使用自主四足机器人进行森林清查——系统、经验与未来挑战
机器人学
2025-06-26 v1
摘要
四足机器人正在被越来越多地应用于石油、天然气、矿业、核电以及农业等行业。然而，在自然、较不规则的环境中（如森林应用）仍存在新挑战。本文提出了一个用于自主、树冠下森林清查的原型系统，针对四足平台进行设计。鼓励现代四足机器人的鲁棒性和机动性，我们引入了一个系统架构，使 quadruped 平台能够自主导航并绘制森林图。我们的解决方案涉及完整的导航堆栈，用于状态估计、任务规划以及树木检测与特征估计。我们报告了在三个欧洲国家森林中执行的一年半试验结果。我们的 ANYmal 机器人结果表明，我们可在 30 分钟内勘查面积达 1 公顷的图块，同时以典型 DBH 精度为 2cm 的水平识别树木。本项目的发现以五个经验和挑战形式呈现。特别是，我们讨论了硬件开发的成熟度、状态估计的局限性、森林导航中的开放性问题、机器人森林清查的未来方向，以及更一般的评估自主系统的挑战。通过分享这些经验和挑战，我们为未来在四足机器人、导航系统以及自然环境中的应用提供了见解和新方向。附加视频可在 https://dynamic.robots.ox.ac.uk/projects/legged-robots 查看。
引用
@article{arxiv.2506.20315,
title = {Building Forest Inventories with Autonomous Legged Robots -- System, Lessons, and Challenges Ahead},
author = {Matías Mattamala and Nived Chebrolu and Jonas Frey and Leonard Freißmuth and Haedam Oh and Benoit Casseau and Marco Hutter and Maurice Fallon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20315},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 13 figures. Pre-print version of the accepted paper for IEEE Transactions on Field Robotics (T-FR)