A robot guide dog has compelling advantages over animal guide dogs for its cost-effectiveness, potential for mass production, and low maintenance burden. However, despite the long history of guide dog robot research, previous studies were conducted with little or no consideration of how the guide dog handler and the guide dog work as a team for navigation. To develop a robotic guiding system that is genuinely beneficial to blind or visually impaired individuals, we performed qualitative research, including interviews with guide dog handlers and trainers and first-hand blindfold walking experiences with various guide dogs. Grounded on the facts learned from vivid experience and interviews, we build a collaborative indoor navigation scheme for a guide dog robot that includes preferred features such as speed and directional control. For collaborative navigation, we propose a semantic-aware local path planner that enables safe and efficient guiding work by utilizing semantic information about the environment and considering the handler's position and directional cues to determine the collision-free path. We evaluate our integrated robotic system by testing guide blindfold walking in indoor settings and demonstrate guide dog-like navigation behavior by avoiding obstacles at typical gait speed ($0.7 \mathrm{m/s}$).


翻译:机器人导盲犬的成本效益、大规模生产潜力和低维护负担,比动物导盲犬的成本效益、大规模生产潜力和低维护负担具有显著优势。然而,尽管指导狗机器人研究的历史悠久,以往的研究很少或根本没有考虑到导盲犬操作者和导盲犬作为导航团队如何工作。为开发真正有益于盲人或视障人的机器人导盲指导系统,我们进行了定性研究,包括与导狗操作者和训练者进行访谈,以及与各种导盲犬进行第一手蒙眼的步行体验。我们根据生动的经验和访谈所了解的事实,为导盲犬机器人建立了一个协作的室内导航计划,其中包括速度和方向控制等首选特征。关于协作导航,我们建议使用一个对本地路径规划仪进行安全有效的指导,方法是利用关于环境的语义性信息,并考虑控制者的位置和方向提示,以确定无碰撞路径。我们通过测试导盲环在室内环境中行走的指南,并通过在典型的盖特速度(0.7\mathr{s}中避免像狗一样的导航行为来评估我们的综合机器人系统。

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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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