The problem of planning sensing trajectories for a mobile robot to collect observations of a target and predict its future trajectory is known as active target tracking. Enabled by probabilistic motion models, one may solve this problem by exploring the belief space of all trajectory predictions given future sensing actions to maximise information gain. However, for multi-modal motion models the notion of information gain is often ill-defined. This paper proposes a planning approach designed around maximising information regarding the target's homotopy class, or high-level motion. We introduce homotopic information gain, a measure of the expected high-level trajectory information given by a measurement. We show that homotopic information gain is a lower bound for metric or low-level information gain, and is as sparsely distributed in the environment as obstacles are. Planning sensing trajectories to maximise homotopic information results in highly accurate trajectory estimates with fewer measurements than a metric information approach, as supported by our empirical evaluation on real and simulated pedestrian data.


翻译:移动机器人规划感知轨迹以收集目标观测并预测其未来轨迹的问题被称为主动目标跟踪。借助概率运动模型,可通过探索给定未来感知动作下所有轨迹预测的置信空间来最大化信息增益,从而解决该问题。然而,对于多模态运动模型,信息增益的概念往往定义不清。本文提出一种围绕最大化目标同伦类(即高层运动)信息进行规划的方案。我们引入了同伦信息增益,该指标衡量给定测量条件下预期的高层轨迹信息量。我们证明同伦信息增益是度量层面(即低层)信息增益的下界,且其在环境中的分布稀疏性与障碍物分布特性相似。通过在实际与模拟行人数据上的实证评估表明,规划感知轨迹以最大化同伦信息增益,相比基于度量信息的方案能以更少的测量次数获得更高精度的轨迹估计。

0
下载
关闭预览

相关内容

信息增益(Kullback–Leibler divergence)又叫做information divergence,relative entropy 或者KLIC。 在概率论和信息论中,信息增益是非对称的,用以度量两种概率分布P和Q的差异。信息增益描述了当使用Q进行编码时,再使用P进行编码的差异。通常P代表样本或观察值的分布,也有可能是精确计算的理论分布。Q代表一种理论,模型,描述或者对P的近似。
面向多目标跟踪的数据关联方法研究综述
专知会员服务
25+阅读 · 2025年5月18日
《扩展目标跟踪方法在现代传感器中的应用》215页
专知会员服务
51+阅读 · 2024年4月22日
《基于随机有限集的多目标跟踪》290页
专知会员服务
44+阅读 · 2024年4月20日
《目标跟踪的连续性》163页
专知会员服务
64+阅读 · 2024年4月19日
《基于图像识别的持续目标跟踪》163页
专知会员服务
59+阅读 · 2024年4月9日
专知会员服务
50+阅读 · 2021年4月15日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年10月21日
计算机视觉方向简介 | 多目标跟踪算法(附源码)
计算机视觉life
15+阅读 · 2019年6月26日
视频中的多目标跟踪【附PPT与视频资料】
人工智能前沿讲习班
30+阅读 · 2018年11月29日
目标跟踪算法分类
算法与数据结构
20+阅读 · 2018年9月28日
深度学习的快速目标跟踪
AI研习社
13+阅读 · 2018年1月8日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月23日
VIP会员
最新内容
最新“指挥控制”领域出版物合集(简介)
专知会员服务
2+阅读 · 4月12日
面向军事作战需求开发的人工智能(RAIMOND)
专知会员服务
5+阅读 · 4月12日
远程空中优势:新一代超视距导弹的兴起
专知会员服务
1+阅读 · 4月12日
大语言模型溯因推理的统一分类学与综述
专知会员服务
0+阅读 · 4月12日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员