最近已经提出了方法,仅使用稀疏语义注释像素的形式使用颜色图像和专家监督,将密度段3D卷成类。尽管令人印象深刻,但这些方法仍然需要相对较大的监督和对象进行分割可能需要几分钟的实践。这样的系统通常仅在其拟合的特定场景上优化其表示形式,而无需利用先前看到的图像中的任何先前信息。在本文中,我们建议使用在大型现有数据集中训练的模型提取的功能,以提高细分性能。我们通过体积渲染特征图和从每个输入图像提取的特征进行监督,将此特征表示形式烘烤到神经辐射场(NERF)中。我们表明,通过将此表示形式烘烤到NERF中,我们可以使后续的分类任务更加容易。我们的实验表明,与在各种场景中现有方法相比,我们的方法具有更高的分割精度,语义注释较少。
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对于移动机器人而言,与铰接式对象的交互是一项具有挑战性但重要的任务。为了应对这一挑战,我们提出了一条新型的闭环控制管道,该管道将负担能力估计的操纵先验与基于采样的全身控制相结合。我们介绍了完全反映了代理的能力和体现的代理意识提供的概念,我们表明它们的表现优于其最先进的对应物,这些对应物仅以最终效果的几何形状为条件。此外,发现闭环负担推论使代理可以将任务分为多个非连续运动,并从失败和意外状态中恢复。最后,管道能够执行长途移动操作任务,即在现实世界中开放和关闭烤箱,成功率很高(开放:71%,关闭:72%)。
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从混乱中挑选特定对象是许多操纵任务的重要组成部分。部分观察结果通常要求机器人在尝试掌握之前收集场景的其他观点。本文提出了一个闭环的下一次最佳策划者,该计划者根据遮挡的对象零件驱动探索。通过不断从最新场景重建中预测抓地力,我们的政策可以在线决定最终确定执行或适应机器人的轨迹以进行进一步探索。我们表明,与常见的相机位置和处理固定基线失败的情况相比,我们的反应性方法会减少执行时间而不会丢失掌握成功率。视频和代码可在https://github.com/ethz-asl/active_grasp上找到。
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本文介绍了Cerberus机器人系统系统,该系统赢得了DARPA Subterranean挑战最终活动。出席机器人自主权。由于其几何复杂性,降解的感知条件以及缺乏GPS支持,严峻的导航条件和拒绝通信,地下设置使自动操作变得特别要求。为了应对这一挑战,我们开发了Cerberus系统,该系统利用了腿部和飞行机器人的协同作用,再加上可靠的控制,尤其是为了克服危险的地形,多模式和多机器人感知,以在传感器退化,以及在传感器退化的条件下进行映射以及映射通过统一的探索路径计划和本地运动计划,反映机器人特定限制的弹性自主权。 Cerberus基于其探索各种地下环境及其高级指挥和控制的能力,表现出有效的探索,对感兴趣的对象的可靠检测以及准确的映射。在本文中,我们报告了DARPA地下挑战赛的初步奔跑和最终奖项的结果,并讨论了为社区带来利益的教训所面临的亮点和挑战。
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能够与环境进行物理相互作用的新型航空车的最新发展导致了新的应用,例如基于接触的检查。这些任务要求机器人系统将力与部分知名的环境交换,这可能包含不确定性,包括未知的空间变化摩擦特性和表面几何形状的不连续变化。找到对这些环境不确定性的强大控制策略仍然是一个公开挑战。本文提出了一种基于学习的自适应控制策略,用于航空滑动任务。特别是,基于当前控制信号,本体感受测量和触觉感应的策略,实时调整了标准阻抗控制器的收益。在学生教师学习设置中,该策略通过简化执行器动力进行了模拟培训。使用倾斜臂全向飞行器验证了所提出方法的现实性能。所提出的控制器结构结合了数据驱动和基于模型的控制方法,使我们的方法能够直接转移并不从模拟转移到真实平台。与微调状态的相互作用控制方法相比,我们达到了减少的跟踪误差和改善的干扰排斥反应。
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本文介绍了使用腿部和空中机器人对地下环境的自主组织探索的新战略。对洞穴网络和地下矿井等地下设置量身定制的事实往往涉及复杂,大规模和多分支拓扑,而其中的无线通信可能特别具有挑战性,这项工作围绕板载勘探的协同作用构成路径规划器,允许有弹性的长期自主权和多机器人协调框架。车载路径规划器统一横跨腿和飞行机器人,并在具有陡坡的环境中导航,以及不同的几何形状。当通信链接可用时,团队的每个机器人都会共享到集中位置的内容,其中多机器人协调框架识别探索空间的全球边界,通知每个系统应该重新定位以便最佳地继续其使命。通过瑞士在地下矿区内部部署验证了该策略,使用腿部和飞行机器人共同探索45分钟,以及三种系统的较长仿真研究。
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点云匹配中不确定性的量化在许多任务中是关键的,例如姿势估计,传感器融合和抓握。迭代最近的点(ICP)是一种常用的姿势估计算法,它提供了两个点云之间的变换的点估计。在该过程中存在许多不确定性来源,这可能由于传感器噪声,含糊不清的环境和遮挡而产生。然而,对于自主驾驶等安全性问题,对于姿势变换的点估计是不足的,因为它不提供关于多解决方案的信息。目前的概率ICP方法通常不会捕获所有不确定性的来源,并且可以提供不可靠的变换估计,这可能在状态估计或使用此信息的任务中具有不利影响。在这项工作中,我们提出了一种新的算法来对齐两个点云,可以精确估计ICP的变换参数的不确定性。我们开发了基于梯度的ICP成本函数优化的Stein变分推断框架。该方法提供了对变换的非参数估计,可以模拟复杂的多模态分布,并且可以在GPU上有效地平行化。使用3D Kinect数据以及稀疏室内/室外激光雷达数据的实验表明,我们的方法能够有效地生产准确的构成不确定性估计。
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This paper explores a pragmatic approach to multiple object tracking where the main focus is to associate objects efficiently for online and realtime applications. To this end, detection quality is identified as a key factor influencing tracking performance, where changing the detector can improve tracking by up to 18.9%. Despite only using a rudimentary combination of familiar techniques such as the Kalman Filter and Hungarian algorithm for the tracking components, this approach achieves an accuracy comparable to state-of-the-art online trackers. Furthermore, due to the simplicity of our tracking method, the tracker updates at a rate of 260 Hz which is over 20x faster than other state-of-the-art trackers.
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The analysis of network structure is essential to many scientific areas, ranging from biology to sociology. As the computational task of clustering these networks into partitions, i.e., solving the community detection problem, is generally NP-hard, heuristic solutions are indispensable. The exploration of expedient heuristics has led to the development of particularly promising approaches in the emerging technology of quantum computing. Motivated by the substantial hardware demands for all established quantum community detection approaches, we introduce a novel QUBO based approach that only needs number-of-nodes many qubits and is represented by a QUBO-matrix as sparse as the input graph's adjacency matrix. The substantial improvement on the sparsity of the QUBO-matrix, which is typically very dense in related work, is achieved through the novel concept of separation-nodes. Instead of assigning every node to a community directly, this approach relies on the identification of a separation-node set, which -- upon its removal from the graph -- yields a set of connected components, representing the core components of the communities. Employing a greedy heuristic to assign the nodes from the separation-node sets to the identified community cores, subsequent experimental results yield a proof of concept. This work hence displays a promising approach to NISQ ready quantum community detection, catalyzing the application of quantum computers for the network structure analysis of large scale, real world problem instances.
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Reduced order modeling methods are often used as a mean to reduce simulation costs in industrial applications. Despite their computational advantages, reduced order models (ROMs) often fail to accurately reproduce complex dynamics encountered in real life applications. To address this challenge, we leverage NeuralODEs to propose a novel ROM correction approach based on a time-continuous memory formulation. Finally, experimental results show that our proposed method provides a high level of accuracy while retaining the low computational costs inherent to reduced models.
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