基于 5 自由度金属探测无人机的韧性地形导航
机器人学
2023-10-03 v3
摘要
微型飞行器（MAVs）具有执行自主、非接触式陆地勘测以探测地雷和战争遗留爆炸物（ERW）的潜力。金属探测器是标准的探测工具，但必须在靠近地形且与之平行的条件下操作。将 MAVs 与金属探测器成功结合尚未见报道，因为这需要先进的飞行能力。为此，我们提出了一种自主系统，利用安装在 5 自由度（DOF）MAV 上的金属探测器勘测具有挑战性的起伏地形。基于地形的在线估计，我们的滚动时域规划器高效覆盖区域，在考虑平台运动学与可见性约束的同时使探测器与地表对齐。由于勘测需要在多样地形中实现韧性且精确的定位，我们还提出了一种基于因子图的 GNSS、IMU 和 LiDAR 测量在线融合方法。我们通过飞越树冠下和无特征田野验证了该方案对单个传感器退化的鲁棒性。仿真消融研究表明，所提规划器减少了覆盖时长并改善了轨迹平滑性。真实飞行实验展示了在起伏且受阻地形中对掩埋金属物体的自主测绘。
引用
@article{arxiv.2212.07132,
title = {Resilient Terrain Navigation with a 5 DOF Metal Detector Drone},
author = {Patrick Pfreundschuh and Rik Bähnemann and Tim Kazik and Thomas Mantel and Roland Siegwart and Olov Andersson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.07132},
year = {2023}
}
备注
Accepted to the 2023 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2023)