論文の概要: SLEI3D: Simultaneous Exploration and Inspection via Heterogeneous Fleets under Limited Communication

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.00163v1
• Date: Thu, 01 Jan 2026 02:06:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.594393
• Title: SLEI3D: Simultaneous Exploration and Inspection via Heterogeneous Fleets under Limited Communication
• Title（参考訳）: SLEI3D: 限定通信下の異種艦隊による同時探査・検査
• Authors: Junfeng Chen, Yuxiao Zhu, Xintong Zhang, Bing Luo, Meng Guo,
• Abstract要約: 本研究では, 協調的な3次元探索, 適応検査, タイムリー通信のためのオンライン戦略を統合する新しい計画調整フレームワーク(SLEI3D)を提案する。 提案手法は,最大48個のロボットと384万立方メートルの大規模ミッションの高忠実度シミュレーションによって広く検証されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.496161804810473
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Robotic fleets such as unmanned aerial and ground vehicles have been widely used for routine inspections of static environments, where the areas of interest are known and planned in advance. However, in many applications, such areas of interest are unknown and should be identified online during exploration. Thus, this paper considers the problem of simultaneous exploration, inspection of unknown environments and then real-time communication to a mobile ground control station to report the findings. The heterogeneous robots are equipped with different sensors, e.g., long-range lidars for fast exploration and close-range cameras for detailed inspection. Furthermore, global communication is often unavailable in such environments, where the robots can only communicate with each other via ad-hoc wireless networks when they are in close proximity and free of obstruction. This work proposes a novel planning and coordination framework (SLEI3D) that integrates the online strategies for collaborative 3D exploration, adaptive inspection and timely communication (via the intermit-tent or proactive protocols). To account for uncertainties w.r.t. the number and location of features, a multi-layer and multi-rate planning mechanism is developed for inter-and-intra robot subgroups, to actively meet and coordinate their local plans. The proposed framework is validated extensively via high-fidelity simulations of numerous large-scale missions with up to 48 robots and 384 thousand cubic meters. Hardware experiments of 7 robots are also conducted. Project website is available at https://junfengchen-robotics.github.io/SLEI3D/.
• Abstract（参考訳）: 無人航空機や地上車両のようなロボット船は静的環境の定期的な検査に広く使われており、そこでは興味のある領域が事前に知られ、計画されている。 しかし、多くのアプリケーションにおいて、そのような関心領域は未知であり、探索中にオンラインで特定されるべきである。 そこで本稿では, 移動地制御ステーションへの同時探査, 未知環境の検査, リアルタイム通信の問題点を考察し, その結果を報告する。 異種ロボットは様々なセンサーを備えており、例えば長距離ライダーは高速探査用、近接カメラは詳細な検査用である。 さらに、このような環境ではグローバルなコミュニケーションは利用できないことが多く、ロボットは近接しており障害のない時のみ、アドホックな無線ネットワークを介して通信することができる。 本研究では, 協調的な3次元探索, 適応検査, タイムリーなコミュニケーションのためのオンライン戦略を統合した新しい計画調整フレームワーク(SLEI3D)を提案する。 特徴の数と位置に関する不確実性を考慮するため,多層・多層計画機構をロボット間サブグループ向けに開発し,その局所計画に積極的に対応・調整する。 提案手法は,最大48個のロボットと384万立方メートルの大規模ミッションの高忠実度シミュレーションによって広く検証されている。 7台のロボットのハードウェア実験も行われている。 プロジェクトのWebサイトはhttps://junfengchen-robotics.github.io/SLEI3D/.comで公開されている。

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