We focus on the problem of planning the motion of a robot in a dynamic multiagent environment such as a pedestrian scene. Enabling the robot to navigate safely and in a socially compliant fashion in such scenes requires a representation that accounts for the unfolding multiagent dynamics. Existing approaches to this problem tend to employ microscopic models of motion prediction that reason about the individual behavior of other agents. While such models may achieve high tracking accuracy in trajectory prediction benchmarks, they often lack an understanding of the group structures unfolding in crowded scenes. Inspired by the Gestalt theory from psychology, we build a Model Predictive Control framework (G-MPC) that leverages group-based prediction for robot motion planning. We conduct an extensive simulation study involving a series of challenging navigation tasks in scenes extracted from two real-world pedestrian datasets. We illustrate that G-MPC enables a robot to achieve statistically significantly higher safety and lower number of group intrusions than a series of baselines featuring individual pedestrian motion prediction models. Finally, we show that G-MPC can handle noisy lidar-scan estimates without significant performance losses.


翻译:我们的重点是在行人场景等动态多试剂环境中规划机器人运动的问题。使机器人能够在这种场景中安全地、以社会上顺从的方式航行,需要说明正在演化的多剂动态。这个问题的现有办法倾向于使用微缩运动预测模型,以说明其他代理人的个人行为。虽然这些模型在轨迹预测基准中可能实现高度跟踪准确性,但它们往往缺乏对在拥挤场景中出现的群落结构的了解。在来自心理学的Gestalt理论的启发下,我们建立了一个模型预测控制框架(G-MPC),利用基于集团的预测来进行机器人运动规划。我们进行了广泛的模拟研究,涉及从两个现实世界行人数据集提取的一系列具有挑战性的导航任务。我们指出,G-MPC使机器人在统计上能够实现大大提高的安全性和减少集体侵入次数,而远低于由个人行人运动预测模型构成的一系列基线。最后,我们表明G-MPC可以处理噪音里达尔-斯坎估计,而没有重大性能损失。

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