【论文解读】地空双模式车辆的自主自适应导航

标题：Autonomous and Adaptive Navigation for Terrestrial-Aerial Bimodal Vehicles
作者：Ruibin Zhang, Yuze Wu, Lixian Zhang, Chao Xu, and Fei Gao
来源：https://arxiv.org/pdf/2109.04706.pdf
代码：https://github.com/ZJU-FAST-Lab/Terrestrial-Aerial-Navigation

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一、简介

本文详细介绍了一种地空双模式车辆的自主自适应导航（Terrestrial-Aerial Bimodal Vehicles，TABV）框架，该框架结合了空中车辆的高机动性和地面车辆的长续航能力，实现了车辆的完全自主性。

该框架由两个主要部分组成：分层运动规划器和运动控制器。

分层运动规划器首先搜索地空混合路径，然后通过B样条优化将其优化为安全、平稳和动态可行的轨迹。这种规划方法不仅保证车辆在未知环境中的安全行驶，还能节约能源。在不需要飞越极端地形时，地面路径被优先选择，从而实现了节能效果。

运动控制器是框架的另一个关键组成部分，采用自适应推力调整方法来提高地面运动中的能量效率。通过动态调整能量消耗，车辆在地面运动中实现更高的能量节约。实验结果显示，地面运动的能耗可以节省高达7倍。

此外，框架还包括自我定位和本地地图融合模块，适用于地空导航场景。这些模块的整体软件架构实现了地空双模式车辆的完全自主导航。

通过大量实际实验和基准比较，验证了该框架的鲁棒性和性能。实验结果表明，地空双模式车辆能够安全地穿越复杂环境，并在地面运动中实现显著的能量节约。这些实验结果进一步证明了该框架的可靠性和优越性。