A robotic system of multiple unmanned ground vehicles (UGVs) and unmanned aerial vehicles (UAVs) has the potential for advancing autonomous object geolocation performance. Much research has focused on algorithmic improvements on individual components, such as navigation, motion planning, and perception. In this paper, we present a UGV-UAV object detection and geolocation system, which performs perception, navigation, and planning autonomously in real scale in unstructured environment. We designed novel sensor pods equipped with multispectral (visible, near-infrared, thermal), high resolution (181.6 Mega Pixels), stereo (near-infrared pair), wide field of view (192 degree HFOV) array. We developed a novel on-board software-hardware architecture to process the high volume sensor data in real-time, and we built a custom AI subsystem composed of detection, tracking, navigation, and planning for autonomous objects geolocation in real-time. This research is the first real scale demonstration of such high speed data processing capability. Our novel modular sensor pod can boost relevant computer vision and machine learning research. Our novel hardware-software architecture is a solid foundation for system-level and component-level research. Our system is validated through data-driven offline tests as well as a series of field tests in unstructured environments. We present quantitative results as well as discussions on key robotic system level challenges which manifest when we build and test the system. This system is the first step toward a UGV-UAV cooperative reconnaissance system in the future.


翻译:由多个无人驾驶地面飞行器(UGV)和无人驾驶航空器(UAV)组成的机器人系统具有提高自主物体地理定位性能的潜力。许多研究都侧重于对导航、运动规划和感知等个别部件进行算法改进。在本文件中,我们展示了UGV-UAV物体探测和地理定位系统,该系统在无结构环境中实际进行感知、导航和规划。我们设计了新型传感器,配备了多光谱(可见、近红外、热)、高分辨率(181.6Mega Pixels)、立体(近红外配)、广视场(192度高频)等功能。我们开发了一个新的机载软件硬件硬件硬件结构,实时处理高容量传感器数据。我们建立了自定义的AI系统子系统系统,实时检测、跟踪、导航和规划自主物体地理定位。这是这种高速度数据处理能力的第一个真实规模的演示。我们的新模块传感器可以促进相关的计算机视觉和机器学习研究。我们的新硬件系统级的系统架构是作为系统一级测试基础的坚实基础,用于系统水平的实地测试。这是我们系统层面的实地测试,这是我们实地测试的基础,作为基础的系统的基础,也是实地测试的基础。

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