通过视觉惯性里程计和闭环轨迹跟踪控制实现蛇形机器人自主导航

蛇形机器人在无法被常规轮子访问的极端地形上提供卓越的机动性，但其高度关节化的身体结构为缺乏外部跟踪设施的环境中实现自主导航提出了根本性挑战。本论文为用于行星探索的11自由度模块化蛇形机器人COBRA开发了完整的自主主义管线。尽管机器人的生物仿生蛇形步态实现了令人印象深刻的机动性，但以往工作完全依赖于开环遥控。本方法集成了 onboard 视觉惯性SLAM、简化阶模型状态估计和闭环轨迹跟踪，以实现自主waypoint导航。配备深度相机的边缘计算在动态 locomotion期间进行实时定位，经与运动捕捉ground truth比较验证了其独特于蛇形机器人平台的漂移行为和失效模式。简化阶模型估计中心质量姿态，驱动闭环控制器通过距离相关的偏航误差混合调节CPG步态参数。物理实验验证了完整系统，展示了精确的多waypoint跟踪，为蛇形机器人自主导航奠定了基础。