論文の概要: A Distributed Multi-UGV Exploration Framework With Loop-Aware Planning and Descriptor-Aided Localization in Resource-Limited Environments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.11088v1
- Date: Tue, 09 Jun 2026 16:48:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-11 16:42:38.066633
- Title: A Distributed Multi-UGV Exploration Framework With Loop-Aware Planning and Descriptor-Aided Localization in Resource-Limited Environments
- Title(参考訳): 資源制限環境におけるループアウェア計画と記述者支援型ローカライゼーションによる分散マルチUGV探索フレームワーク
- Authors: Zhiwei Li, Haiou Liu, Xijun Zhao, Ji Li, Yingze Wang, Boyang Wang,
- Abstract要約: 本稿では,UGV間ループ閉鎖とループ対応階層計画を結合した完全分散探索フレームワークを提案する。
我々は,高機能なUGV位置認識を実現するために,レンジイメージをプリアライメントした軽量なLiDARグローバルディスクリプタを開発した。
また,不確実性を考慮したクロスUGVループ閉鎖選択モジュールを導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 13.456466206579782
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Robust and efficient cooperative exploration with multiple unmanned ground vehicles (UGVs) in unknown, GPSdenied, and bandwidth-limited environments without prior maps remains challenging, as localization drift degrades map consistency and induces redundant coverage. This paper presents a fully distributed exploration framework that couples descriptoraided inter-UGV loop closure with loop-aware hierarchical planning while enabling autonomous localization and exploration. We develop a lightweight LiDAR global descriptor with range-image prealignment to enable robust cross-UGV place recognition under large yaw and lateral variations, and use verified loop closures to maintain globally consistent trajectories and a sparse topological representation. We further introduce an uncertainty-aware crossUGV loop-closure selection module that scores candidate loop closures under pose uncertainty and retains high-utility loop closures as planning anchors for global task allocation and local route refinement. Simulations and real-UGV experiments show that the loop-closure module achieves AR@1/AR@1% of 89.9%/95.5%, distributed optimization reduces absolute trajectory error, the system substantially reduces two-way communication volume, and the overall framework reduces exploration time and travel distance by 15% and 14%, respectively, compared with an mTSP baseline.
- Abstract(参考訳): ローカライゼーションドリフトは地図の一貫性を低下させ、冗長なカバレッジをもたらすため、地図のない未知、GPS、帯域幅制限環境における複数の無人地上車両(UGV)によるロバストで効率的な協調探索は依然として困難である。
本稿では,UGV間ループ閉鎖とループ対応階層計画とを結合し,自律的な局所化と探索を可能にする,完全分散探索フレームワークを提案する。
そこで我々は,広帯域および横方向の可変条件下で頑健なUGV位置認識を実現するために,レンジイメージを事前調整した軽量なLiDARグローバルディスクリプタを開発し,一貫した軌跡と疎位相表現を維持するために,検証ループクロージャを用いた。
さらに,不確実性を考慮したクロスUGVループ閉鎖選択モジュールを導入し,グローバルなタスク割り当てとローカルルート改善のためのプランニングアンカーとして高機能なループ閉鎖を継続する。
シミュレーションおよび実UGV実験により、ループ閉鎖モジュールは、89.9%/95.5%のAR@1/AR@1%を達成し、分散最適化は絶対軌道誤差を低減し、システムは双方向通信量を大幅に削減し、全体フレームワークは、mTSPベースラインと比較して、探索時間と走行距離を15%と14%削減することを示した。
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