非结构化或受限环境中系留空中视觉助手的风险感知路径与运动规划
机器人学
2020-07-21 v1
摘要
本研究旨在为系留无人 aerial 飞行器(UAV)开发路径与运动规划算法,以在非结构化或受限环境中为遥操作主机器人提供视觉辅助。核操作、拆弹小组、灾难机器人以及其他具有新颖任务或高度遮挡环境的领域的新兴实践是使用两个机器人,一个主机器人和一个作为视觉助手的次机器人,通过提供外部视角来克服传感器的感知局限。然而,使用助手的好处至少受限于三个原因:(1)用户倾向于选择次优视角,(2)仅考虑地面机器人助手,忽视了用于室内飞行的小型无人 aerial 系统的快速演进,(3)为第二台遥操作机器人引入整个机组不具有成本效益,可能引入进一步的团队需求,并因此可能导致误通信。本学位论文提议使用自主系留空中视觉助手来替代次机器人及其操作机组。结合基于可供性(affordances)的预建立视角质量理论,本学位论文旨在定义并表示非结构化或受限环境中的机器人运动风险。基于这些理论,开发了一种新颖的高层路径规划算法以实现风险感知规划,该算法平衡视角质量与运动风险之间的权衡,从而提供安全且可信赖的视觉辅助飞行。所规划的飞行轨迹随后在系留UAV平台上实现。感知与驱动被定制为以低层运动套件的形式适配系留智能体,包括具有可忽略计算开销的基于系绳的定位模型、基于位置和速度控制的系留机架运动基元,以及两种不同的
引用
@article{arxiv.2007.09595,
title = {Risk-aware Path and Motion Planning for a Tethered Aerial Visual Assistant in Unstructured or Confined Environments},
author = {Xuesu Xiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.09595},
year = {2020}
}
备注
Ph.D Dissertation