In this paper, we propose RAEM, a robust autonomous exploration framework for quadruped robots operating in multi-floor environments. Most existing ground-robot exploration approaches rely on planar traversability representations, which cannot adequately represent the overlapping structures and cross-floor connectivity of multi-floor buildings. Although tomography-based representations provide effective traversability modeling for multi-floor navigation, maintaining a global tomography map incurs substantial computational overhead for online exploration with frequent replanning. Moreover, sparse and fragmented LiDAR observations in stairwells can degrade local traversability estimation, leading to irregular viewpoint placement and temporary topological disconnections. To address these challenges, RAEM adopts a hybrid local-global traversability representation, in which a local tomography map and an explicitly categorized local 3D grid map are used for online terrain analysis and connectivity evaluation, while an elevation-aware global topological graph is incrementally constructed from these local spatial representations for efficient cross-floor exploration planning. We further introduce a staircase center alignment strategy to reduce abrupt yaw variations during climbing and a dual path searching mechanism to recover guidance paths when the global topology is locally disconnected. Extensive simulation and real-world experiments demonstrate robust and computationally stable autonomous exploration across multi-floor structures, including continuous exploration of a five-floor stairwell.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《利用自适应交互增强有人无人编队协同》217页
专知会员服务
97+阅读 · 2024年11月23日
Robotaxi的商业模式前景展望
专知会员服务
17+阅读 · 2024年9月21日
《多智能体机器人装配规划算法》斯坦福195页博士论文
专知会员服务
43+阅读 · 2022年11月24日
概述自动机器学习(AutoML)
人工智能学家
19+阅读 · 2019年8月11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
机器人开发库软件大列表
专知
10+阅读 · 2018年3月18日
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7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
1+阅读 · 2017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
1+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
1+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
19+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
《国防技术管理》印度智库报告最新45页
专知会员服务
3+阅读 · 8月28日
《美陆军最新条令:保障行动》
专知会员服务
4+阅读 · 8月28日
算法战场:人工智能如何重新定义军事力量
专知会员服务
6+阅读 · 8月28日
《北约联邦式电子战云架构》
专知会员服务
6+阅读 · 8月27日
《美陆军野战手册:空域管理战术》
专知会员服务
10+阅读 · 8月27日
相关VIP内容
《利用自适应交互增强有人无人编队协同》217页
专知会员服务
97+阅读 · 2024年11月23日
Robotaxi的商业模式前景展望
专知会员服务
17+阅读 · 2024年9月21日
《多智能体机器人装配规划算法》斯坦福195页博士论文
专知会员服务
43+阅读 · 2022年11月24日
相关资讯
概述自动机器学习(AutoML)
人工智能学家
19+阅读 · 2019年8月11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
机器人开发库软件大列表
专知
10+阅读 · 2018年3月18日
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7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
1+阅读 · 2017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
1+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
1+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
19+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员