基于飞行中环境信息增益的四旋翼启发式自主探索方法
机器人学
2024-02-27 v2
摘要
自主探索是四旋翼领域被广泛研究的基础应用,要求其自动探索未知空间以获取环境的完整信息。基于前沿的方法作为自主探索的代表性工作之一,通过前沿信息的定义驱动自主判定,使四旋翼可获得环境的完整信息。然而,现有基于前沿的方法虽能完成任务,仍受低效探索的困扰。如何提升自主探索效率是当前研究重点。典型问题包括前沿生成慢影响实时视点确定,以及判定方法不足影响视点质量。因此,为克服这些问题,本文提出一种用于基于前沿自主探索的两级视点确定方法。首先,提出基于采样的 frontier 检测方法以加快前沿生成,相比传统基于遍历的方法提升了环境表示的即时性。其次,我们首次考虑飞行中对环境信息的获取,并设计创新的启发式评价函数,在每次探索迭代中决策出高质量视点作为下一局部导航目标。我们进行了大量基准与真实世界测试以验证方法。结果证实,我们的方法将前沿搜索时间优化85%,探索时间约20–30%,探索路径约25–35%。
引用
@article{arxiv.2302.10419,
title = {A Heuristic Autonomous Exploration Method Based on Environmental Information Gain During Quadrotor Flight},
author = {Tong Zhang and Jiajie Yu and Jiaqi Li and Minghui Pang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.10419},
year = {2024}
}
备注
This manuscript will be improved