This paper mainly studies the localization and mapping of range sensing robots in the confidence-rich map (CRM) and then extends it to provide a full state estimate for information-theoretic exploration. Most previous works about active simultaneous localization and mapping and exploration always assumed the known robot poses or utilized inaccurate information metrics to approximate pose uncertainty, resulting in imbalanced exploration performance and efficiency in the unknown environment. This inspires us to extend the confidence-rich mutual information (CRMI) with measurable pose uncertainty. Specifically, we propose a Rao-Blackwellized particle filter-based localization and mapping scheme (RBPF-CLAM) for CRM, then we develop a new closed-form weighting method to improve the localization accuracy without scan matching. We further derive the uncertain CRMI (UCRMI) with the weighted particles by a more accurate approximation. Simulations and experimental evaluations show the localization accuracy and exploration performance of the proposed methods.


翻译:本文主要研究富信心地图(CRM)中测距机器人的定位和绘图,然后将其扩展,为信息理论勘探提供全面的状态估计,以前关于积极同时测距和测绘及勘探的大部分工作都假设已知机器人提出或利用不准确的信息度量来造成不确定性,从而在未知环境中造成勘探性和效率不平衡,这促使我们扩大具有可测量的不确定性的具有信心的相互信息(CRMI)。具体地说,我们为CRM提议了一个以Rao-BEC-CLAM为基价的光谱过滤粒子定位和绘图计划(RBPF-CLAM),然后我们开发一个新的封闭式加权法,以提高本地化准确度,而不进行扫描匹配。我们进一步通过更准确的近似法从加权粒子中得出不确定的CRMI(UCRMI)和加权粒子。模拟和实验评估显示拟议方法的本地化精度和勘探性。

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