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

ダムの水圧管路（ペンストック）やトンネルの内部を、外部の測位設備なしで自律飛行・地図作成しながら点検するマルチコプターの研究。管路は暗く模様がないため、距離センサーだけでは情報が足りず、カメラも暗所では使いにくい。IMU・LiDAR・複数カメラを融合して6自由度の位置と速度を推定し、この論文では一般化円筒のモデルだけを使う距離計測側の推定を詳しく示す。米国テネシー州のダムの管路内で実証した。

方法：IMU・LiDAR・カメラのデータを融合し、管路を一般化円筒とみなすモデルで自己位置を推定し、実際のダムの管路内で自律飛行と地図作成を行った。

主な結果

• 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)

限界

• 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