Tactile-based Exploration, Mapping and Navigation with Collision-Resilient Aerial Vehicles

要約

この記事では、無人航空機 (UAV) 用の「触覚トラバーサル」、「触覚旋回」、および「跳弾」と呼ばれる新しい触覚ベースのモーション プリミティブを紹介します。
これらのプリミティブにより、触覚ベースの探索、マッピング、衝突を含むナビゲーションなど、接触が多い UAV ミッションが可能になります。
まず、XPLORER を紹介します。XPLORER は、衝突に耐え、バネで強化されたシャーシを利用してスムーズな接触を確立する受動的変形可能な UAV です。
次に、接触/衝突を検出するための、改良された高速収束外力推定アルゴリズムを提案します。
また、(i) 静的レンチの適用、(ii) 外乱の除去、および (iii) 衝突回復のための 3 つの異なる反応コントローラーも設計します。
最後に、これらのコントローラーを展開して周囲と対話することで得られる反応を活用することで、3 つの新しい触覚ベースのモーション プリミティブが提案されます。
衝突や接触を利用して、未知の環境での効率的な探索と迅速なナビゲーションを促進するこれらのプリミティブの有効性を紹介します。

要約(オリジナル)

In this article, we introduce novel tactile-based motion primitives termed ‘tactile-traversal’, ‘tactile-turning’ and ‘ricocheting’ for unmanned aerial vehicles (UAVs). These primitives enable contact-rich UAV missions such as tactile-based exploration, mapping, and collision-inclusive navigation. We begin by introducing XPLORER, a passive deformable UAV that sustains collisions and establishes smooth contacts by exploiting its spring-augmented chassis. Next, an improved and fast converging external force estimation algorithm is proposed to detect contacts/collisions. We also design three distinct reaction controllers for (i) static-wrench application, (ii) disturbance rejection, and (iii) collision recovery. Finally, the three new tactile-based motion primitives are proposed by leveraging the reactions obtained from deploying these controllers to interact with surroundings. We showcase the effectiveness of these primitives to facilitate efficient exploration and rapid navigation in unknown environments by capitalizing on collisions and contacts.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google