意味情報とポーズグラフ解析を統合したロボット探索のための能動的セマンティックマッピング
Active Semantic Mapping and Pose Graph Spectral Analysis for Robot Exploration
SLAMのポーズグラフ接続性と意味情報の相互情報量を組み合わせた評価関数で探索経路を選び、地図誤差を21%削減し意味分類精度を9%向上させた。
著者: Rongge Zhang, Haechan Mark Bong, Giovanni Beltrame
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Exploration in unknown and unstructured environments is a pivotal requirement for robotic applications. A robot's exploration behavior can be inherently affected by the performance of its Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) subsystem, although SLAM and exploration are generally studied separately. In this paper, we formulate exploration as an active mapping problem and extend it with semantic information. We introduce a novel active metric-semantic SLAM approach, leveraging recent research advances in information theory and spectral graph theory: we combine semantic mutual information and the connectivity metrics of the underlying pose graph of the SLAM subsystem. We use the resulting utility function to evaluate different trajectories to select the most favorable strategy during exploration. Exploration and SLAM metrics are analyzed in experiments. Running our algorithm on the Habitat dataset, we show that, while maintaining efficiency close to the state-of-the-art exploration methods, our approach effectively increases the performance of metric-semantic SLAM with a 21% reduction in average map error and a 9% improvement in average semantic classification accuracy.
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