Simulation engines like Gazebo, Unity and Webots are widely adopted in robotics. However, they lack either full simulation control, ROS integration, realistic physics, or photorealism. Recently, synthetic data generation and realistic rendering advanced tasks like target tracking and human pose estimation. However, when focusing on vision applications, there is usually a lack of information like sensor measurements (e.g. IMU, LiDAR, joint state), or time continuity. On the other hand, simulations for most robotics applications are obtained in (semi)static environments, with specific sensor settings and low visual fidelity. In this work, we present a solution to these issues with a fully customizable framework for generating realistic animated dynamic environments (GRADE) for robotics research. The data produced can be post-processed, e.g. to add noise, and easily expanded with new information using the tools that we provide. To demonstrate GRADE, we use it to generate an indoor dynamic environment dataset and then compare different SLAM algorithms on the produced sequences. By doing that, we show how current research over-relies on well-known benchmarks and fails to generalize. Furthermore, our tests with YOLO and Mask R-CNN provide evidence that our data can improve training performance and generalize to real sequences. Finally, we show GRADE's flexibility by using it for indoor active SLAM, with diverse environment sources, and in a multi-robot scenario. In doing that, we employ different control, asset placement, and simulation techniques. The code, results, implementation details, and generated data are provided as open-source. The main project page is https://eliabntt.github.io/grade-rr while the accompanying video can be found at https://youtu.be/cmywCSD-9TU.


翻译:Gazebo、Unity及Webots等仿真引擎在机器人领域被广泛采用,但它们在完整仿真控制、ROS集成、物理真实感或照片级渲染能力方面仍存在不足。近期,合成数据生成与逼真渲染技术推动了目标跟踪和人体姿态估计等任务的发展,然而在视觉应用中,这类方法通常缺乏传感器测量数据(如IMU、激光雷达、关节状态)或时间连续性信息。另一方面,多数机器人应用仿真往往在(半)静态环境中进行,受限于特定传感器配置和低视觉保真度。针对这些问题,本文提出一种完全可定制的逼真动态环境生成框架(GRADE),专为机器人研究设计。该框架生成的数据可进行后处理(如添加噪声),并可通过我们提供的工具便捷地扩展新信息。为验证GRADE性能,我们利用其生成室内动态环境数据集,并在生成的序列上对比不同SLAM算法,从而揭示当前研究过度依赖经典基准测试而缺乏泛化能力的现状。此外,基于YOLO与Mask R-CNN的测试表明,我们的数据能提升训练性能并泛化至真实序列。最终,我们通过将GRADE应用于室内主动SLAM(采用多样化环境源和多机器人场景),展示了其灵活性。在此过程中,我们运用了不同控制策略、资产配置方案与仿真技术。相关代码、实验结果、实现细节及生成数据均以开源形式提供。项目主页为https://eliabntt.github.io/grade-rr,配套视频见https://youtu.be/cmywCSD-9TU。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Adversarial Mutual Information for Text Generation
Arxiv
13+阅读 · 2020年6月30日
VIP会员
最新内容
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
1+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
3+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
4+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
4+阅读 · 6月4日
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
7+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
17+阅读 · 6月2日
相关资讯
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13日
相关基金
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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2010年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员