基于单目视觉的蛇形机器人自主导航及利用直线步态运动穿越杂乱环境
机器人学
2019-08-21 v1 计算机视觉与模式识别
摘要
蛇形机器人的直线运动形式有望在表征城市灾害区、地下坍塌及其他自然环境的障碍遍布场景中具备优势。这些运动策略所具有的细长、横向狭窄的足迹非常适合穿越受限空间与狭窄通道。然而，在缺乏全局感知的情况下进行导航与路径规划，仍是此类机器人机构实际部署前需解决的关键挑战。为使导航成为可能，需要解决若干与视觉处理及定位相关的挑战。作为该方向的首步尝试，我们在机器蛇头部装备了无线单目彩色相机。来自ORB-SLAM的视觉里程计与建图实现了在平面、障碍遍布环境中的自我定位。地平面可通行性分割结合感知空间碰撞检测实现了导航路径规划。先前提出的将蛇形直线运动简化为非完整运动学车辆模型的动力学降阶方法为SLAM与规划提供了依据。该简化运动模型随后被用于跟踪穿越障碍构型的规划轨迹。该导航框架使得蛇形机器人平台仅借助单目视觉即可自主导航并穿越未知场景。
引用
@article{arxiv.1908.07101,
title = {Autonomous, Monocular, Vision-Based Snake Robot Navigation and Traversal of Cluttered Environments using Rectilinear Gait Motion},
author = {Alexander H. Chang and Shiyu Feng and Yipu Zhao and Justin S. Smith and Patricio A. Vela},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07101},
year = {2019}
}