基于分层控制的地形自适应移动3D打印
机器人学
2026-01-16 v1
摘要
在非结构化地形上进行移动3D打印仍具挑战性，原因在于平台移动性与沉积精度之间的矛盾。现有的龙门式系统精度高但缺乏移动性，而移动平台在崎岖地面上难以维持打印质量。我们提出一个框架，将AI驱动的扰动预测与多模态传感器融合及分层硬件控制紧密集成，形成闭环的感知-学习-执行系统。AI模块从IMU、视觉和深度传感器学习地形到扰动的映射，实现主动补偿而非被动修正。该智能嵌入到三层控制架构中：路径规划、预测性底盘-机械臂协调以及精密硬件执行。通过在具有坡度和表面不规则性的地形上进行户外实验，我们在保持平台完全移动性的同时，展示了亚厘米级的打印精度。这种AI-硬件集成为非结构化环境中的自主施工奠定了实践基础。
引用
@article{arxiv.2601.10208,
title = {Terrain-Adaptive Mobile 3D Printing with Hierarchical Control},
author = {Shuangshan Nors Li and J. Nathan Kutz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.10208},
year = {2026}
}
备注
Submitted to the 43rd International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2026)