Learning Deep SDF Maps Online for Robot Navigation and Exploration

Auteurs : Gadiel Sznaier Camps, Robert Dyro, Marco Pavone, Mac Schwager

Added additional reference to Section II: Related Work, citing iSDF
Licence : CC BY-SA 4.0

Résumé : We propose an algorithm to (i) learn online a deep signed distance function (SDF) with a LiDAR-equipped robot to represent the 3D environment geometry, and (ii) plan collision-free trajectories given this deep learned map. Our algorithm takes a stream of incoming LiDAR scans and continually optimizes a neural network to represent the SDF of the environment around its current vicinity. When the SDF network quality saturates, we cache a copy of the network, along with a learned confidence metric, and initialize a new SDF network to continue mapping new regions of the environment. We then concatenate all the cached local SDFs through a confidence-weighted scheme to give a global SDF for planning. For planning, we make use of a sequential convex model predictive control (MPC) algorithm. The MPC planner optimizes a dynamically feasible trajectory for the robot while enforcing no collisions with obstacles mapped in the global SDF. We show that our online mapping algorithm produces higher-quality maps than existing methods for online SDF training. In the WeBots simulator, we further showcase the combined mapper and planner running online -- navigating autonomously and without collisions in an unknown environment.

Soumis à arXiv le 21 Jul. 2022

Explorez l'arbre d'article

Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel

Accédez également à nos Résumés, ou posez des questions sur cet article à notre Assistant IA.

Recherchez des articles similaires (en version bêta)

En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.