論文の概要: Visual Cooperative Drone Tracking for Open-Path Gas Measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.20768v1
• Date: Tue, 24 Feb 2026 11:00:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.665292
• Title: Visual Cooperative Drone Tracking for Open-Path Gas Measurements
• Title（参考訳）: オープンパスガス計測のための視覚的協調型ドローン追跡
• Authors: Marius Schaab, Alisha Kiefer, Thomas Wiedemann, Patrick Hinsen, Achim J. Lilienthal,
• Abstract要約: 本論文は、地上のパンティルトユニットに搭載されたセンサーとリフレクタを搭載した小型ドローンを用いて、オープンパス測定を収集するロボットシステムを提案する。 ズームカメラによって、地上ユニットはドローンに搭載された赤いLEDマーカーを視覚的に追跡し、センサーのレーザービームを反射体と整列させる。 外部実験ではシステムの性能を検証し、自律的な追跡と最大60mの距離でのCO2測定に成功した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.448177244538609
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Open-path Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy offers an effective method for measuring, mapping, and monitoring gas concentrations, such as leaking CO2 or methane. Compared to spatial sampling of gas distributions using in-situ sensors, open-path sensors in combination with gas tomography algorithms can cover large outdoor environments faster in a non-invasive way. However, the requirement of a dedicated reflection surface for the open-path laser makes automating the spatial sampling process challenging. This publication presents a robotic system for collecting open-path measurements, making use of a sensor mounted on a ground-based pan-tilt unit and a small drone carrying a reflector. By means of a zoom camera, the ground unit visually tracks red LED markers mounted on the drone and aligns the sensor's laser beam with the reflector. Incorporating GNSS position information provided by the drone's flight controller further improves the tracking approach. Outdoor experiments validated the system's performance, demonstrating successful autonomous tracking and valid CO2 measurements at distances up to 60 meters. Furthermore, the system successfully measured a CO2 plume without interference from the drone's propulsion system, demonstrating its superiority compared to flying in-situ sensors.
• Abstract（参考訳）: 開路可変半導体レーザー吸収分光法は、CO2やメタンの漏れなどのガス濃度の測定、マッピング、モニタリングに有効な方法を提供する。 In-situセンサーを用いたガス分布の空間的サンプリングと比較して、ガストモグラフィーアルゴリズムと組み合わせたオープンパスセンサは、非侵襲的な方法で大規模な屋外環境を高速にカバーすることができる。 しかし、オープンパスレーザ専用反射面の要求により、空間サンプリングプロセスの自動化が困難になる。 本論文は、地上のパンティルトユニットに搭載されたセンサーとリフレクタを搭載した小型ドローンを用いて、オープンパス測定を収集するロボットシステムを提案する。 ズームカメラによって、地上ユニットはドローンに搭載された赤いLEDマーカーを視覚的に追跡し、センサーのレーザービームを反射体と整列させる。 ドローンの飛行制御装置によって提供されるGNSS位置情報を組み込むことにより、トラッキングアプローチをさらに改善する。 外部実験ではシステムの性能を検証し、自律的な追跡と最大60mの距離でのCO2測定に成功した。 さらに、このシステムはドローンの推進システムから干渉することなくCO2配管を計測し、飛行中のセンサーと比較してその優位性を実証した。

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