基于事件的相机(ECS)是受生物启发的传感器,它们异步报告每个像素的亮度变化。由于它们的高动态范围,像素带宽,时间分辨率,低功耗和计算简单性,它们对在挑战性照明条件下基于视觉的项目有益,并且可以通过微秒响应时间检测快速运动。第一代EC是单色的,但是颜色数据非常有用,有时对于某些基于视觉的应用程序至关重要。最新的技术使制造商能够建造颜色EC,交易传感器的大小,并与单色模型相比,尽管具有相同的带宽,但与单色模型相比大大降低了分辨率。此外,ECS仅检测光的变化,不会显示静态或缓慢移动的物体。我们介绍了一种使用结构化照明投影仪帮助的单色EC检测完整RGB事件的方法。投影仪在场景上迅速发出了光束的RGB图案,其反射是由EC捕获的。我们结合了ECS和基于投影的技术的好处,并允许将静态或移动物体与商用Ti LightCrafter 4500投影仪和单眼单色EC进行深度和颜色检测,为无框RGB-D传感应用铺平了道路。
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分布式机器人系统在很大程度上依赖于支持它的Publish-Subscriber通信范式和中间件框架,例如机器人操作系统(ROS),以有效地实现模块化计算图。 ROS 2执行程序是一个处理ROS 2消息的高级任务调度程序,是性能瓶颈。我们扩展了ROS2_Tracing,这是一个带有仪器和用于实时跟踪ROS 2的工具的框架,并在分布式ROS 2系统中分析和可视化消息流的分析和可视化。我们的方法检测输入和输出消息之间的一对多因果关系,包括通过简单的用户级注释,包括间接因果链接。我们在合成和真实机器人系统上验证了我们的方法,并证明了其低运行时开销。此外,可以进一步利用基本的中间执行表示数据库来提取其他指标和高级结果。这可以提供有价值的时机和调度信息,以进一步研究和改善ROS 2执行者,并优化任何ROS 2系统。源代码可在以下网址获得:https://github.com/christophebedard/ros2-message-flow-analysis。
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基于深度学习的视觉位置识别技术近年来将自己作为最先进的技术,并不能很好地概括与训练集在视觉上不同的环境。因此,为了达到最佳性能,有时有必要将网络调整到目标环境中。为此,我们根据同时定位和映射(SLAM)作为监督信号而不需要GPS或手动标记,提出了一个基于强大的姿势图优化的自我监督域校准程序。此外,我们利用该程序来改善在安全关键应用中很重要的位置识别匹配的不确定性估计。我们表明,我们的方法可以改善目标环境与训练集不同的最先进技术的性能,并且我们可以获得不确定性估计。我们认为,这种方法将帮助从业者在现实世界应用中部署健壮的位置识别解决方案。我们的代码公开可用:https://github.com/mistlab/vpr-calibration-and-uncrightity
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在机器人学中,数据采集通常扮演未知环境探索的关键部分。例如,存储有关探索地形的地形或环境中的自然危险的信息可以通知机器人的决策过程。因此,对这些数据安全地存储这些数据至关重要,并使其能够快速提供给机器人系统的运营商。在分散的系统中,如一群机器人,这需要几个挑战。要解决它们,我们提出了rass,一个分散的风险感知群体存储和路由机制,它专门依赖于邻居之间的本地信息共享,以建立存储和路由健身。我们通过基于物理模拟器的彻底实验测试我们的系统,并使用物理实验测试其现实世界的适用性。我们获得了令人信服的可靠性,路由速度和群体存储容量结果。
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近年来我们目睹了巨大进展的动机,本文提出了对协作同时定位和映射(C-SLAM)主题的科学文献的调查,也称为多机器人猛击。随着地平线上的自动驾驶车队和工业应用中的多机器人系统的兴起,我们相信合作猛击将很快成为未来机器人应用的基石。在本调查中,我们介绍了C-Slam的基本概念,并呈现了彻底的文献综述。我们还概述了C-Slam在鲁棒性,通信和资源管理方面的主要挑战和限制。我们通过探索该地区目前的趋势和有前途的研究途径得出结论。
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闭环大脑刺激是指捕获诸如脑电图(EEG)之类的神经生理学措施,迅速识别感兴趣的神经事件,并产生听觉,磁性或电刺激,从而精确地与大脑过程相互作用。这是一种基本神经科学的新方法,也许是临床应用,例如恢复降解记忆功能;但是,现有工具很昂贵,繁琐,并且具有有限的实验灵活性。在本文中,我们提出了Portiloop,这是一种基于深度学习的,便携式和低成本的闭环刺激系统,能够靶向特定的脑振荡。我们首先记录可以从市售组件构建的开放式软件实现。我们还提供了快速,轻巧的神经网络模型和探索算法,该算法自动优化了所需的脑振荡的模型超参数。最后,我们在实时睡眠主轴检测的具有挑战性的测试案例中验证了该技术,结果可与大规模在线数据注释主轴数据集(MODA;组共识)上的离线专家绩效相当。社区可以提供软件和计划,作为开放科学计划,旨在鼓励进一步开发并推动闭环神经科学研究。
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飞行机器人通常相当细腻,在面对碰撞的风险时需要保护性围墙,而高复杂性和有效载荷降低是碰撞弹性飞行机器人的反复出现的问题。受节肢动物的外骨骼的启发,我们设计了一个简单,开源的,易于制造的半刚性结构,具有柔软的接头,可以承受高速影响。使用外骨骼,保护壳成为主要机器人结构的一部分,从而最大程度地减少了其有效载荷能力的损失。我们的设计易于使用廉价组件(例如竹串)和消费级3D打印机来构建和自定义。结果是认知,这是一种低于250G的自动脉动四轮摩托车,可在高达7m/s的速度下生存多个碰撞。除了其碰撞弹性外,使用Python或Buzz可以易于编程,还携带传感器,使其可以飞行大约。 17分钟无需GPS或外部运动捕获系统,具有足够的计算能力,可以在板载板上运行深神网络模型,并旨在促进与自动化电池交换系统的集成。通过大大降低破坏自己的硬件或环境的风险,这种结构成为高风险活动(例如在混乱的环境或加固学习培训中飞行)的理想平台。源代码,3D文件,说明和视频可通过项目网站(https://thecognifly.github.io)获得。
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Recent years have seen a proliferation of research on adversarial machine learning. Numerous papers demonstrate powerful algorithmic attacks against a wide variety of machine learning (ML) models, and numerous other papers propose defenses that can withstand most attacks. However, abundant real-world evidence suggests that actual attackers use simple tactics to subvert ML-driven systems, and as a result security practitioners have not prioritized adversarial ML defenses. Motivated by the apparent gap between researchers and practitioners, this position paper aims to bridge the two domains. We first present three real-world case studies from which we can glean practical insights unknown or neglected in research. Next we analyze all adversarial ML papers recently published in top security conferences, highlighting positive trends and blind spots. Finally, we state positions on precise and cost-driven threat modeling, collaboration between industry and academia, and reproducible research. We believe that our positions, if adopted, will increase the real-world impact of future endeavours in adversarial ML, bringing both researchers and practitioners closer to their shared goal of improving the security of ML systems.
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Deep spiking neural networks (SNNs) offer the promise of low-power artificial intelligence. However, training deep SNNs from scratch or converting deep artificial neural networks to SNNs without loss of performance has been a challenge. Here we propose an exact mapping from a network with Rectified Linear Units (ReLUs) to an SNN that fires exactly one spike per neuron. For our constructive proof, we assume that an arbitrary multi-layer ReLU network with or without convolutional layers, batch normalization and max pooling layers was trained to high performance on some training set. Furthermore, we assume that we have access to a representative example of input data used during training and to the exact parameters (weights and biases) of the trained ReLU network. The mapping from deep ReLU networks to SNNs causes zero percent drop in accuracy on CIFAR10, CIFAR100 and the ImageNet-like data sets Places365 and PASS. More generally our work shows that an arbitrary deep ReLU network can be replaced by an energy-efficient single-spike neural network without any loss of performance.
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Deep learning-based object detection is a powerful approach for detecting faulty insulators in power lines. This involves training an object detection model from scratch, or fine tuning a model that is pre-trained on benchmark computer vision datasets. This approach works well with a large number of insulator images, but can result in unreliable models in the low data regime. The current literature mainly focuses on detecting the presence or absence of insulator caps, which is a relatively easy detection task, and does not consider detection of finer faults such as flashed and broken disks. In this article, we formulate three object detection tasks for insulator and asset inspection from aerial images, focusing on incipient faults in disks. We curate a large reference dataset of insulator images that can be used to learn robust features for detecting healthy and faulty insulators. We study the advantage of using this dataset in the low target data regime by pre-training on the reference dataset followed by fine-tuning on the target dataset. The results suggest that object detection models can be used to detect faults in insulators at a much incipient stage, and that transfer learning adds value depending on the type of object detection model. We identify key factors that dictate performance in the low data-regime and outline potential approaches to improve the state-of-the-art.
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