We present nested sampling for factor graphs (NSFG), a novel nested sampling approach to approximate inference for posterior distributions expressed over factor-graphs. Performing such inference is a key step in simultaneous localization and mapping (SLAM). Although the Gaussian approximation often works well, in other more challenging SLAM situations, the posterior distribution is non-Gaussian and cannot be explicitly represented with standard distributions. Our technique applies to settings where the posterior distribution is substantially non-Gaussian (e.g., multi-modal) and thus needs a more expressive representation. NSFG exploits nested sampling methods to directly sample the posterior to represent the distribution without parametric density models. While nested sampling methods are known for their powerful capability in sampling multi-modal distributions, the application of the methods to SLAM factor graphs is not straightforward. NSFG leverages the structure of factor graphs to construct informative prior distributions which are efficiently sampled and provide notable computational benefits for nested sampling methods. We present simulated experiments which demonstrate that NSFG is more robust and computes solutions over an order of magnitude faster than state-of-the-art sampling techniques. Similarly, we compare NSFG to state-of-the-art Gaussian and non-Gaussian SLAM approaches and demonstrate that NSFG is notably more robust in describing non-Gaussian posteriors.


翻译:我们为要素图(NSFG)提供巢式抽样,这是一种新颖的巢式抽样方法,用来估计以系数法表示的后部分布的近似推算。进行这种推断是同时进行本地化和绘图(SLAM)的关键步骤。虽然高斯近似值通常效果良好,但在其他更具挑战性的SLM情况中,后部分布不是Gausian,无法以标准分布方式明确表示。我们的技术适用于后部分布在很大程度上不是Gausian(例如多式),因而需要更直观的表述。 NSFG利用嵌套式抽样方法直接抽样测算远前分布的情景(例如多式),以不具有准密度密度的密度模型表示分布。尽管嵌套式采样方法在取样多模式分布方面能力较强,但对SLM要素图的应用并不简单。 NSFG利用要素图结构来构建信息化的先前稳健性分布(例如多式),并为嵌套式取样方法提供显著的计算效益。我们在SFG取样方法中模拟了非G的不甚甚强和可比较的州级方法。

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