In this work, we present a learning-based pipeline to realise local navigation with a quadrupedal robot in cluttered environments with static and dynamic obstacles. Given high-level navigation commands, the robot is able to safely locomote to a target location based on frames from a depth camera without any explicit mapping of the environment. First, the sequence of images and the current trajectory of the camera are fused to form a model of the world using state representation learning. The output of this lightweight module is then directly fed into a target-reaching and obstacle-avoiding policy trained with reinforcement learning. We show that decoupling the pipeline into these components results in a sample efficient policy learning stage that can be fully trained in simulation in just a dozen minutes. The key part is the state representation, which is trained to not only estimate the hidden state of the world in an unsupervised fashion, but also helps bridging the reality gap, enabling successful sim-to-real transfer. In our experiments with the quadrupedal robot ANYmal in simulation and in reality, we show that our system can handle noisy depth images, avoid dynamic obstacles unseen during training, and is endowed with local spatial awareness.


翻译:在这项工作中,我们展示了一条基于学习的管道,以在充满静态和动态障碍的封闭环境中实现本地导航。在高水平导航指令下,机器人能够安全地从深度摄像机的架子上从没有对环境进行任何明确测绘的深层摄像头向目标位置移动。首先,图像的顺序和摄影机目前的轨迹被结合成一个使用州代表制学习的世界模型。然后,这个轻量模块的输出被直接地注入一个经过强化学习培训的有目标影响和障碍的回避政策中。我们展示了将管道与这些组件脱钩的结果,在一个精准有效的政策学习阶段,可以在短短的12分钟内进行模拟培训。关键部分是州代表,它不仅受过培训,不仅能够以不受监控的方式估计世界的隐蔽状态,而且还有助于弥合现实差距,能够成功进行模拟和现实传输。在模拟中和现实中,我们用四重的机器人Anymal的实验中,我们展示了我们的系统能够处理震荡的深度图像,避免在培训过程中出现动态障碍,并且具有当地空间意识。

0
下载
关闭预览

相关内容

【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
商业数据分析,39页ppt
专知会员服务
160+阅读 · 2020年6月2日
MIT-深度学习Deep Learning State of the Art in 2020,87页ppt
专知会员服务
61+阅读 · 2020年2月17日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
跟踪SLAM前沿动态系列之ICCV2019
泡泡机器人SLAM
7+阅读 · 2019年11月23日
ICRA 2019 论文速览 | 基于Deep Learning 的SLAM
计算机视觉life
41+阅读 · 2019年7月22日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Arxiv
5+阅读 · 2018年4月30日
Arxiv
7+阅读 · 2017年12月28日
VIP会员
相关资讯
跟踪SLAM前沿动态系列之ICCV2019
泡泡机器人SLAM
7+阅读 · 2019年11月23日
ICRA 2019 论文速览 | 基于Deep Learning 的SLAM
计算机视觉life
41+阅读 · 2019年7月22日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员