颖方法——在动态人类环境中通过深度强化学习实现可定位性增强的导航。所提出的规划器能够自动从二维激光数据中提取有利于定位的几何特征。该规划器学习为不同几何特征分配重要性权重,并引导机器人穿越有利于激光定位的区域。为促进规划器的学习,我们提出两项技术:(1) 增强状态表征——考虑动态变化与定位结果置信度,为机器人提供更多信息以做出更优决策;(2) 奖励度量——能够针对影响定位精度的行为提供稀疏与密集反馈。实验表明,在未见环境中测试时,我们的方法在丢失率和到达率方面均有显著提升。

0
下载
关闭预览

相关内容

《行为与认知机器人学》,241页pdf
专知会员服务
55+阅读 · 2021年4月11日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月10日
Arxiv
29+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
21+阅读 · 2022年11月8日
VIP会员
最新内容
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
4+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
4+阅读 · 5月29日
“史诗怒火行动”中美军损失的作战飞机
专知会员服务
4+阅读 · 5月29日
ICML 2026 | 理解上下文持续学习中的泛化与遗忘
专知会员服务
5+阅读 · 5月28日
Agent Harness综述:大模型智能体执行器工程全景
专知会员服务
14+阅读 · 5月28日
《基于理论的威慑效能评估》
专知会员服务
8+阅读 · 5月28日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Reinforcement Learning: An Introduction 2018第二版 500页
CreateAMind
14+阅读 · 2018年4月27日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员