Verti-Arena: 一个可控和标准化的室内多地形越野自主性测试平台.pdfVIP

Verti-Arena:一个可控和标准化的室内多地形越野自主性测试

平台

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HaiyueChen,AniketDatar,TongXu,FrancescoCancelliere,HarshRangwala,

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MadhanBalajiRao,DaeunSong,DavidEichinger,andXuesuXiao

Abstract—越野导航对于部署在人类难以进入或危险环这种方法需要在现实的、物理多样化的地形条件

境中的移动机器人来说是一项重要能力，例如灾难响应或行星下收集数据，在这些条件下可以捕捉到机器人与环境

探索。由于缺乏一个可控且标准化的现实世界测试平台来进行

之间的相互作用，并用于建模动力学和评估越野自主

系统性的数据收集和验证，进展受到限制。为填补这一空白，我

们介绍了Verti-Arena，这是一个专门为越野自主设计的可重性。然而，多样化地形的动力学非常复杂。模拟器往

本新配置的室内设施。通过提供一个可重复的基准环境，Verti-往简化了环境并近似物理交互，用理想化模型替换了

Arena支持在各种垂直挑战地形上的可重现实验，并通过机真实的摩擦力、车轮沉降和砾石滚动。这限制了它们

译载传感器和运动捕捉系统提供精确的地面真实度量。Verti-支持高保真数据收集、训练和测试的能力。另一方面，

中Arena还支持一致的数据收集以及越野自动驾驶研究中算法在户外环境中收集数据面临诸如高昂的操作成本、延

的比较评估。我们还开发了一个基于Web的界面，使世界各

1地的研究小组能够远程在Verti-Arena上进行标准化的越野长的实验时间和缺乏高精度地面真实数据等挑战。

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6自主性实验。为了解决这些局限性，Verti-Arena是一个可控且

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2I.介绍标准化的室内试验平台，具有多地形和垂直挑战条件，

8用于越野自主性。在一个受控实验室环境中，我们结

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8.自主越野导航使救援机器人能够进入人类难以或合了十种类型的地形，包括岩石、沙子、草和其他自

0无法到达的废墟、丛林和其他灾难环境，并执行有哪些信誉好的足球投注网站然表面，在一个88米的区域中设置最大高度差为

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2和救援任务。研究人员已经表明，某些类型的机器人0.7米（参见图1）。使用机载传感器和运动捕捉系统

:可以在一定程度上穿越碎石、狭窄缝隙、茂密植被和提供精确的地面真实轨迹。Verti-Arena可以收集包含

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i沿海地形[1]–[6]。该研究领域的一个关键重点是开发同步车辆传感数据（例如RGB-D图像和IMU测量）、

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a能够在不平坦的地表和陡峭斜坡上行进的同时，在不控制输入以及机器人姿态准确外部感知的大规模数据

断变化的地形中完成任务的轮式机器人[7]–[10]。集，为未来在感知、控制和学习方面的越野自主性研

由于越野地形的复杂性，坡度、倾斜、表面粗糙度究建立了可靠且安全的基准。

和摩擦力的变化都会影响在越野环境中实现可靠移动

的能力。在这种情况下，仅依靠车辆的运动学模型是II.相关工作

不够的。需要考虑结合环境信息及车辆与地形之间相本节回顾了与越野自主性相关的物理测试环境和

互作用的复杂动力学[11],[12]。然而，由于动力学很大现有数据集。

程度上受环境的影响，感知环境、相应更新动力学模

型并基于此更新后的