The challenge of mapping indoor environments is addressed. Typical heuristic algorithms for solving the motion planning problem are frontier-based methods, that are especially effective when the environment is completely unknown. However, in cases where prior statistical data on the environment's architectonic features is available, such algorithms can be far from optimal. Furthermore, their calculation time may increase substantially as more areas are exposed. In this paper we propose two means by which to overcome these shortcomings. One is the use of deep reinforcement learning to train the motion planner. The second is the inclusion of a pre-trained generative deep neural network, acting as a map predictor. Each one helps to improve the decision making through use of the learned structural statistics of the environment, and both, being realized as neural networks, ensure a constant calculation time. We show that combining the two methods can shorten the mapping time, compared to frontier-based motion planning, by up to 75%.


翻译:绘制室内环境图是解决运动规划问题的典型的超光速算法,这是基于边界的方法,在环境完全未知的情况下特别有效;然而,如果事先获得环境建筑特征的统计数据,这种算法可能远非最佳;此外,随着更多地区的暴露,它们的计算时间可能大大增加;我们在本文件中提出了克服这些缺点的两种方法;其中一种是利用深强化学习来培训运动规划者;第二种是纳入一个预先训练的基因化深层神经网络,作为地图预测器;每一种方法都有助于通过使用环境的先进结构统计数据来改进决策,而这两种方法作为神经网络来实现,确保不断的计算时间。我们表明,将这两种方法结合起来可以缩短绘图时间,与基于边界的运动规划相比,将缩短到75%。

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