Dual-Layer Path Planning With Pose SLAM for Autonomous Exploration in GPS-Denied Environments

运动规划 全球定位系统 同时定位和映射 计算机科学 规划师 路径(计算) 机器人 Dijkstra算法 人工智能 移动机器人 图形 滤波器(信号处理) 最短路径问题 数学优化 计算机视觉 数学 理论计算机科学 电信 程序设计语言
作者
Zhang Shi,Rongxin Cui,Weisheng Yan,Yinglin Li
出处
期刊:IEEE Transactions on Industrial Electronics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:71 (5): 4976-4986 被引量:24
标识
DOI:10.1109/tie.2023.3288187
摘要

Robot exploration in GPS-denied environments is a significant challenge due to the lack of reliable localization strategies. In this article, we propose a dual-layer planning approach with pose SLAM for autonomous robot exploration, which consists of local and global planners. The local planner uses the iteratively built local tree to generate candidate paths, and assesses the optimal path using a utility function that trades off exploration efficiency with localization accuracy. When the local planner is unable to return the admissible paths, the global planner is engaged to search an incrementally built graph for a path, which can reposition the robot to a previously identified valuable pose. For global path searching, we improve the Dijkstra algorithm and propose a cost function that considers localization uncertainty to generate a path with low localization error. In addition, we present a mixed filter on Lie group to estimate state information of paths for planners online. Finally, the proposed method is evaluated in challenging simulations and real-world environments. Comparison experiments show that our method is more efficient than the existing methods in exploring GPS-denied environments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
共享精神应助大鱼采纳,获得10
刚刚
meteorabob完成签到,获得积分10
刚刚
1234完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
kiya应助长孙半芹采纳,获得10
1秒前
可爱的函函应助zhaoman采纳,获得10
1秒前
Sea_U应助zyp采纳,获得10
1秒前
1秒前
傲娇向露完成签到,获得积分10
2秒前
dew应助123采纳,获得10
2秒前
Lucas应助hhh采纳,获得10
2秒前
毫无意义发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.3应助贪玩翎采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
蒲草团砸发布了新的文献求助10
2秒前
脑洞疼应助大zeizei采纳,获得10
3秒前
hhhh发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.2应助qscheng采纳,获得10
4秒前
binges on choco完成签到,获得积分10
4秒前
洪晨完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
hhhhhg完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
爆米花应助ICEY采纳,获得10
4秒前
阮文名完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
现代的澜发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
7秒前
savior发布了新的文献求助10
7秒前
刘星宇发布了新的文献求助20
8秒前
8秒前
AllRightReserved应助spongepopbob采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
piney发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6478882
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8280279
关于积分的说明 17660504
捐赠科研通 5561512
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2911273
邀请新用户注册赠送积分活动 1888279
关于科研通互助平台的介绍 1742266