論文の概要: Edge Robotics: Edge-Computing-Accelerated Multi-Robot Simultaneous
Localization and Mapping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.13222v1
- Date: Sat, 25 Dec 2021 10:40:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-12-28 17:37:59.721730
- Title: Edge Robotics: Edge-Computing-Accelerated Multi-Robot Simultaneous
Localization and Mapping
- Title(参考訳): Edge Robotics:エッジコンピューティングによるマルチロボットの同時ローカライゼーションとマッピング
- Authors: Peng Huang and Liekang Zeng and Xu Chen and Ke Luo and Zhi Zhou and
Shuai Yu
- Abstract要約: RecSLAMは、ロボットエッジクラウドアーキテクチャ下でのマップ構築プロセスの高速化に焦点を当てたマルチロボットレーザーSLAMシステムである。
ロボット上でグラフィックマップを生成し、それらをクラウド上で完全にマージする従来のマルチロボットSLAMとは対照的に、RecSLAMは階層的なマップ融合技術を開発する。
大規模な評価では、RecSLAMは最先端よりも39%の処理遅延を削減できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 22.77685685539304
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: With the wide penetration of smart robots in multifarious fields,
Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) technique in robotics has
attracted growing attention in the community. Yet collaborating SLAM over
multiple robots still remains challenging due to performance contradiction
between the intensive graphics computation of SLAM and the limited computing
capability of robots. While traditional solutions resort to the powerful cloud
servers acting as an external computation provider, we show by real-world
measurements that the significant communication overhead in data offloading
prevents its practicability to real deployment. To tackle these challenges,
this paper promotes the emerging edge computing paradigm into multi-robot SLAM
and proposes RecSLAM, a multi-robot laser SLAM system that focuses on
accelerating map construction process under the robot-edge-cloud architecture.
In contrast to conventional multi-robot SLAM that generates graphic maps on
robots and completely merges them on the cloud, RecSLAM develops a hierarchical
map fusion technique that directs robots' raw data to edge servers for
real-time fusion and then sends to the cloud for global merging. To optimize
the overall pipeline, an efficient multi-robot SLAM collaborative processing
framework is introduced to adaptively optimize robot-to-edge offloading
tailored to heterogeneous edge resource conditions, meanwhile ensuring the
workload balancing among the edge servers. Extensive evaluations show RecSLAM
can achieve up to 39% processing latency reduction over the state-of-the-art.
Besides, a proof-of-concept prototype is developed and deployed in real scenes
to demonstrate its effectiveness.
- Abstract(参考訳): 多岐にわたる分野におけるスマートロボットの普及に伴い、ロボティクスにおける同時ローカライゼーション・マッピング(slam)技術がコミュニティの注目を集めている。
しかし、SLAMの集約的なグラフィックス計算とロボットの限られた計算能力との間にパフォーマンス上の矛盾があるため、複数のロボット上でSLAMを共同作業することは依然として困難である。
従来のソリューションは、外部の計算プロバイダとして機能する強力なクラウドサーバを頼りにしていますが、実際の測定では、データオフロードにおける通信オーバーヘッドが実際のデプロイメントの実践性を妨げることが示されています。
これらの課題に対処するため,本論文では,新興エッジコンピューティングパラダイムをマルチロボットSLAMに拡張し,ロボットエッジクラウドアーキテクチャ下でのマップ構築プロセスの高速化に焦点を当てたマルチロボットレーザSLAMシステムであるRecSLAMを提案する。
従来のマルチロボットslamとは対照的に、reslamは、ロボットの生データをエッジサーバにリアルタイム融合のために誘導し、次にグローバルマージのためにクラウドに送信する階層的地図融合技術を開発した。
パイプライン全体を最適化するために、効率的なマルチロボットSLAM協調処理フレームワークを導入し、異種エッジリソース条件に適したロボット間オフロードを適応的に最適化し、エッジサーバ間のワークロードバランスを確保する。
大規模な評価では、RecSLAMは最先端よりも39%の処理遅延を削減できる。
さらに、概念実証プロトタイプが開発され、実際のシーンにデプロイされ、その効果を示す。
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