全视觉飞行姿态估计：无IMU视觉控制
机器人学
2025-07-16 v1 计算机视觉与模式识别
摘要
视觉是许多飞行动物姿态控制中必不可少的部分，一些动物甚至没有专门的重力感知器。相比之下，飞行机器人通常严重依赖加速度计和陀螺仪进行姿态稳定。本文提出首个用于通用环境的视觉-only飞行控制方法。我们表明，配备下视角事件相机的四旋翼无人机，仅通过事件流即可估计其姿态和旋转率，从而实现无惯性测量单元的飞行控制。该方法采用小型时序卷积神经网络，通过监督学习进行训练。实际飞行测试表明，事件相机与低延迟神经网络的组合能够取代传统飞行控制环路中的惯性测量单元。此外，我们研究了网络在不同环境中的泛化能力，以及记忆和不同视场角的影响。虽然具备记忆功能并能获取类似地平线视觉线索的网络实现最佳性能，但视场窄的变体在相对泛化方面表现更好。我们的工作表明，视觉-only飞行控制是实现自主、无脊椎动物规模飞行机器人控制的有前景的方案。
引用
@article{arxiv.2507.11302,
title = {All Eyes, no IMU: Learning Flight Attitude from Vision Alone},
author = {Jesse J. Hagenaars and Stein Stroobants and Sander M. Bohte and Guido C. H. E. De Croon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.11302},
year = {2025}
}