SHIELD：面向高效 LiDAR 无人机探索的球面投影混合边界集成方法
机器人学
2026-01-01 v1
摘要
本文介绍了 SHIELD，一种用于高效 LiDAR 无人机探索的球面投影混合边界集成方法。尽管激光 LiDAR 具有视野宽广的优势，但其在无人机探索中的应用仍面临若干挑战。LiDAR 点云的观测质量通常不如深度相机。基于已知与未知区域的传统边界方法带来了沉重的计算负担，尤其是在处理 LiDAR 的宽广视野时。此外，没有点云的区域也难以通过光线投射被划分为自由空间。为了解决这些问题，本文提出了 SHIELD。它维护一个观测质量占据图，并在该图上执行光线投射，以解决探索过程中点云质量不一致的问题。采用混合边界方法来同时应对计算负担和点云质量探索的局限性。此外，提出了一种向外的球面投影光线投射策略，以共同确保开阔区域的飞行安全与探索效率。仿真和飞行实验证明了 SHIELD 的有效性。这项工作将开源以回馈研究社区。
引用
@article{arxiv.2512.23972,
title = {SHIELD: Spherical-Projection Hybrid-Frontier Integration for Efficient LiDAR-based Drone Exploration},
author = {Liangtao Feng and Zhenchang Liu and Feng Zhang and Xuefeng Ren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.23972},
year = {2026}
}