RB5 Low-Cost Explorer: Implementing Autonomous Long-Term Exploration on Low-Cost Robotic Hardware

要約

このシステムに関する論文では、より少数の安価なセンサーを備えた自律的な長期探査用の車輪付きロボット RB5 の実装と設計について説明します。
このシステムは、RGB-D カメラと低電力コンピューティング ハードウェアのみを必要とし、ロッカーボギー サスペンションを備えた実験用プラットフォームで構成されています。
未知の環境や GPS が拒否された環境、屋内および屋外の地形でも動作します。
この探査は、パス追跡ベクトル場と最先端の SLAM アルゴリズムを使用して、フロンティアおよびサンプリングベースの探査を拡張する方法論で構成されています。
この方法論により、ロボットはより低い更新頻度で周囲を探索できるため、良好な自律性能を維持しながら、より低パフォーマンスで低コストのハードウェアを使用できるようになります。
このアプローチはさらに、モノのインターネット (つまり、LoRa) ドメインの安価な長距離低電力通信技術とカスタマイズされた通信プロトコルに基づいて、遠隔地にいる人間のオペレーターと対話する方法論で構成されています。
結果と実現可能性分析は、このアプローチの可能な応用と限界を示しています。

要約(オリジナル)

This systems paper presents the implementation and design of RB5, a wheeled robot for autonomous long-term exploration with fewer and cheaper sensors. Requiring just an RGB-D camera and low-power computing hardware, the system consists of an experimental platform with rocker-bogie suspension. It operates in unknown and GPS-denied environments and on indoor and outdoor terrains. The exploration consists of a methodology that extends frontier- and sampling-based exploration with a path-following vector field and a state-of-the-art SLAM algorithm. The methodology allows the robot to explore its surroundings at lower update frequencies, enabling the use of lower-performing and lower-cost hardware while still retaining good autonomous performance. The approach further consists of a methodology to interact with a remotely located human operator based on an inexpensive long-range and low-power communication technology from the internet-of-things domain (i.e., LoRa) and a customized communication protocol. The results and the feasibility analysis show the possible applications and limitations of the approach.

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