HOUND: An Open-Source, Low-cost Research Platform for High-speed Off-road Underactuated Nonholonomic Driving

要約

オフロード車は、急な丘、溝、犬走りなどの高低差のある地形で横転しやすくなります。
転倒から保護する 1 つの方法は、工業グレードの部品の使用と物理的な変更による耐久性の向上です。
ただし、このソリューションは学術研究機関にとっては法外に高価になる可能性があります。
私たちの重要な洞察は、ソフトウェアベースの横転防止システム (RPS) により、産業用のハードウェア部品よりも安価な市販のハードウェア部品の使用が可能になり、全体的なコストが削減されるということです。
本稿では、RPS の統合により、屋外の困難な地形を高速で処理できる、小規模で安価なオフロード自律プラットフォームである HOUND を紹介します。
HOUND は、アグレッシブなオフロード走行に向けた、知覚と制御のための完全なスタックと統合されています。
私たちは HOUND を現実世界に高速で展開し、走行距離 50 km をカバーする 4 つの異なる地形で、横転の防止や困難な地形の横断におけるその有用性を強調します。
さらに、最先端の運転シミュレーターである BeamNG との統合により、一連のシミュレーション実験を通じて、旋回能力を損なうことなく横転が大幅に減少することを実証しました。
補足資料は当社の Web サイトでご覧いただけます。また、このプラットフォームのすべての設計ドキュメントもリリースされます: https://sites.google.com/view/prl-hound 。

要約(オリジナル)

Off-road vehicles are susceptible to rollovers in terrains with large elevation features, such as steep hills, ditches, and berms. One way to protect them against rollovers is ruggedization through the use of industrial-grade parts and physical modifications. However, this solution can be prohibitively expensive for academic research labs. Our key insight is that a software-based rollover-prevention system (RPS) enables the use of commercial-off-the-shelf hardware parts that are cheaper than their industrial counterparts, thus reducing overall cost. In this paper, we present HOUND, a small-scale, inexpensive, off-road autonomy platform that can handle challenging outdoor terrains at high speeds through the integration of an RPS. HOUND is integrated with a complete stack for perception and control, geared towards aggressive offroad driving. We deploy HOUND in the real world, at high speeds, on four different terrains covering 50 km of driving and highlight its utility in preventing rollovers and traversing difficult terrain. Additionally, through integration with BeamNG, a state-of-the-art driving simulator, we demonstrate a significant reduction in rollovers without compromising turning ability across a series of simulated experiments. Supplementary material can be found on our website, where we will also release all design documents for the platform: https://sites.google.com/view/prl-hound .

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