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FlightForge:通过高保真仿真程序化生成与集成自主性推进无人机研究

机器人学 2025-02-10 v1 计算机视觉与模式识别

摘要

机器人仿真器在自主系统的开发与测试中扮演着至关重要的角色,尤其是在无人机(UAV)领域。然而,现有仿真器往往缺乏高层自主性,阻碍了其直接应用于诸如未知环境中的自主导航等复杂任务。这一局限性源于将真实物理、逼真渲染和多样化传感器模态集成到单一仿真环境中的挑战。同时,现有的高保真无人机仿真器大多使用手工制作且规模有限的环境,这妨碍了长航程任务的测试。这限制了现有仿真器仅能用于控制和避碰等底层任务。为此,我们提出了新颖的 FlightForge 无人机开源仿真器。FlightForge 提供了先进的渲染能力、多样化的控制模态,以及最重要的,环境的程序化生成。此外,该仿真器已与一个能够在杂乱未知环境中进行长距离飞行的全自主无人机系统集成。其关键创新在于新颖的程序化环境生成以及高层自主性与仿真环境的无缝集成。实验结果表明,与现有仿真器相比,其传感器渲染能力更优,并且具备在近乎无限环境中进行自主导航的能力。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.05038,
  title  = {FlightForge: Advancing UAV Research with Procedural Generation of High-Fidelity Simulation and Integrated Autonomy},
  author = {David Čapek and Jan Hrnčíř and Tomáš Báča and Jakub Jirkal and Vojtěch Vonásek and Robert Pěnička and Martin Saska},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.05038},
  year   = {2025}
}

备注

7 pages, 8 figures, Accepted to 2025 IEEE International Conference on Robotics & Automation (ICRA 2025)