This paper addresses the problem of enabling a robot to search for a semantic object in an unknown and GPS-denied environment. For the robot in the unknown environment to detect and find the target object, it must perform simultaneous localization and mapping (SLAM) at both geometric and semantic levels using its onboard sensors while planning and executing its motion based on the ever-updated SLAM results. In other words, the robot must be able to conduct simultaneous localization, semantic mapping, motion planning, and execution in real-time in the presence of sensing and motion uncertainty. This is an open problem as it combines semantic SLAM based on perception and real-time motion planning and execution under uncertainty. Moreover, the goals of robot motion change on the fly depending on whether and how the robot can detect the target object. We propose a novel approach to tackle the problem, leveraging semantic SLAM, Bayesian Networks, Markov Decision Process, and real-time dynamic planning. The results demonstrate the effectiveness and efficiency of our approach.


翻译:本文探讨了使机器人能够在未知和GPS封闭的环境中搜索语义物体的问题。对于在未知环境中探测和找到目标物体的机器人来说,它必须使用机载传感器在几何和语义层次上同时进行定位和绘图(SLAM),同时根据不断更新的SLAM结果规划和实施其动作。换句话说,机器人必须能够在感知和运动不确定的情况下同时进行本地化、语义绘图、动作规划和实时执行。这是一个开放的问题,因为它根据感知和实时动作规划和执行在不确定的情况下将语义性 SLAM结合起来。此外,机器人在飞行上运动变化的目标取决于机器人是否和如何探测目标物体。我们提出了一种新颖的方法来解决这一问题,利用语义性 SLM、Bayesian网络、Markov 决策程序以及实时动态规划。结果表明了我们的方法的有效性和效率。</s>

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