Active Contact Engagement for Aerial Navigation in Unknown Environments with Glass

要約

自律的な航空ロボットは、実世界のシナリオにますます展開されています。このシナリオでは、透明なガラス障害物が信頼できるナビゲーションに大きな課題をもたらしています。
研究者は、非接触センサーと受動的な接触抵抗力のある航空車両設計の使用を調査して、ガラス面を検出します。ガラス面は、しばしば堅牢性と効率の点で制限されています。
この作業では、センサーベースと接触ベースのガラス検出の両方の強度を組み合わせた、透明なガラス障害物を備えた未知の環境での堅牢な自律航空ナビゲーションのための新しいアプローチを提案します。
提案されたシステムは、視覚センサーの測定を使用した潜在的なガラス表面に関する増分検出と情報のメンテナンスから始まります。
その後、車両は、視覚的に検出された潜在的なガラス表面と積極的にタッチアクションに関与し、一対の軽量コンタクトセンシングモジュールを使用して存在を確認または無効にします。
これに続いて、ガラスの表面情報で体積マップが効率的に更新され、ガラスの障害物を回避するために安全な軌跡がその場で再配置されます。
さまざまなシナリオでの実世界の実験を通じて提案されたシステムを検証し、ガラス障害を備えた複雑な現実世界環境で効率的で堅牢な自律航海ナビゲーションを可能にする際のその有効性を実証します。

要約(オリジナル)

Autonomous aerial robots are increasingly being deployed in real-world scenarios, where transparent glass obstacles present significant challenges to reliable navigation. Researchers have investigated the use of non-contact sensors and passive contact-resilient aerial vehicle designs to detect glass surfaces, which are often limited in terms of robustness and efficiency. In this work, we propose a novel approach for robust autonomous aerial navigation in unknown environments with transparent glass obstacles, combining the strengths of both sensor-based and contact-based glass detection. The proposed system begins with the incremental detection and information maintenance about potential glass surfaces using visual sensor measurements. The vehicle then actively engages in touch actions with the visually detected potential glass surfaces using a pair of lightweight contact-sensing modules to confirm or invalidate their presence. Following this, the volumetric map is efficiently updated with the glass surface information and safe trajectories are replanned on the fly to circumvent the glass obstacles. We validate the proposed system through real-world experiments in various scenarios, demonstrating its effectiveness in enabling efficient and robust autonomous aerial navigation in complex real-world environments with glass obstacles.

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