In this work we propose a holistic framework for autonomous aerial inspection tasks, using semantically-aware, yet, computationally efficient planning and mapping algorithms. The system leverages state-of-the-art receding horizon exploration techniques for next-best-view (NBV) planning with geometric and semantic segmentation information provided by state-of-the-art deep convolutional neural networks (DCNNs), with the goal of enriching environment representations. The contributions of this article are threefold, first we propose an efficient sensor observation model, and a reward function that encodes the expected information gains from the observations taken from specific view points. Second, we extend the reward function to incorporate not only geometric but also semantic probabilistic information, provided by a DCNN for semantic segmentation that operates in real-time. The incorporation of semantic information in the environment representation allows biasing exploration towards specific objects, while ignoring task-irrelevant ones during planning. Finally, we employ our approaches in an autonomous drone shipyard inspection task. A set of simulations in realistic scenarios demonstrate the efficacy and efficiency of the proposed framework when compared with the state-of-the-art.


翻译:在这项工作中,我们提出一个自主空中检查任务的整体框架,使用精密的觉悟,然而,在计算上却是高效的规划和绘图算法。这个系统利用最先进的地平线探索技术,进行次最佳视(NBV)规划,提供由最先进的深相神经神经网络(DCNN)提供的几何和语静分解信息,目的是丰富环境表现。这一条的贡献有三重,首先,我们提出一个高效的传感器观测模型和一种奖励功能,将从从特定观察点取得的观测中获得的预期信息收益编码起来。第二,我们扩大奖励功能的范围,不仅包括几何学,而且还包括由DCNN为实时运行的语语态分解提供的一种语调信息。将语音信息纳入环境代表中,可以偏向特定物体进行勘探,同时忽略规划过程中与任务有关的内容。最后,我们采用了一种自主的无人驾驶飞机船坞检查任务。一套现实情景模拟,表明拟议框架与州比较时的功效和效率。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
专知会员服务
29+阅读 · 2021年8月2日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年6月12日
专知会员服务
49+阅读 · 2021年4月24日
【经典书】贝叶斯编程,378页pdf,Bayesian Programming
专知会员服务
251+阅读 · 2020年5月18日
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
【泡泡一分钟】基于表面的自主三维建模探索
泡泡机器人SLAM
9+阅读 · 2019年9月10日
【泡泡一分钟】高动态环境的语义单目SLAM
泡泡机器人SLAM
5+阅读 · 2019年3月27日
【泡泡一分钟】无地图驾驶的深层语义车道分割
泡泡机器人SLAM
3+阅读 · 2019年3月11日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
已删除
将门创投
3+阅读 · 2018年4月10日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Arxiv
7+阅读 · 2018年12月10日
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:56
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
10+阅读 · 4月22日
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
8+阅读 · 4月22日
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
相关资讯
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
【泡泡一分钟】基于表面的自主三维建模探索
泡泡机器人SLAM
9+阅读 · 2019年9月10日
【泡泡一分钟】高动态环境的语义单目SLAM
泡泡机器人SLAM
5+阅读 · 2019年3月27日
【泡泡一分钟】无地图驾驶的深层语义车道分割
泡泡机器人SLAM
3+阅读 · 2019年3月11日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1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
已删除
将门创投
3+阅读 · 2018年4月10日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员