FalconWing：一种用于视觉自主控制的超轻室内固定翼无人机平台
机器人学
2025-11-25 v3 人工智能
摘要
我们介绍FalconWing，这是一个超轻（150克）室内固定翼无人机平台，专为视觉自主性设计。受控的室内环境使实验可全年重复进行，但对无人机的重量和机动性施加了严格限制，这促使我们采用超轻FalconWing设计方案。FalconWing将轻量化硬件堆栈（137克机身搭载9克摄像头）与离线计算结合，并配备具备光照逼真的3D高斯溅写（GSplat）模拟器的软件堆栈，用于开发和评估视觉控制器。我们在两个具有挑战性的视觉航空案例中对FalconWing进行了验证。在领袖-跟随案例中，我们通过在GSplat渲染数据上进行模仿学习训练的顶级视觉控制器，实现了对30次试验中3种领袖机动姿态的100%跟踪成功率，并对领袖外观变化具有鲁棒性。在自主着陆案例中，我们仅在仿真中训练的视觉控制器能够实现零样本迁移到实际硬件，实现十次着陆试验中的80%成功率。我们将在发表时发布硬件设计、GSplat场景和动力学模型，使FalconWing成为面向工程学生和科研实验室的开源飞行套件。
引用
@article{arxiv.2505.01383,
title = {FalconWing: An Ultra-Light Indoor Fixed-Wing UAV Platform for Vision-Based Autonomy},
author = {Yan Miao and Will Shen and Hang Cui and Sayan Mitra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01383},
year = {2025}
}