Although haptic sensing has recently been used for legged robot localization in extreme environments where a camera or LiDAR might fail, the problem of efficiently representing the haptic signatures in a learned prior map is still open. This paper introduces an approach to terrain representation for haptic localization inspired by recent trends in machine learning. It combines this approach with the proven Monte Carlo algorithm to obtain an accurate, computation-efficient, and practical method for localizing legged robots under adversarial environmental conditions. We apply the triplet loss concept to learn highly descriptive embeddings in a transformer-based neural network. As the training haptic data are not labeled, the positive and negative examples are discriminated by their geometric locations discovered while training. We demonstrate experimentally that the proposed approach outperforms by a large margin the previous solutions to haptic localization of legged robots concerning the accuracy, inference time, and the amount of data stored in the map. As far as we know, this is the first approach that completely removes the need to use a dense terrain map for accurate haptic localization, thus paving the way to practical applications.


翻译:尽管偶然感测最近被用于在照相机或LIDAR可能失败的极端环境中进行机械脚本定位,但是在已知的先前地图中有效代表偶然性签名的问题仍然尚未解决。 本文介绍了一种由机器学习的最新趋势所启发的地形代表方法, 由机械学习的近期趋势所激发的偶然性本地化。 它将这种方法与已证明的蒙特卡洛算法结合起来, 以获得精确、 计算高效和实用的方法, 在对抗性环境条件下将脚本机器人本地化。 我们应用三重损失概念来学习高描述性地嵌入变压器神经网络。 由于培训偶然性数据没有贴标签, 正负例子因在培训中发现的几何位置而有所区别。 我们实验性地证明, 所拟议的方法大大超越了以前在精确性、 推断时间和 地图中存储的数据数量 。 据我们所知, 这是第一个完全消除使用密度密度的地形图进行精确随机性本地化的需要的方法, 从而为实际应用铺平了道路铺平了道路。

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