Validation of NoMaD as a Global Planner for Mobile Robots

Kuupäev

2024

Ajakirja pealkiri

Ajakirja ISSN

Köite pealkiri

Kirjastaja

Tartu Ülikool

Abstrakt

As autonomous mobile robots are becoming increasingly common in real-world applications, like warehouses and self-driving cars, so is the need for robust navigation methods growing. NoMaD, a vision-based navigation architecture, was recently presented and showed very good metrics in obstacle avoidance tested in ”challenging environments” but the exact level of challenge was unclear. This thesis aimed to measure that performance in a standardized way and implement an improvement by augmenting it with a LiDAR sensor. This new solution is based on ROS Navigation, where NoMaD acts as the global planner guiding the robot, leaving the obstacle avoidance to the local planner. Both NoMaD and the new solution were tested in environments inspired by the standardized navigation environment dataset BARN. While NoMaD reached the proclaimed success rate (90%) in simple baseline tests, it failed to do so in more complex environments, even when the hardware limitations of the setup were compensated for, with success rates ranging from 3.3% to 53.3%. The new solution, however, achieved all-around good results (83%) with no collisions. While it has its own drawbacks the new approach shows some merit.

Kirjeldus

Kuna autonoomsed liikurrobotid on muutumas üha tavalisemaks igapäevastes rakendustes, nagu näiteks laorobotid ja isesõitvad autod, kasvab ka vajadus robustsemate navigatsioonimeetodite järele. Hiljuti esitleti arvutinägemisel põhinevat navigatsiooniarhitektuuri NoMaD, mida katsetati ”väljakutsuvates keskkondades” ning näitas väga häid tulemusi, kuid nende keskkondade täpne raskusetase oli ebaselge. Selle töö eesmärk oli mõõta NoMaD’i standardiseeritud viisil ja arendada sellest uus lahendus täiendades NoMaD’it LiDAR sensoriga. See uus lahendus põhineb ROS Navigation’il, kus NoMaD tegutseb robotit juhtiva globaalse planeerijana, jättes takistuste vältimise kohalikule planeerijale. Nii NoMaD’it kui ka uut lahendust katsetati standardiseeritud navigatsioonikeskkonna andmestikust BARN inspireeritud keskkondades. Kuigi NoMaD saavutas küllalt hea edukuse määra (90%) lihtsates testimis keskkondades, ei suutnud ta seda teha keerukamates keskkondades, isegi kui riistvaralisi piirangud kompenseeriti. No- MaD saavutatas nendes keskkondades 3,3% kuni 53,3%. Uus lahendus andis aga üldiselt häid tulemusi (83%) ja ei põrkanud kordagi kokku ühegi takistusega. Kuigi sellel uuel lahendusel on omad puudused, näitab see potentsiaali.

Märksõnad

motion planning, ROS, diffusion models

Viide