Estimating the Coverage Measure and the Area Explored by a Line-Sweep Sensor on the Plane

要約

この論文では、2 次元平面でのエリアカバーミッション中にラインスイープセンサーによって探索されるエリアを決定する方法を紹介します。
探索エリアの正確な知識は、マッピング、監視、カバレッジの最適化などのロボット工学のさまざまなアプリケーションにとって非常に重要です。
提案された方法は、環境のカバレッジ尺度の概念とその平面内のトポロジ次数との関係を利用して、探索された領域の範囲を推定します。
さらに、区間分析を使用して、不確実なカバレッジ測定値へのアプローチを拡張します。
この最後の貢献により、探査地域の確実な特徴付けが可能になります。これは、地域をカバーするミッションのしばしば重要な性質を考慮すると不可欠です。
最後に、この論文は、単一点のトポロジ次数を計算する既存のソリューションとは異なる、対象領域内のすべての点について 2 次元平面内のトポロジ次数を計算するための新しいアルゴリズムも提案します。
この手法の適用可能性は、実世界の実験を通じて評価されます。

要約(オリジナル)

This paper presents a method for determining the area explored by a line-sweep sensor during an area-covering mission in a two-dimensional plane. Accurate knowledge of the explored area is crucial for various applications in robotics, such as mapping, surveillance, and coverage optimization. The proposed method leverages the concept of coverage measure of the environment and its relation to the topological degree in the plane, to estimate the extent of the explored region. In addition, we extend the approach to uncertain coverage measure values using interval analysis. This last contribution allows for a guaranteed characterization of the explored area, essential considering the often critical character of area-covering missions. Finally, this paper also proposes a novel algorithm for computing the topological degree in the 2-dimensional plane, for all the points inside an area of interest, which differs from existing solutions that compute the topological degree for single points. The applicability of the method is evaluated through a real-world experiment.

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