Air-Ground Collaborative Robots for Fire and Rescue Missions: Towards Mapping and Navigation Perspective

要約

空軍共同ロボットは、火災と救助の分野で大きな可能性を示しており、救助のニーズに迅速に対応し、タスクの実行の効率を改善できます。
マッピングとナビゲーションは、効率的なタスクの実行を実現するための空軍共同ロボットの重要な基盤として、大きな注目を集めています。
共同ロボットのマッピングとナビゲーションへのこの関心の高まりは、火災と救助のタスクの実行の知性を改善するのに役立ちますが、その強みを強調するためのこの分野の包括的な調査はありません。
この論文では、マッピングとナビゲーションの新しい視点からの火災と救助のための地上から地面への協同ロボットの系統的レビューを紹介します。
第一に、無人航空機（UAV）マッピングと無人の地上車両（UGV）ナビゲーションに基づいた、消防および救助ミッションのための空中協力的なロボットフレームワークが導入されました。
次に、このフレームワークに基づくマッピングとナビゲーションの研究の進捗状況が、UAVマッピング、UAV/UGV共局在、UGVナビゲーションなど、主な成果と制限を含む体系的に要約されています。
火災および救助任務のニーズに基づいて、異なる数のUAVとUGVを持つ共同ロボットが分類され、火災と救助のタスクにおける実用性は、彼らのメリットとデメリットの議論に焦点を当てて、詳しく説明されています。
さらに、さまざまな消防および救助シナリオにおける空中協調ロボットのアプリケーションの例が示されています。
最後に、このペーパーでは、現在の課題と潜在的な研究の機会を強調し、この活気に満ちた空軍共同ロボットのこの活気に満ちたエリアに従事することをいとわない実務家や研究者の参照をまとめています。

要約(オリジナル)

Air-ground collaborative robots have shown great potential in the field of fire and rescue, which can quickly respond to rescue needs and improve the efficiency of task execution. Mapping and navigation, as the key foundation for air-ground collaborative robots to achieve efficient task execution, have attracted a great deal of attention. This growing interest in collaborative robot mapping and navigation is conducive to improving the intelligence of fire and rescue task execution, but there has been no comprehensive investigation of this field to highlight their strengths. In this paper, we present a systematic review of the ground-to-ground cooperative robots for fire and rescue from a new perspective of mapping and navigation. First, an air-ground collaborative robots framework for fire and rescue missions based on unmanned aerial vehicle (UAV) mapping and unmanned ground vehicle (UGV) navigation is introduced. Then, the research progress of mapping and navigation under this framework is systematically summarized, including UAV mapping, UAV/UGV co-localization, and UGV navigation, with their main achievements and limitations. Based on the needs of fire and rescue missions, the collaborative robots with different numbers of UAVs and UGVs are classified, and their practicality in fire and rescue tasks is elaborated, with a focus on the discussion of their merits and demerits. In addition, the application examples of air-ground collaborative robots in various firefighting and rescue scenarios are given. Finally, this paper emphasizes the current challenges and potential research opportunities, rounding up references for practitioners and researchers willing to engage in this vibrant area of air-ground collaborative robots.

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