论文效果｜同济大学团队发布首款滑坡实景感知四足机器人｜Landslides

  同济大学刘春教授领衔的测绘与地理信息学院「时空智能感知研讨团队」，在国家自然科学基金要点项目“泛化点云的高维张量空间语义认知与建图”的赞助下，自主研制和改造了首款用于户外滑坡实景感知的四足机器人原型。“运动规划”“探究盯梢”“语义感知”三个模块，在滑坡灾祸“天-空-地”观测网络的根底上完善了“实景感知”环节，然后逐渐进步了滑坡查询的自动化与交互性，助力地质灾祸的归纳应急与防控。

  在当今科技快速的进步的年代，自动化智能渠道正引领着滑坡研讨的技能革新。你是否想过，机器人技能能在灾祸危险前期辨认方面发挥怎样的效果呢？

  滑坡灾祸的“三查”系统中，根据卫星和无人机的遥感技能不免遭到重访周期、观测视点、植被掩盖等要素的约束，户外实地的原位观测仍然是不可或缺的手法，尤其在人类活动频频的城市山地带滑坡场景，地质灾祸链与城市工程链相互效果易引发叠加扩大效应，这就更要树立对灾祸场景的精细化实景感知模型。

  该研讨将机器人技能与遥感技能相结合，旨在进步滑坡危险实景感知的自动化水平，下降潜在危险，削减人力担负，进一步探究对地质灾祸的可持续感知和交互式监测新途径。

  本文提出的原型系统由“运动规划”“探究盯梢”“语义感知”三个部分所组成。在“运动规划”模块中，本研讨根据机器人操作系统(ROS)施行了四足机器人的运动导航计划；在“探究盯梢”模块中，它根据观测节点和运动边的图模型来装备原位丈量使命，运用先进的 SLAM 技能确保实景感知数据的快速配准与场景重建；在“语义感知”模块中，它从图画、点云两个视点分化全景立方体，提取灾祸相关语义部件，构建语义地图以满意落石散布、崖壁形状、不连续性等危险精细化剖析与评价。

  本研讨在姑苏的城市山地带展开了滑坡灾祸查询实践。研讨区域为姑苏市政府划定的要点防灾区，曩昔 20 年间人类活动频频，历经矿藏发掘、生态管理、乡镇建造、地道发掘等地势地貌改变；常年的雨水和风化效果又导致的坡体不稳定、岩体缝隙分散现象。根据本研讨的滑坡机器人原型，咱们完结了对植被掩盖区域的高精度点云场景重建，而且结合无人机低空观测可愈加全面地展示滑坡信息，终究根据树木、落石、崖壁等分割出的灾祸语义部件，完结了对树木歪斜姿势、滚石滑坡源、裂缝发育形状的精细化剖析。

  经过对滑坡机器人的新技能探究，咱们总结了四足机器人在滑坡研讨中的奉献。滑坡机器人可在滑坡评价和加固减灾方面有所奉献，尤其是为Li-DAR或InSAR遥感成果供给地上实景信息。从另一个视点来看，四足机器人渠道可经过不同的负载满意多样化的使命需求。例如，在灾祸评价中滑坡机器人最被垂青的是其专业的测绘才能；而在滑坡查询或操控爆炸等安全相关使命中，将十分垂青机器人的交互性，以确保与人以及其他渠道的有用和谐。

  本文对滑坡灾祸机器人技能的研讨也提醒了其在自然灾祸引发技能事端（NATECH）危险场景下的使用远景。此刻，专业的测绘成果仍然是其间的根底产品，但应关心紧急状况下的机器人定位和导航计划。NATECH中的安全事端十分受重视，如地上空泛勘探和火灾后救援，因而，可优先考虑规划搭载机械臂增强交互性。此外，假如奇妙地规划四足机器人的巡查计划，再结合专业的气味检测或读数采样仪器，四足机器人将有望在安全巡检和灾祸防备方面发挥强壮效果。

  本项研讨在国家自然科学基金要点项目“泛化点云的高维张量空间语义认知与建图”（项目编号：42130106）的赞助下完结。作者感谢汪鸿浩、林超赢、单墨楠在数据收集和处理方面的帮忙，感谢赵飞在地质解译方面的帮忙，感谢杭州宇树科技团队的技能帮忙。

  本研讨将在国家自然科学基金面上项目“滑坡灾祸场景认知驱动的四足仿生机器人增强感知研讨”的支撑下持续深入展开，欢迎读者重视。

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