接触惯性里程计：碰撞即助力
机器人学
2019-12-30 v2
摘要
使用飞行器对未知环境进行自主探索仍具挑战性，尤其在感知退化的条件下。灰尘、雾或缺乏视觉或基于 LiDAR 的特征会导致状态估计算法出现严重困难，其失效可能是灾难性的。在本工作中，我们表明，通过利用碰撞而非将其视为约束，确实可以在无任何外部感知的情况下于此类条件中导航。为此，我们提出一种新颖的基于接触的惯性里程计（CIO）算法：它利用估计的与环境间外力来检测碰撞并生成机器人速度的伪测量，从而实现自主飞行。为充分利用该方法，我们首先对一种可承受中等速度碰撞的混合地面与飞行器进行建模，并为其开发了一种外力估计（external wrench estimation）算法。随后，我们提出 CIO 算法，并开发了通过弹离障碍物来鼓励探索的反应式规划器与控制律。该框架的所有组件均在硬件实验中得到验证，我们证明四旋翼可仅使用 IMU 穿越杂乱环境。本工作可用于无人机从视觉惯性里程计失效中恢复，或用于无载荷能力搭载相机、LiDAR 或强大计算机的微型无人机。
引用
@article{arxiv.1909.00079,
title = {Contact Inertial Odometry: Collisions are your Friends},
author = {Thomas Lew and Tomoki Emmei and David D. Fan and Tara Bartlett and Angel Santamaria-Navarro and Rohan Thakker and Ali-akbar Agha-mohammadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.00079},
year = {2019}
}
备注
In International Symposium on Robotics Research (ISRR) 2019