This paper investigates the usefulness of reasoning about the uncertain presence of obstacles during path planning, which typically stems from the usage of probabilistic occupancy grid maps for representing the environment when mapping via a noisy sensor like a stereo camera. The traditional planning paradigm prescribes using a hard threshold on the occupancy probability to declare that a cell is an obstacle, and to plan a single path accordingly while treating unknown space as free. We compare this approach against a new uncertainty-aware planner, which plans two different path hypotheses and then merges their initial trajectory segments into a single one ending in a "next-best view" pose. After this informative view is taken, the planner commits to one of the hypotheses, or to a completely new one if a collision is imminent. Simulations were conducted comparing the proposed and traditional planner. Results show the existence of planning scenarios -- like when the environment contains a dead-end, or when the goal is placed close to an obstacle -- in which reasoning about uncertainty can significantly decrease the robot's traveled distance and increase the chances of reaching the goal. The new planner was also validated on a real Clearpath Jackal robot equipped with a ZED 2 stereo camera.


翻译:本文调查了道路规划过程中存在障碍不确定的推理是否有用, 原因通常是在通过音响摄像机这样的噪音传感器进行测绘时使用概率占用网格图代表环境。 传统规划范式规定对占用概率使用硬阈值来宣布一个单元格是一个障碍, 并据此规划一条单一路径, 同时将未知空间作为自由处理。 我们比较了这个方法与一个新的不确定性规划师, 该规划师计划了两种不同的路径假设, 然后将其最初的轨道段合并成一个单一的轨道段, 以“ 超优视图” 的外观结束。 在采取这一信息化观点后, 规划师承诺使用一种假设, 或在碰撞即将发生时采用全新的假设。 模拟了拟议和传统规划师的对比。 结果显示规划假想的存在, 比如环境含有死端, 或者目标接近障碍时, 有关不确定性的推理可以大大降低机器人的距离, 并增加达到目标的可能性。 新规划师在安装了ZED 2 立像仪的真正清晰的Jackal机器人身上验证。

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