机器人在徒步小径上导航

如果您曾经徒步旅行,您就会知道小径可能具有挑战性且不可预测。上周还畅通无阻的道路今天可能会被倒下的树挡住。维护不善、裸露的树根、松动的岩石和不平坦的地面使地形进一步复杂化,使得机器人难以自主导航。暴风雨过后,水坑可以[...]

来源:Robohub

如果您曾经徒步旅行,您就会知道小径可能具有挑战性且不可预测。 上周还畅通无阻的道路今天可能会被倒下的树挡住。维护不善、裸露的树根、松动的岩石和不平坦的地面使地形进一步复杂化,使得机器人难以自主导航。 暴风雨过后,水坑会形成,泥土会移动,侵蚀会重塑地貌。这是我们工作中的基本挑战:机器人如何实时感知、计划和适应,以安全地在远足小径中导航?

自主路径导航不仅仅是一个有趣的机器人问题;它还是一个有趣的机器人问题。它有可能对现实世界产生影响。仅在美国,联邦土地上就有超过 193,500 英里的步道,其中更多由州和地方机构管理。每年有数百万人徒步这些小径。

能够导航的机器人可以帮助:

  • 路径监控和维护
  • 环境数据采集
  • 搜救行动
  • 协助偏远或危险地区的公园工作人员
  • 偏离路线驾驶会带来更多的不确定性。从环境角度来看,离开步道可能会破坏植被、加速侵蚀并扰乱野生动物。尽管如此,有时严格遵守路线是不安全或不可能的。因此我们的问题变成了:机器人如何从 A 点到达 B 点,同时尽可能留在路径上,并在安全需要时智能地离开路径?

    用两种方式看世界:几何 + 语义

    我们的主要贡献是通过结合两种互补的方式来理解和绘制环境来处理不确定性:

  • 使用 LiDAR 进行几何地形分析,它告诉我们有关斜坡、高度变化和大型障碍物的信息。
  • 基于语义的地形检测,使用机器人摄像头图像,它告诉我们机器人正在看什么:小径、草地、岩石、树干、树根、坑洼等等。
  • 接下来是什么?

    标签:

    克里斯托弗·塔奇- 西弗吉尼亚大学机器人学博士。