Mapeo topológico compacto y eficiente para entornos a gran escala con diagrama de Voronoi podado
Autores: Qi, Yao; Wang, Rendong; He, Binbing; Lu, Feng; Xu, Youchun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Mapeo topológico compacto y eficiente para entornos a gran escala con diagrama de Voronoi podado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Mapas topológicos
Robots autónomos
Navegación
Diagramas de Voronoi
Método incremental
Representación del entorno
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los mapas topológicos generados en entornos complejos e irregulares desconocidos son significativos para la navegación de robots autónomos. Para obtener el esqueleto del entorno sin extracción de polígonos de obstáculos y agrupamiento, proponemos un método para obtener mapas topológicos de alta calidad utilizando solo diagramas de Voronoi puros en tres pasos. Apoyado por la propiedad del vértice de Voronoi del círculo vacío más grande, el método actualiza el mapa topológico global de manera incremental en entornos dinámicos y estáticos en línea. El método incremental puede adaptarse a cualquier generador fundamental de diagramas de Voronoi. Mantenemos todo el espacio mediante dos gráficos, el gráfico de Voronoi podado para actualizaciones incrementales y el gráfico de Voronoi generalizado reducido y aproximado para solicitudes de planificación de rutas. Presentamos un extenso benchmark y un experimento en el mundo real, y nuestro método completa la representación del entorno tanto en áreas interiores como exteriores. El método propuesto genera un mapa topológico compacto en escenarios de pequeña y gran escala, que se define como la longitud total y los vértices de los mapas topológicos. Además, nuestro método ha sido acortado por varios órdenes de magnitud en términos de longitud total y consume menos del 30% del costo promedio de tiempo en comparación con los métodos más avanzados.
Descripción
Los mapas topológicos generados en entornos complejos e irregulares desconocidos son significativos para la navegación de robots autónomos. Para obtener el esqueleto del entorno sin extracción de polígonos de obstáculos y agrupamiento, proponemos un método para obtener mapas topológicos de alta calidad utilizando solo diagramas de Voronoi puros en tres pasos. Apoyado por la propiedad del vértice de Voronoi del círculo vacío más grande, el método actualiza el mapa topológico global de manera incremental en entornos dinámicos y estáticos en línea. El método incremental puede adaptarse a cualquier generador fundamental de diagramas de Voronoi. Mantenemos todo el espacio mediante dos gráficos, el gráfico de Voronoi podado para actualizaciones incrementales y el gráfico de Voronoi generalizado reducido y aproximado para solicitudes de planificación de rutas. Presentamos un extenso benchmark y un experimento en el mundo real, y nuestro método completa la representación del entorno tanto en áreas interiores como exteriores. El método propuesto genera un mapa topológico compacto en escenarios de pequeña y gran escala, que se define como la longitud total y los vértices de los mapas topológicos. Además, nuestro método ha sido acortado por varios órdenes de magnitud en términos de longitud total y consume menos del 30% del costo promedio de tiempo en comparación con los métodos más avanzados.