非结构化环境中通过深度空间规划实现的四旋翼实时导航
机器人学
2020-10-20 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
本文研究四旋翼无人机在非结构化环境中基于视觉的实时自主避障问题。我们假设无人机仅装备前向双目相机作为感知周围世界的唯一传感器，且所有计算均在机载完成。此类问题中的可行轨迹生成需要快速的碰撞检测与高效的规划算法。我们提出一种在深度图像空间中的轨迹生成方法，该方法将深度图像所刻画的环境信息作为参考。为预测前瞻机器人轨迹中的碰撞，我们根据路径上的一系列机器人位姿生成深度图像，并将其与通过前向双目相机感知的真实世界深度图像进行比较。我们旨在深度图像空间内生成燃料最优轨迹。若预测到碰撞，则采用切换策略使四旋翼激进地偏离障碍物，为此我们使用基于线性二次调节器（LQR）目标函数的两种闭环运动基元。所提方法通过仿真与硬件实验进行了验证。
引用
@article{arxiv.2010.09098,
title = {Real-time Quadrotor Navigation Through Planning in Depth Space in Unstructured Environments},
author = {Shakeeb Ahmad and Rafael Fierro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.09098},
year = {2020}
}