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Enregistrement W4385521945 · doi:10.1109/tase.2023.3297176

Learning-Based Risk-Bounded Path Planning Under Environmental Uncertainty

2023· article· en· W4385521945 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueIEEE Transactions on Automation Science and Engineering · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueRobotic Path Planning Algorithms
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésComputer scienceMathematical optimizationProbabilistic logicBounded functionArtificial neural networkPath (computing)GaussianMotion planningArtificial intelligenceRobotMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Building a general and efficient path planning framework in uncertain nonconvex environments is challenging due to the safety constraints and complex configuration. Traditional avenues usually involve convexifying obstacles and presume Gaussian distribution, which are not universal. Meanwhile, the fast convergence of high-quality solutions is not guaranteed. Therefore, we develop a novel neural risk-bounded path planner to quickly find near-optimal solutions that have an acceptable collision probability in the complex environments. Firstly, we retrieve the nonconvex obstacles with arbitrary probabilistic uncertainties in the form of a deterministic point cloud map. A neural network sampler encodes it into a latent embedding and is trained with sufficient expert demonstrations, predicting states in the potential subspace. We construct a neural cost estimator to select the best informed state from those samples. Then, we recursively use the simple yet effective neural networks to march toward the start and goal bidirectionally. The collision risk of the intermediate connections is verified based on sum-of-squares optimization. Simulation results show that our approach significantly saves time and resources in finding comparable solutions over the state-of-the-art methods in the seen and unseen challenging environments. <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">Note to Practitioners</i> —More and more robots are deployed in unstructured environments, such as forests and subterranean caves. However, uncertainty in the environment situational awareness usually causes accidents. To quickly generate safe paths without over-conservation in uncertain complex environments, we propose a neural risk-bounded sampling-based path planner. Conventional methods consume lots of computation time and resources to generate satisfactory results. Our learning-based risk-bounded path planning framework can efficiently find paths with a guaranteed risk tolerance avoiding uncertain nonconvex static obstacles. It imitates the expert to generate informed states in a subspace that potentially contains the optimal solution. In practice, we need to formulate the observed uncertain obstacle at a grid map into the polynomial containing random variables and determine their probability distributions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,793
Score d'incertitude au seuil0,580

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,235
Écart entre enseignants0,221 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle