On The Evaluation of Collision Probability along a Path

要約

作業のリスクを特徴付けることはロボット工学の基本的な要件であり、安全な計画を立てるための重要な要素です。
この問題は多面的であり、最近の膨大な文献ではさまざまなアプリケーション シナリオに適合する複数の定義が存在し、さまざまな計算アプローチにつながります。
ほとんどのフレームワークに共通する基本要素は、障害物のある環境における移動体の衝突確率の定義と評価です。
基本的な場合であっても、異なる解釈が可能であることがわかります。
この論文では、リスク密度と呼ばれる指標を提案します。これは、連続経路に沿った単一の衝突イベントの相互作用について、概念的に遠い仮定間の理論的なつながりを提供します。
ロボットがランダムな初期条件から名目上の連続曲線に沿って進化する場合に、この指標を使用して衝突確率を近似する方法を示します。
実際、この仮説の下では、提案された近似は、精度または計算コストのいずれかの点で、いくつかの十分に確立された方法よりも優れています。

要約(オリジナル)

Characterizing the risk of operations is a fundamental requirement in robotics, and a crucial ingredient of safe planning. The problem is multifaceted, with multiple definitions arising in the vast recent literature fitting different application scenarios and leading to different computational approaches. A basic element shared by most frameworks is the definition and evaluation of the probability of collision for a mobile object in an environment with obstacles. We observe that, even in basic cases, different interpretations are possible. This paper proposes an index we call Risk Density, which offers a theoretical link between conceptually distant assumptions about the interplay of single collision events along a continuous path. We show how this index can be used to approximate the collision probability in the case where the robot evolves along a nominal continuous curve from random initial conditions. Indeed under this hypothesis the proposed approximation outperforms some well-established methods either in accuracy or computational cost.

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