要約
MiFly の設計、実装、評価について紹介します。MiFly は、視界が悪い、暗い、GPS が拒否された環境など、屋内と屋外の環境全体で機能する自律型ドローン用の自己位置推定システムです。
MiFly は、アンカーが視覚的に遮られている場合でも、その近くにある単一のミリ波 (mmWave) アンカーを利用して 6DoF 自己位置推定を実行します。
MmWave 信号はレーダーや 5G システムで使用され、暗闇や遮蔽物を通しても動作できます。
MiFly は、新しいミリ波アンカー設計を導入し、軽量で高解像度のミリ波レーダーをドローンに搭載します。
位置特定アルゴリズムと新しい低電力ミリ波アンカー ハードウェア (偏波と変調を含む) を共同設計することにより、ドローンは高速 3D 位置特定が可能です。
さらに、ミリ波レーダーと IMU からの位置推定をインテリジェントに融合することで、6DoF の軌道を正確かつ確実に追跡できます。
DJI ドローンに MiFly を実装して評価しました。
アンカーがドローンから完全に (視覚的に) 遮られている場合でも、位置推定誤差の中央値は 7 cm、90 パーセンタイルは 15 cm 未満であることを示しています。
要約(オリジナル)
We present the design, implementation, and evaluation of MiFly, a self-localization system for autonomous drones that works across indoor and outdoor environments, including low-visibility, dark, and GPS-denied settings. MiFly performs 6DoF self-localization by leveraging a single millimeter-wave (mmWave) anchor in its vicinity – even if that anchor is visually occluded. MmWave signals are used in radar and 5G systems and can operate in the dark and through occlusions. MiFly introduces a new mmWave anchor design and mounts light-weight high-resolution mmWave radars on a drone. By jointly designing the localization algorithms and the novel low-power mmWave anchor hardware (including its polarization and modulation), the drone is capable of high-speed 3D localization. Furthermore, by intelligently fusing the location estimates from its mmWave radars and its IMUs, it can accurately and robustly track its 6DoF trajectory. We implemented and evaluated MiFly on a DJI drone. We demonstrate a median localization error of 7cm and a 90th percentile less than 15cm, even when the anchor is fully occluded (visually) from the drone.
arxiv情報
| 著者 | Maisy Lam,Laura Dodds,Aline Eid,Jimmy Hester,Fadel Adib |
| 発行日 | 2023-10-12 23:56:53+00:00 |
| arxivサイト | arxiv_id(pdf) |
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