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

要約

この記事では、衝突に耐え、スムーズな接触を維持するように設計された、スプリング強化シャーシと固有受容状態認識機能を備えた受動的変形可能な UAV である XPLORER を紹介します。
私たちは、接触や衝突の検出に搭載センサーと固有受容データを活用する、XPLORER 用の高速収束外力推定アルゴリズムを開発します。
この力の情報を使用して、XPLORER が未知の環境をナビゲートするのを支援するために、3 つの新しい触覚ベースのプリミティブ (触覚移動、触覚回転、および跳ね返り) を含む 4 つのモーション プリミティブを提案します。
これらのプリミティブはリアルタイムで自律的に合成され、衝突や接触を活用して効率的な探索とナビゲーションを可能にします。
実験結果は私たちのアプローチの有効性を実証し、非破壊検査、監視とマッピング、追跡/回避などの接触が多い現実世界のタスクに対する受動的変形可能なUAVの可能性を強調しています。

要約(オリジナル)

This article introduces XPLORER, a passive deformable UAV with a spring-augmented chassis and proprioceptive state awareness, designed to endure collisions and maintain smooth contact. We develop a fast-converging external force estimation algorithm for XPLORER that leverages onboard sensors and proprioceptive data for contact and collision detection. Using this force information, we propose four motion primitives, including three novel tactile-based primitives: tactile-traversal, tactile-turning, and ricocheting-to aid XPLORER in navigating unknown environments. These primitives are synthesized autonomously in real-time to enable efficient exploration and navigation by leveraging collisions and contacts. Experimental results demonstrate the effectiveness of our approach, highlighting the potential of passive deformable UAVs for contact-rich real-world tasks such as non-destructive inspection, surveillance and mapping, and pursuit/evasion.

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