ViKi-HyCo: A Hybrid-Control approach for complex car-like maneuvers

要約

ビジュアルサーボは単純な操作を実行するために深く研究されていますが、操作中にターゲットがカメラの視野から遠く離れている複雑なケースは文献では一般的ではありません。
このため、本稿では ViKi-HyCo (Visual Servoing and Kinematic Hybrid-Controller) を紹介します。
このアプローチは、屋外環境における非ホロノミック移動ロボットの複雑な位置決めに必要な操作を生成します。
この方法では、カメラと LiDAR の融合を使用してターゲットを自動計算します。
ターゲット表現のマルチモーダルな性質により、視覚的サーボと運動学コントローラーをハイブリッド化することができます。
このようにして、ターゲットがカメラの視野から遠く離れている場合でも、複雑な操作を実行できます。
自動ターゲット計算は、運動学コントローラーのターゲット ポイントの空間位置を推定し、ビジュアル サーボ コントローラーの検出されたオブジェクトの望ましい境界ボックスの動的計算を可能にする、屋外環境のオブジェクト位置特定を通じて実行されます。
提示されたアプローチは、オブジェクト追跡アルゴリズムを必要とせず、運動学モデルが既知である視覚的に追跡するロボット タスクに適用できます。
ViKi-HyCo は、完全な位置決めタスクの終了時に、X 軸で 0.0428 \pm 0.0467 m、Y 軸で 0.0515 \pm 0.0323 m の誤差を与えます。

要約(オリジナル)

While Visual Servoing is deeply studied to perform simple maneuvers, the complex cases where the target is far out of the camera field of view during the maneuver are not common in the literature. For this reason, in this paper, we present ViKi-HyCo (Visual Servoing and Kinematic Hybrid-Controller). This approach generates the necessary maneuvers for the complex positioning of a non-holonomic mobile robot in outdoor environments. In this method, we use camera-LiDAR fusion for automatic target calculation. The multi-modal nature of our target representation allows us to hybridize the visual servoing with a kinematic controller. In this way, we can perform complex maneuvers even when the target is far away from the camera’s field of view. The automatic target calculation is performed through object localization for outdoor environments that estimate the spatial location of a target point for the kinematic controller and allow the dynamic calculation of a desired bounding box of the detected object for the visual servoing controller. The presented approach does not require an object-tracking algorithm and applies to any visually tracking robotic task where its kinematic model is known. The ViKi-HyCo gives an error of 0.0428 \pm 0.0467 m in the X-axis and 0.0515 \pm 0.0323 m in the Y-axis at the end of a complete positioning task.

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