用于解耦机器人-相机几何关系的自适应轻量化激光雷达设计

机器人感知中的一个基本挑战是传感器位姿与机器人位姿之间的耦合。这引发了主动视觉领域的研究，即通过改变机器人位姿来将传感器重新定向至感知感兴趣的区域。此外，自运动（如抖动）以及外部效应（如风等）会影响感知，需要在软件中进行额外的处理，例如图像稳定。这种效应在微型飞行器和微型机器人中尤为显著，它们通常重量较轻且易受较大抖动影响，但不具备实时执行稳定的计算能力。我们提出了一种新颖的微机电系统（MEMS）镜面激光雷达系统，可独立于机器人运动改变激光雷达的视场。我们的设计有望应用于小型、低功耗系统，其中激光雷达昂贵的组件可以放置在小型机器人外部。我们在仿真以及安装在无人机上的原型硬件上展示了该方法的有效性。我们认为，这种激光雷达及其紧凑的可移动扫描设计提供了解耦机器人与传感器几何关系的机制，从而简化机器人感知。我们还在硬件中展示了使用 IMU 和外部里程计反馈进行运动补偿的实例。