Robot mobility is critical for mission success, especially in soft or deformable terrains, where the complex wheel-soil interaction mechanics often leads to excessive wheel slip and sinkage, causing the eventual mission failure. To improve the success rate, online mobility prediction using vision, infrared imaging, or model-based stochastic methods have been used in the literature. This paper proposes an on-board mobility prediction approach using an articulated wheeled bevameter that consists of a force-controlled arm and an instrumented bevameter (with force and vision sensors) as its end-effector. The proposed bevameter, which emulates the traditional terramechanics tests such as pressure-sinkage and shear experiments, can measure contact parameters ahead of the rover's body in real-time, and predict the slip and sinkage of supporting wheels over the probed region. Based on the predicted mobility, the rover can select a safer path in order to avoid dangerous regions such as those covered with quicksand. Compared to the literature, our proposed method can avoid the complicated terramechanics modeling and time-consuming stochastic prediction; it can also mitigate the inaccuracy issues arising in non-contact vision-based methods. We also conduct multiple experiments to validate the proposed approach.


翻译:机器人机动性对于飞行任务的成功至关重要,特别是在软地形或变形地形中,在这种地形中,复杂的轮土互动机制往往导致过重轮滑滑和沉降,最终导致任务失败。为了提高成功率,文献中使用了使用视觉、红外成像或基于模型的随机方法进行的在线机动性预测。本文件建议采用一个由部队控制的手臂和仪器式贝德仪(配有武力和视觉传感器)组成的轮动性预测仪,作为飞行任务的终效器。拟议的贝瓦仪可以效仿传统的机能测试,如压力下沉和剪切试验,可以实时测量转盘身体前的接触参数,预测在探测区域上支持轮子的滑落和滑落。根据预测,转盘可以选择一条更安全的道路,以避免出现像快速和视觉覆盖这样的危险区域。与文献相比,我们拟议的方法可以避免复杂的地形模型和时间性机能测试,例如压力下沉和剪切实验,还可以实时测量接触参数,从而降低多度预测方法的生成。

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