The ability to traverse an unknown environment is crucial for autonomous robot operations. However, due to the limited sensing capabilities and system constraints, approaching this problem with a single robot agent can be slow, costly, and unsafe. For example, in planetary exploration missions, the wear on the wheels of a rover from abrasive terrain should be minimized at all costs as reparations are infeasible. On the other hand, utilizing a scouting robot such as a micro aerial vehicle (MAV) has the potential to reduce wear and time costs and increasing safety of a follower robot. This work proposes a novel cooperative IPP framework that allows a scout (e.g., an MAV) to efficiently explore the minimum-cost-path for a follower (e.g., a rover) to reach the goal. We derive theoretic guarantees for our algorithm, and prove that the algorithm always terminates, always finds the optimal path if it exists, and terminates early when the found path is shown to be optimal or infeasible. We show in thorough experimental evaluation that the guarantees hold in practice, and that our algorithm is 22.5% quicker to find the optimal path and 15% quicker to terminate compared to existing methods.


翻译:在未知环境中自主导航的能力对于机器人自主操作至关重要。然而,由于感知能力有限和系统约束,使用单一机器人智能体处理此问题通常效率低下、成本高昂且存在安全隐患。例如,在行星探测任务中,应不惜一切代价减少探测车车轮在磨蚀性地形上的磨损,因为维修并不可行。另一方面,利用微型飞行器(MAV)等侦察机器人,有望降低跟随机器人的磨损与时间成本,并提升其安全性。本研究提出了一种新颖的协同信息路径规划(IPP)框架,使侦察机器人(如MAV)能够高效探索出供跟随机器人(如探测车)抵达目标的最小成本路径。我们为该算法推导了理论保证,证明了算法始终会终止,若最优路径存在则必能找到,并在已发现路径被证明为最优或不可行时提前终止。通过全面的实验评估,我们验证了这些保证在实践中成立,且本算法相较于现有方法,寻找最优路径的速度快22.5%,终止速度快15%。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
3+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
2+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
23+阅读 · 2023年3月8日
Arxiv
27+阅读 · 2023年1月5日
VIP会员
最新内容
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:19
人工智能即服务与未来战争(印度视角)
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:57
《美国战争部2027财年军事人员预算》
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:44
伊朗战争中的电子战
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:04
大语言模型平台在国防情报应用中的对比
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:12
美海军“超配项目”
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:13
《美陆军条例:陆军指挥政策(2026版)》
专知会员服务
11+阅读 · 4月21日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
3+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
2+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员