基于自由空间投影的体素图到占据图转换：为航空与地面机器人提供高效地图表示
机器人学
2024-07-23 v2
摘要
本文提出了一种新方法，用于将机器人用于定位与导航的3D体素图转换为无人机(UAV)和无人地面车辆(UGV)的2D占据图。生成的2D地图可用于更高效的全局导航，使开发用于2D地图的算法在3D应用中也能实用，以及在带宽受限的情况下实现多个代理之间地图的更快传输。该方法利用UFOMap映射解决方案中自由空间的表示来生成2D占据图。在进行3D到2D地图转换期间，该方法执行安全检查并消除地图中高度轴上小于机器人安全裕度的自由空间。这确保了航空或地面机器人能够依赖主要由该方法生成的2D地图进行安全导航。此外，该方法提取了可导航自由空间的高度以及地面坡度的局部估计值。该高度数据用于将使用2D地图生成的路径转换为3D空间中的路径，以供UAV和UGV使用。坡度数据识别地面机器人难以遍历的区域，将其标记为占据区，从而为地面机器人提供更准确的地形表示。该方法在两个不同环境中，以静态地图和在线实现的探索任务中，验证了其在为航空和地面机器人实现计算效率导航方面的有效性。本文中提出的方法已实现于流行的机器人框架ROS中并开源。代码地址: https://github.com/LTU-RAI/Map-Conversion-3D-Voxel-Map-to-2D-Occupancy-Map。
引用
@article{arxiv.2406.07270,
title = {Voxel Map to Occupancy Map Conversion Using Free Space Projection for Efficient Map Representation for Aerial and Ground Robots},
author = {Scott Fredriksson and Akshit Saradagi and George Nikolakopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.07270},
year = {2024}
}
备注
Submitted to IEEE Robotics and Automation Letters (RAL)