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Efficient Multi-Agent Exploration with Gaussian Processes

Viseras Ruiz, Alberto und Angermann, Michael und Wieser, Iris und Frassl, Martin und Müller, Joachim (2014) Efficient Multi-Agent Exploration with Gaussian Processes. In: Australasian Conference on Robotics and Automation, ACRA. Australasian Conference on Robotics and Automation (ACRA), 2014-12-02 - 2014-12-04, Melbourne, Australia.

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Kurzfassung

We present a robust and scalable algorithm to enable multiple robots to efficiently explore previously unknown environments. Applications of this algorithm include but are not limited to the exploration of scalar (e.g. concentration of a chemical substance) or vector fields (e.g. direction and intensity of the magnetic field). As opposed to previous works, our algorithm does not require prior knowledge about the shape or size of the environment. Also, its time complexity decreases from cubic to linear in respect to the environment's size. The algorithm employs a Gaussian process model to predict values at still unvisited locations and associates them an uncertainty. Based on a continuously updated map of these predicted values and uncertainties, each robot computes its next movement online by following the local gradient of uncertainty. We have experimentally validated our algorithm with densely measured data of an indoor magnetic field with significant spatial variations. We present a performance comparison of our algorithm with several trajectories. This comparison shows that the estimate computed by our algorithm approaches the true state of the environment faster than these other alternatives.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/118903/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Programmrede)
Titel:Efficient Multi-Agent Exploration with Gaussian Processes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Viseras Ruiz, Albertoalberto.viserasruiz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Angermann, Michaelmichael.angermann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wieser, Irisiris.wieser (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frassl, Martinmartin.frassl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Joachimjoachim.mueller (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2014
Erschienen in:Australasian Conference on Robotics and Automation, ACRA
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Exploration, Multi-Agent System, Sensor Network, Mobile Robot
Veranstaltungstitel:Australasian Conference on Robotics and Automation (ACRA)
Veranstaltungsort:Melbourne, Australia
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:2 Dezember 2014
Veranstaltungsende:4 Dezember 2014
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Verkehrsmanagement (alt)
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V VM - Verkehrsmanagement
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - Vabene++ (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Viseras Ruiz, Alberto
Hinterlegt am:09 Feb 2018 13:30
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:23

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