漂移校正的单目 VIO 与感知感知规划的无人机赛跑
机器人学
2025-12-24 v1
摘要
阿布扎比自主赛跑联赛 (A2RL) x 无人机冠军联赛 (DCL) 要求团队仅使用单个摄像头和低质量惯性测量单元 (IMU) 即可完成高速无人机赛跑——这种最小传感器组合镜像了专家人类无人机赛跑员的做法。这种传感器限制使系统在进行激进机动的长时间高速飞行时容易受到 Visual-Inertial Odometry (VIO) 漂移的影响。本文介绍了为赛事开发的系统，实现了竞争性绩效。我们的方案通过将其输出与来自基于 YOLO 门检测器的全局位置测量值融合，以卡尔曼滤波器形式校正 VIO 漂移。感知感知规划器生成的轨迹在速度与保持门可见性之间进行平衡。该系统展现了高水平绩效，在多个赛项中均获得名誉奖牌：在 AI 大型挑战中以43.2 km/h的顶峰速度获奖，AI Drag Race 中以59 km/h以上的速度获奖，AI 多无人机赛中获奖。我们详细阐述了完整的体系结构，并基于赛事实验数据进行绩效分析，为构建基于单目视觉的无人机自主飞行系统贡献了我们的见解。
引用
@article{arxiv.2512.20475,
title = {Drift-Corrected Monocular VIO and Perception-Aware Planning for Autonomous Drone Racing},
author = {Maulana Bisyir Azhari and Donghun Han and Je In You and Sungjun Park and David Hyunchul Shim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.20475},
year = {2025}
}