Low speed does not always guarantee safety in off-road driving. For instance, crossing a ditch may be risky at a low speed due to the risk of getting stuck, yet safe at a higher speed with a controlled, accelerated jump. Achieving such behavior requires path planning that explicitly models complex motion dynamics, whereas existing methods often neglect this aspect and plan solely based on positions or a fixed velocity. To address this gap, we introduce Motion-aware Traversability (MAT) representation to explicitly model terrain cost conditioned on actual robot motion. Instead of assigning a single scalar score for traversability, MAT models each terrain region as a Gaussian function of velocity. During online planning, we decompose the terrain cost computation into two stages: (1) predict terrain-dependent Gaussian parameters from perception in a single forward pass, (2) efficiently update terrain costs for new velocities inferred from current dynamics by evaluating these functions without repeated inference. We develop a system that integrates MAT to enable agile off-road navigation and evaluate it in both simulated and real-world environments with various obstacles. Results show that MAT achieves real-time efficiency and enhances the performance of off-road navigation, reducing path detours by 75% while maintaining safety across challenging terrains.


翻译:低速行驶并不总能保证越野驾驶的安全性。例如,低速穿越沟渠可能因陷车风险而存在危险,但以较高速度进行受控的加速跳跃则可能是安全的。实现此类行为需要路径规划明确建模复杂的运动动力学,而现有方法往往忽略这一方面,仅基于位置或固定速度进行规划。为填补这一空白,我们引入了运动感知可通行性表示,以明确建模基于实际机器人运动的地形成本。MAT不是为可通行性分配单一标量分数,而是将每个地形区域建模为速度的高斯函数。在在线规划过程中,我们将地形成本计算分解为两个阶段:(1) 通过单次前向传播从感知中预测与地形相关的高斯参数,(2) 通过评估这些函数(无需重复推理)高效更新根据当前动力学推断出的新速度对应的地形成本。我们开发了一个集成MAT的系统以实现敏捷的越野导航,并在模拟和真实环境中使用各种障碍物对其进行了评估。结果表明,MAT实现了实时效率,并提升了越野导航性能,在保持具有挑战性地形安全性的同时,将路径绕行减少了75%。

0
下载
关闭预览

相关内容

浅谈主动学习(Active Learning)
凡人机器学习
32+阅读 · 2020年6月18日
自动驾驶高精度定位如何在复杂环境进行
智能交通技术
18+阅读 · 2019年9月27日
自动驾驶车辆定位技术概述|厚势汽车
厚势
10+阅读 · 2019年5月16日
面试时让你手推公式不在害怕 | 梯度下降
计算机视觉life
14+阅读 · 2019年3月27日
知识分享 | 深度学习的学习路径
沈浩老师
19+阅读 · 2019年1月9日
Meta-Learning 元学习:学会快速学习
GAN生成式对抗网络
20+阅读 · 2018年12月8日
尽早跑通深度学习的实践代码,是入门深度学习的最快途径
算法与数据结构
22+阅读 · 2017年12月13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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
浅谈主动学习(Active Learning)
凡人机器学习
32+阅读 · 2020年6月18日
自动驾驶高精度定位如何在复杂环境进行
智能交通技术
18+阅读 · 2019年9月27日
自动驾驶车辆定位技术概述|厚势汽车
厚势
10+阅读 · 2019年5月16日
面试时让你手推公式不在害怕 | 梯度下降
计算机视觉life
14+阅读 · 2019年3月27日
知识分享 | 深度学习的学习路径
沈浩老师
19+阅读 · 2019年1月9日
Meta-Learning 元学习:学会快速学习
GAN生成式对抗网络
20+阅读 · 2018年12月8日
尽早跑通深度学习的实践代码,是入门深度学习的最快途径
算法与数据结构
22+阅读 · 2017年12月13日
相关基金
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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员