面向崎岖地形移动地面机器人在有符号距离场上的精确位姿预测

移动地面机器人在非结构化环境中的自主运动，如航点导航或鳍板控制，需要对机器人与地形的交互进行足够精确的预测。占据栅格或可穿越性地图等启发式方法被广泛使用，但由于未考虑关节位置，限制了配备主动鳍板的机器人的可用动作。我们提出了一种新颖的迭代几何方法，以高精度和在线规划能力预测配备主动鳍板的移动地面机器人在不平整地面上的三维位姿。这是通过利用有符号距离场以亚体素精度表示表面的能力实现的。所提方法的有效性在仿真和真实平台上的两种不同履带式机器人上得到了验证。与作为地面真值的跟踪系统相比，我们的方法预测机器人位置和姿态的平均精度分别为 3.11 厘米和 3.91 度，优于最近基于高度图的方法。该实现已作为开源 ROS 包提供。