論文の概要: RAVEN: A Unified Active SLAM System for Rapid Autonomous Visual Exploration with Aerial Robots under Localization Uncertainty
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.37111v1
- Date: Tue, 27 Oct 2026 12:08:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-28 21:04:31.582306
- Title: RAVEN: A Unified Active SLAM System for Rapid Autonomous Visual Exploration with Aerial Robots under Localization Uncertainty
- Title(参考訳): RAVEN: 局所不確実性下での航空ロボットによる高速自律視覚探査のための統合アクティブSLAMシステム
- Abstract要約: RAVENは、四角形を用いたRapid Autonomous Visual ExploratioNのための統合されたSLAMフレームワークである。
ベンチマーク評価により、RAVENは最先端のSLAM法より優れていることが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 24.917508558115486
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Active simultaneous localization and mapping (SLAM) addresses the problem of planning robot motion to build complete and accurate maps of unknown environments through efficient exploration while maintaining high localization accuracy. This raises a dilemma between exploring unknown spaces to expand coverage and exploiting visited regions to perform active loop closures. Despite numerous prior works on ground robots, aerial robots with high agility and constrained sensor suites face more significant localization drift and thereby demand dedicated active SLAM planning. Moreover, a unified strategy that adapts performance based on task-specific priorities remains an open question. In this article, we introduce RAVEN, a unified active SLAM framework for Rapid Autonomous Visual ExploratioN using quadrotors, which systematically accounts for localization uncertainty. The framework starts with identifying frontiers and active loop closure candidates, from which global tour candidates are generated. These candidates are evaluated using a utility vector that separately quantifies exploration efficiency and localization accuracy, and the final tour is selected according to a prioritization parameter ranging from $[0,1]$. Finally, a perception-aware navigation planner generates smooth execution trajectories that minimize visual state estimation error based on the online Fisher information field that provides visual localization information in real-time. Benchmark evaluations demonstrate that RAVEN outperforms state-of-the-art active SLAM methods, highlighting its advantages in producing a spectrum of performance across prioritizations. Fully onboard field experiments with a customized stereo-inertial quadrotor further validate its practical applicability in challenging environments. The source code will be released to benefit the community.
- Abstract(参考訳): アクティブ・ローカライゼーションとマッピング(SLAM)は、ロボットの動きを計画し、効率的な探索を通して未知の環境の完全かつ正確なマップを構築するという問題に対処し、高いローカライゼーション精度を維持している。
これは、カバー範囲を広げるために未知の空間を探索することと、訪問した地域を利用してアクティブなループクロージャを実行することの間にジレンマを生じさせる。
地上ロボットに関する多くの先行研究にもかかわらず、高機敏性と制約されたセンサースイートを備えた空中ロボットは、より重要な位置決めドリフトに直面し、そのため専用のSLAM計画を要求する。
さらに、タスク固有の優先順位に基づいてパフォーマンスを適応する統一的な戦略は、依然として未解決の課題である。
本稿では,四角形を用いた高速自律視探索のための統合型SLAMフレームワークであるRAVENを紹介する。
このフレームワークは、フロンティアとアクティブループクロージャ候補を特定し、そこからグローバルツアー候補を生成することから始まる。
これらの候補は探索効率と局所化精度を別々に定量化するユーティリティベクトルを用いて評価され、最終ツアーは$[0,1]$の優先順位パラメータに従って選択される。
最後に、知覚認識ナビゲーションプランナは、リアルタイムに視覚的位置情報を提供するオンラインフィッシャー情報フィールドに基づいて、視覚的状態推定誤差を最小限に抑えるスムーズな実行軌跡を生成する。
ベンチマーク評価の結果、RAVENは最先端のSLAM法よりも優れており、優先順位付けにまたがる性能のスペクトルを生成するという利点を浮き彫りにしている。
カスタマイズされたステレオ慣性四重極子を用いた完全搭載フィールド実験は、課題のある環境における実用性をさらに検証する。
ソースコードはコミュニティに利益をもたらすためにリリースされます。
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