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Exploration with Active Loop Closing: A Trade-off between Exploration Efficiency and Map Quality

Lehner, Hannah und Schuster, Martin J. und Bodenmüller, Tim und Kriegel, Simon (2017) Exploration with Active Loop Closing: A Trade-off between Exploration Efficiency and Map Quality. In: 2017 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2017. IROS 2017, 2017-09-24 - 2017-09-28, Vancouver, Canada. doi: 10.1109/IROS.2017.8206521. ISBN 978-153862682-5. ISSN 2153-0858.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
5MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8206521

Kurzfassung

A robotic system for search and rescue missions needs to efficiently explore and map new areas. In this paper, we present an integrated exploration strategy with active loop closing, which balances between the exploration speed and map quality. Specifically, it finds a trade-off between moving towards unknown space to gather new information and revisiting previous locations to improve localization accuracy and map quality through loop closures. Our integrated exploration is built upon a submap-based 6D SLAM system. Loop closure constraints originate from pairwise submap matches, which allow the optimization of an underlying SLAM graph. During exploration, we employ the expected information gain as well as the robot's localization uncertainty estimates to weigh exploration and revisiting actions online. We introduce the match effect as the expected impact of a loop closure on global optimization and consider this novel criterion together with the match likelihood and cost when evaluating the utility of revisiting previous locations. To demonstrate our approach, we present simulated and real-world experiments, comparing two variants of our novel method to a frontier-based exploration.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/116729/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Exploration with Active Loop Closing: A Trade-off between Exploration Efficiency and Map Quality
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lehner, Hannahhannah.lehner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5377-4155NICHT SPEZIFIZIERT
Schuster, Martin J.martin.schuster (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6983-3719NICHT SPEZIFIZIERT
Bodenmüller, Timtim.bodenmueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0899-361XNICHT SPEZIFIZIERT
Kriegel, SimonSimon.Kriegel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4711-8527NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2017
Erschienen in:2017 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2017
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/IROS.2017.8206521
ISSN:2153-0858
ISBN:978-153862682-5
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Autonomous Exploration, Sensor-based Planning, Robotics
Veranstaltungstitel:IROS 2017
Veranstaltungsort:Vancouver, Canada
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:24 September 2017
Veranstaltungsende:28 September 2017
Veranstalter :IEEE/RSJ
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Multisensorielle Weltmodellierung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Perzeption und Kognition
Hinterlegt von: Lehner, Hannah
Hinterlegt am:08 Dez 2017 08:27
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:21

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