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ASMA: Un algoritmo de margen de seguridad adaptativo para la navegación de drones con lenguaje de visión mediante funciones de barrera de control conscientes de la escena

Created by
  • Haebom

Autor

Sourav Sanyal, Kaushik Roy

Describir

Este artículo aborda el problema de garantizar la seguridad de los agentes físicos en la navegación visual-lenguaje (VLN). En particular, nos centramos en la navegación de drones basada en la interacción persona-computadora, que debe comprender comandos de lenguaje natural, percibir el entorno y evitar peligros en tiempo real. Para ello, proponemos un novedoso CBF de reconocimiento de escenas que utiliza información de observación egocéntrica de cámaras RGB-D mediante la función de barrera de control (CBF) y el control predictivo de modelos (MPC). El sistema base, que no utiliza el CBF existente, planifica la ruta utilizando un codificador visual-lenguaje y un modelo de detección de objetos. Además, proponemos un algoritmo de margen de seguridad adaptativo (ASMA) para rastrear objetos en movimiento y realizar la evaluación del CBF de reconocimiento de escenas en tiempo real, que se utiliza como una restricción adicional dentro del marco MPC. Al aplicarlo a un cuadricóptero Parrot Bebop2 en un entorno Gazebo, confirmamos que la tasa de éxito aumenta entre un 64 % y un 67 % en comparación con el sistema base, y que la longitud de la ruta aumenta solo entre un 1,4 % y un 5,8 %.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Presentamos un método eficaz para la navegación autónoma segura de drones en navegación visual-lenguaje (VLN).
Demostración de la eficacia del reconocimiento de escena CBF y del algoritmo de margen de seguridad adaptativo (ASMA) utilizando información de cámara RGB-D.
Verificación de la posibilidad de una planificación de trayectoria segura y eficiente mediante la combinación de MPC y CBF.
Presentación de resultados experimentales utilizando una plataforma de drones real (Parrot Bebop2).
Limitations:
Sólo se presentan resultados experimentales en el entorno de simulación de Gazebo, se requiere verificación del rendimiento en un entorno real.
Se necesita un análisis más profundo de la complejidad computacional de ASMA y del rendimiento del procesamiento en tiempo real.
Falta de generalización en la evaluación del desempeño en diversos entornos y situaciones complejas.
Falta de validación de seguridad para varios tipos de factores de riesgo.
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