Currently, mobile robots are developing rapidly and are finding numerous applications in industry. However, there remain a number of problems related to their practical use, such as the need for expensive hardware and their high power consumption levels. In this study, we propose a navigation system that is operable on a low-end computer with an RGB-D camera and a mobile robot platform for the operation of an integrated autonomous driving system. The proposed system does not require LiDARs or a GPU. Our raw depth image ground segmentation approach extracts a traversability map for the safe driving of low-body mobile robots. It is designed to guarantee real-time performance on a low-cost off-the-shelf single board computer with integrated SLAM, global path planning, and motion planning. We apply both rule-based and learning-based navigation policies using the traversability map. Running sensor data processing and other autonomous driving functions simultaneously, our navigation policies performs rapidly at a refresh rate of 18Hz for control command, whereas other systems have slower refresh rates. Our method outperforms current state-of-the-art navigation approaches within limited computation resources as shown in 3D simulation tests. In addition, we demonstrate the applicability of our mobile robot system through successful autonomous driving in an indoor environment. Our entire works including hardware and software are released under an open-source license (https://github.com/shinkansan/2019-UGRP-DPoom). Our detailed video is available in https://youtu.be/mf3IufUhPPM.


翻译:目前,移动机器人正在迅速发展,并正在工业中找到许多应用,然而,与其实际使用有关的一些问题仍然存在,例如需要昂贵的硬件和高电能消耗水平等。在本研究中,我们提议建立一个在低端计算机上操作的导航系统,该系统有 RGB-D 相机,还有移动机器人平台,用于集成自主驾驶系统的运作。拟议系统不需要LIDARs或GPU。我们的原始深度图像地面分割方法为低机移动机器人的安全驾驶绘制了一个可移动的地图。设计该系统是为了保证低成本的现成单机计算机的实时性能,并配有综合的SLAM、全球路径规划和运动规划。我们采用基于规则的和基于学习的导航政策,同时运行传感器数据处理和其他自主驾驶功能。我们的导航政策以18Hz的更新速度快速运行,而其他系统则较慢地更新速度。我们的方法超越了当前在有限计算资源中采用的最新状态的导航方法,包括综合的SLMRMR3和在自动模拟环境中展示了我们的软体-ROP。

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