MoistureMapper：用于大规模高分辨率土壤湿度映射的自主移动机器人
动力系统
2025-07-18 v1
摘要
土壤湿度是许多应用领域（包括农业与气候建模）中关注的物理量。现有方法在大规模应用方面不可行，因高分辨率感测应用（如变动灌溉）的部署成本高昂。本文中，我们设计、构建并在现场部署了一个自主移动机器人MoistureMapper，用于土壤湿度感测。该机器人配备了时域反射（Time Domain Reflectometry, TDR）传感器，以及一种直接压入式钻探机制，用于将传感器部署至土壤中以测量体积含水率。此外，我们实现并评估了基于高斯过程建模的多种自适应抽样策略，以构建土壤湿度分布的空间图。我们呈现了大规模计算仿真结果以及现场部署的概念验证。自适应抽样方法优于贪婪基准方法，既大幅减少了旅行距离（最高可降低30%），也降低了重构湿度图的方差（降低5%）。视频链接展示了现场实验：https://youtu.be/S4bJ4tRzObg
引用
@article{arxiv.2507.12715,
title = {Simple Lyapunov spectrum of partially hyperbolic diffeomorphisms},
author = {Karina Marin and Davi Obata and Mauricio Poletti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.12715},
year = {2025}
}