Many real-world applications of simultaneous localization and mapping (SLAM) require approximate inference approaches, as exact inference for high-dimensional non-Gaussian posterior distributions is often computationally intractable. There are substantial challenges, however, in evaluating the quality of a solution provided by such inference techniques. One approach to solution evaluation is to solve the non-Gaussian posteriors with a more computationally expensive but generally accurate approach to create a reference solution for side-by-side comparison. Our work takes this direction. This paper presents nested sampling for factor graphs (NSFG), a nested-sampling-based approach for posterior estimation in non-Gaussian factor graph inference. Although NSFG applies to any problem modeled as inference over a factor graph, we focus on providing reference solutions for evaluation of approximate inference approaches to SLAM problems. The sparsity structure of SLAM factor graphs is exploited for improved computational performance without sacrificing solution quality. We compare NSFG to two other sampling-based approaches, the No-U-Turn sampler (NUTS) and sequential Monte Carlo (SMC), as well as GTSAM, a state-of-the-art Gaussian SLAM solver. We evaluate across several synthetic examples of interest to the non-Gaussian SLAM community, including multi-robot range-only SLAM and range-only SLAM with ambiguous data associations. Quantitative and qualitative analyses show NSFG is capable of producing high-fidelity solutions to a wide range of non-Gaussian SLAM problems, with notably superior solutions than NUTS and SMC. In addition, NSFG demonstrated improved scalability over NUTS and SMC.


翻译:许多同时本地化和绘图(SLAM)的实际应用需要近似模糊的推断方法,因为高度非Gausian海边分布的精确推断往往难以计算。然而,在评估这种推理技术所提供的解决方案的质量方面,存在着巨大的挑战。一种解决办法评价方法是解决非Gausian海面,采用更昂贵的计算方法,但一般而言准确的方法,为旁接比较建立参考解决方案。我们的工作朝着这个方向前进。本文展示了要素图(NSFG)的嵌套抽样,非Gausian海面分布分布的嵌式抽样方法,非Gausian海面分布图的根基估算方法。尽管NSFG适用于任何模拟的、对系数图的推理问题,但我们侧重于为评估SLAM要素图的粗略度方法提供参考解决方案。 SLM系数图的缩略图结构被用来改进计算性绩效,而无需牺牲解决方案的质量。我们将NSFGGGMM(NO-TS-TS-alalalalal-LA)和SLA-S-S-S-C-C-Cal-SLA-S-SLA-S-S-S-S-S-S-S-S-SL-SLM-S-S-SL-SLM-S-S-S-S-S-S-SL-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-SL-S-S-SL-S-SL-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-

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