面向无GPS自主空中抓取与采摘的设计、定位、感知与控制
机器人学
2024-10-10 v1
摘要
本文提出了一套完整的无人机系统设计方案，以执行高度复杂的偏心空中抓取任务。该任务面临多个需要同时解决的跨学科研究挑战。主要设计挑战包括无GPS功能、完全机载计算以及避免使用昂贵的现成定位系统。而在算法方面，视觉感知、定位、控制和抓取是主要的研究问题。因此，本文做出了跨学科贡献：(i) 详细描述了室内空中抓取的基本挑战，(ii) 一种新颖的轻量级夹爪设计，(iii) 完整的空中平台设计与实验室制造，以及 (iv) 定位、感知、控制、抓取系统和端到端飞行自主状态机。最后，我们展示了由此产生的空中抓取系统 Drone-Bee 在垂直农业环境（图1）的室内环境中，针对苹果类水果采摘这一极具挑战性的农业任务，实现了高抓取成功率。据我们所知，此类系统此前未见文献报道，凭借其能力，该系统将推动空中操控技术迈向第四代。
引用
@article{arxiv.2410.05738,
title = {Design, Localization, Perception, and Control for GPS-Denied Autonomous Aerial Grasping and Harvesting},
author = {Ashish Kumar and Laxmidhar Behera},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.05738},
year = {2024}
}