論文の概要: Dynamically Finding Optimal Observer States to Minimize Localization
Error with Complex State-Dependent Noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.16721v1
- Date: Wed, 30 Nov 2022 04:05:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-01 17:42:12.722194
- Title: Dynamically Finding Optimal Observer States to Minimize Localization
Error with Complex State-Dependent Noise
- Title(参考訳): 複素状態依存雑音による局所誤差最小化のための最適オブザーバ状態の動的探索
- Authors: Troi Williams, Po-Lun Chen, Sparsh Bhogavilli, Vaibhav Sanjay, Pratap
Tokekar
- Abstract要約: 局所化誤差を最小限に抑えるために動的に最適状態を検出する能動的認識法DyFOSを提案する。
提案手法を数値シミュレーション(Gazebo)実験により評価した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.555785036477724
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present DyFOS, an active perception method that Dynamically Finds Optimal
States to minimize localization error while avoiding obstacles and occlusions.
We consider the scenario where a ground target without any exteroceptive
sensors must rely on an aerial observer for pose and uncertainty estimates to
localize itself along an obstacle-filled path. The observer uses a
downward-facing camera to estimate the target's pose and uncertainty. However,
the pose uncertainty is a function of the states of the observer, target, and
surrounding environment. To find an optimal state that minimizes the target's
localization uncertainty, DyFOS uses a localization error prediction pipeline
in an optimization search. Given the states mentioned above, the pipeline
predicts the target's localization uncertainty with the help of a trained,
complex state-dependent sensor measurement model (which is a probabilistic
neural network in our case). Our pipeline also predicts target occlusion and
obstacle collision to remove undesirable observer states. The output of the
optimization search is an optimal observer state that minimizes target
localization uncertainty while avoiding occlusion and collision. We evaluate
the proposed method using numerical and simulated (Gazebo) experiments. Our
results show that DyFOS is almost 100x faster than yet as good as brute force.
Furthermore, DyFOS yielded lower localization errors than random and heuristic
searches.
- Abstract(参考訳): 障害や閉塞を回避しつつ、局所化誤差を最小限に抑えるため、動的に最適状態を検出する能動的知覚法DyFOSを提案する。
本研究では,外感センサのない地上目標が,障害物に満たされた経路に沿って位置決めするために,姿勢推定や不確実性推定に航空オブザーバーに頼らなければならないシナリオを考察する。
オブザーバは下向きのカメラを使用して、ターゲットのポーズと不確かさを推定する。
しかし、ポーズの不確実性は観測者、目標、および周囲の環境の状態の関数である。
ターゲットのローカライゼーションの不確実性を最小化する最適な状態を見つけるために、DyFOSは最適化探索にローカライズエラー予測パイプラインを使用する。
上記の状態を考えると、パイプラインは訓練された複雑な状態に依存したセンサ計測モデル(この場合は確率的ニューラルネットワーク)の助けを借りて、ターゲットの局在の不確実性を予測する。
我々のパイプラインは目標の閉塞や障害物衝突を予測し、望ましくないオブザーバー状態を取り除く。
最適化探索の出力は、咬合や衝突を避けつつ目標の局在の不確かさを最小限に抑える最適な観察状態である。
数値シミュレーション(Gazebo)実験を用いて提案手法の評価を行った。
以上の結果から,DyFOSはブルート力の約100倍高速であることがわかった。
さらに、DyFOSはランダム検索やヒューリスティック検索よりもローカライゼーション誤差が低い。
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