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

Développe l’estimation, la commande, la navigation et la cartographie permettant à un multirotor doté de capteurs embarqués d’inspecter de façon autonome les conduites forcées et les galeries de barrages sans GPS ni caméras externes. Les conduites forcées sont des cylindres généralisés sombres et sans relief, où les capteurs de distance seuls sont insuffisants et où les caméras peinent dans l’obscurité. La fusion d’une centrale inertielle, d’un lidar et de caméras fournit la pose et la vitesse à 6 degrés de liberté ; cette lettre détaille la partie fondée sur la distance, qui suppose seulement un modèle de cylindre généralisé et tolère les changements de forme. Elle a été validée dans une conduite forcée du barrage de Center Hill, au Tennessee.

Principaux résultats

• 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)

Limites

• 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