Autonomous Navigation and Mapping for Inspection of Penstocks and Tunnels With MAVs

Desarrolla estimación, control, navegación y cartografía para que un multirrotor con sensores a bordo pueda inspeccionar de forma autónoma tuberías forzadas y túneles de presas sin GPS ni cámaras externas. Las tuberías forzadas son cilindros generalizados oscuros y sin rasgos, donde los sensores de distancia por sí solos son insuficientes y las cámaras sufren en la oscuridad. Fusionar una IMU, lidar y cámaras da pose y velocidad en 6 GdL; esta carta detalla la parte basada en distancia, que solo asume un modelo de cilindro generalizado y tolera cambios de forma. Se validó dentro de una tubería forzada en la presa Center Hill, Tennessee.

Hallazgos clave

• 6-DOF pose and velocity estimated by fusing IMU, lidar and cameras
• Range-based estimator needs only a generalized-cylinder model and is robust to tunnel shape changes
• Authors report the first autonomous navigation and mapping in a penstock without external infrastructure (Center Hill Dam, TN)

Limitaciones

• Abstract only reviewed
• Estimator tailored to cylinder-like geometry; vision part described in earlier work
• Shared control (human in the loop) was part of the demonstration