Autonomous Active Mapping in Steep Alpine Environments with Fixed-wing Aerial Vehicles

要約

大規模な環境のモニタリングは、特に雪崩のような危険な事象に対して、遠隔地の高山環境を管理する上で極めて重要な作業である。雪崩のリスクを予測するための重要な情報の一つは、放出された雪崩の画像である。雪崩は人里離れた危険な場所で発生するため、このデータを入手するのは困難である。固定翼車は航続距離が長く、移動速度も速いため、雪崩の活動をマッピングするための空中画像を収集するための有望なプラットフォームである。しかし、複雑な地形、規制、不確実な環境のため、山岳地帯でこのような車両を運用することは依然として困難である。本研究では、固定翼航空機システムを使用して雪崩を安全にナビゲートし、マッピングすることができるシステムを紹介し、このようなミッションを実行する際に生じる課題について議論する。フィールド実験では、地図品質を最大化しながら、急峻な地形環境でも効果的にナビゲートできることを示した。我々の研究により、高山環境における固定翼機の自律的な運用が可能になり、収集されるデータの品質が最大化されることを期待している。

要約(オリジナル)

Monitoring large scale environments is a crucial task for managing remote alpine environments, especially for hazardous events such as avalanches. One key information for avalanche risk forecast is imagery of released avalanches. As these happen in remote and potentially dangerous locations this data is difficult to obtain. Fixed-wing vehicles, due to their long range and travel speeds are a promising platform to gather aerial imagery to map avalanche activities. However, operating such vehicles in mountainous terrain remains a challenge due to the complex topography, regulations, and uncertain environment. In this work, we present a system that is capable of safely navigating and mapping an avalanche using a fixed-wing aerial system and discuss the challenges arising when executing such a mission. We show in our field experiments that we can effectively navigate in steep terrain environments while maximizing the map quality. We expect our work to enable more autonomous operations of fixed-wing vehicles in alpine environments to maximize the quality of the data gathered.

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