基于主动视觉与机载感知计算的四旋翼窄缝激进飞行
机器人学
2018-04-06 v6
摘要
我们解决了自主四旋翼在复杂环境中飞行的主要挑战之一，即穿越窄缝飞行。先前的工作依赖于机外定位系统或关于缝隙位置和朝向的准确先验知识，而我们仅依靠机载感知与计算，并通过融合单目机载相机的缝隙检测与 IMU 来估计完整状态。该问题具有挑战性有两个原因：(i) 四旋翼相对于缝隙的位姿不确定性随距缝隙距离呈二次增长；(ii) 四旋翼必须主动控制其朝向缝隙以启用状态估计（即主动视觉）。我们通过生成考虑几何、动态和感知约束的轨迹来解决该问题：在接近机动过程中，四旋翼始终面向缝隙以允许状态估计，同时遵守飞行器动力学；在穿越缝隙过程中，四旋翼到缝隙边缘的距离被最大化。此外，我们在轨迹执行期间重新规划轨迹，以应对状态估计的变化不确定性。我们在许多真实实验中成功评估并演示了所提方法。据我们所知，这是首项仅使用机载感知与计算且无需缝隙位姿先验知识，解决并实现自主、激进穿越窄缝飞行的工作。
引用
@article{arxiv.1612.00291,
title = {Aggressive Quadrotor Flight through Narrow Gaps with Onboard Sensing and Computing using Active Vision},
author = {Davide Falanga and Elias Mueggler and Matthias Faessler and Davide Scaramuzza},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.00291},
year = {2018}
}