論文の概要: Onboard Vision and MPC Navigation for Underwater Robots: An Open BlueROV2 Platform for Multi-Robot Experiments & Docking
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.38511v1
- Date: Tue, 29 Sep 2026 20:33:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-01 18:57:26.718318
- Title: Onboard Vision and MPC Navigation for Underwater Robots: An Open BlueROV2 Platform for Multi-Robot Experiments & Docking
- Title（参考訳）: 水中ロボットのオンボードビジョンとMPCナビゲーション:マルチロボット実験・ドッキングのためのオープンなBlueROV2プラットフォーム
- Abstract要約: 本稿では,自律ナビゲーションとドッキングのための非線形モデル予測制御(NMPC)とオンボードビジョンを組み合わせたオープンソースのBlueROV2プラットフォームを提案する。
このプラットフォームはNVIDIA Jetson Orin NXとIntel RealSense D435iステレオカメラをモジュラー・プレッシャー・ハウジングに統合している。
実験は水中での知覚、計算性能、状態推定、軌道追跡、自律ドッキングを評価する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.9641911507413345
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Autonomous underwater robots require robust perception, estimation and control to operate in confined environments. This paper presents an open-source BlueROV2 platform combining onboard vision with nonlinear Model Predictive Control (NMPC) for autonomous navigation and docking. The platform integrates an NVIDIA Jetson Orin NX and an Intel RealSense D435i stereo camera in a modular pressure housing. Underwater-calibrated stereo depth and realtime object detection provide relative position measurements of nearby BlueROV2 vehicles in the camera and body frames. A quaternion-based estimator fuses external pose and inertial measurements, while an NMPC controller based on a nonlinear six-degree-of-freedom model tracks planned navigation and docking trajectories. To support reproducible development, we also provide open-source physics-based PX4 SITL and Gazebo environments, multi-robot simulation tools and a lowcost physical docking station. Experiments evaluate underwater perception, onboard computational performance, state estimation, trajectory tracking and autonomous docking.
- Abstract（参考訳）: 自律型水中ロボットは、制限された環境で動作するために、堅牢な知覚、推定、制御を必要とする。
本稿では,自律ナビゲーションとドッキングのための非線形モデル予測制御(NMPC)とオンボードビジョンを組み合わせたオープンソースのBlueROV2プラットフォームを提案する。
このプラットフォームはNVIDIA Jetson Orin NXとIntel RealSense D435iステレオカメラをモジュラー・プレッシャー・ハウジングに統合している。
水中校正されたステレオ深度とリアルタイム物体検出は、カメラとボディフレーム内の近くのBlueROV2車両の相対的な位置測定を提供する。
四元数に基づく推定器は外部のポーズと慣性測定を融合させ、非線形6自由度モデルに基づくNMPCコントローラは計画された航法とドッキング軌道を追跡する。
再現可能な開発を支援するため,オープンソース物理ベースのPX4 SITLとGazebo環境,マルチロボットシミュレーションツール,低コストドッキングステーションも提供する。
実験は水中での知覚、計算性能、状態推定、軌道追跡、自律ドッキングを評価する。
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