基于传感器融合的航空机器人实时玻璃检测与重投影
机器人学
2025-10-09 v1 计算机视觉与模式识别
系统与控制
系统与控制
摘要
航空机器人正越来越多地部署在实际场景中，透明障碍物对可靠导航和制图构成重大挑战。这些材料对传统感知系统而言缺乏可辨识特征，常导致深度传感器失效，产生不准确的地图和潜在碰撞。为确保安全导航，机器人必须准确检测和制图这些透明障碍物。现有方法常依赖大型昂贵传感器或计算负担重的算法，难以适用于小型、轻量和低功耗 (SWaP) 的机器人。本文提出一种新型计算高效框架，用于在重型 300g 四旋翼机上检测和制图透明障碍物。我们的方法将 Time-of-Flight (ToF) 相机和超声波传感器数据融合，并配合自定义的轻量级 2D 卷积模型。这种专用方法准确检测镜面反射，并将其深度投射到深度图对应的空洞区域，从而有效使透明障碍物可见。整个管道在嵌入式处理器上仅占用 CPU 核心的一小部分，即可实时运行。我们通过在受控和真实环境中的一系列实验验证了该系统，通过实验展示其在包含玻璃的室内环境制图方面的实用性。我们工作的已知成果是：在仅使用 CPU 的情况下，在低 SWaP 四旋翼机上实现实时、 onboard 透明障碍物制图。
引用
@article{arxiv.2510.06518,
title = {Real-Time Glass Detection and Reprojection using Sensor Fusion Onboard Aerial Robots},
author = {Malakhi Hopkins and Varun Murali and Vijay Kumar and Camillo J Taylor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.06518},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 8 figures, submitted to ICRA 2026