Autonomous landing of Unmanned Aerial Vehicles on maritime vessels is challenging due to the coupled motion of the vehicle and landing platform in open-sea conditions. This paper presents a reinforcement-learning-based approach for autonomous multirotor landing on moving maritime platforms without requiring explicit platform-state information. The proposed method uses multirotor state measurements together with local visual features, consisting of keypoints and associated descriptors extracted from the landing surface, to predict attitude and thrust commands. These commands are tracked by a conventional low-level controller. The policy is trained in simulation using synthetic keypoints with randomly generated normalized descriptors, enabling zero-shot deployment with different local feature extractors onboard the UAV. We evaluate the method in a realistic simulator and show that it outperforms a state-of-the-art Model Predictive Control baseline under platform motions corresponding to ``Very Rough'' sea conditions. Finally, we perform extensive real-world experiments, demonstrating autonomous onboard landing using two different local feature extractors. To the best of our knowledge, this is the first approach for agile multirotor landing on maritime platforms in turbulent waters that does not rely on an explicit platform-state representation.


翻译:无人机在开阔海域的自主降落面临飞行器与移动平台耦合运动的挑战。本文提出一种基于强化学习的多旋翼自主降落方法,无需显式获取平台状态信息即可在移动海事平台上实现降落。该方法利用多旋翼状态测量值与局部视觉特征(包括从降落表面提取的关键点及关联描述子)预测姿态与推力指令,并由传统底层控制器跟踪执行。策略训练采用包含随机生成归一化描述子的合成关键点进行仿真,这使得无人机可在不同局部特征提取器下实现零样本部署。我们在高逼真度仿真器中评估该方法,结果表明在对应“极恶劣”海况的平台运动条件下,该方法优于现行最优的模型预测控制基线方法。最终通过大规模实景实验,验证了使用两种不同局部特征提取器的自主机载降落能力。据我们所知,这是首个无需显式平台状态表征即可在湍流海域实现多旋翼敏捷降落的方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

《面向海军应用的无人机网络安全仿真环境》
专知会员服务
19+阅读 · 4月7日
景象匹配无人机视觉定位
专知会员服务
21+阅读 · 2025年2月20日
无人机空地网络研究综述
专知会员服务
51+阅读 · 2024年5月19日
跨域无人集群协同反潜搜索方法研究
专知会员服务
38+阅读 · 2024年5月1日
水下航行器视觉控制技术综述
专知会员服务
49+阅读 · 2024年1月9日
面向无人机的视觉目标跟踪算法:综述与展望
专知会员服务
81+阅读 · 2023年2月28日
人工智能时代智能化海战模式
科技导报
21+阅读 · 2019年7月5日
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
【学科发展报告】无人船
中国自动化学会
29+阅读 · 2019年1月8日
海洋论坛丨水声目标识别技术现状与发展
无人机
26+阅读 · 2018年12月17日
水下无人系统发展现状及关键技术
无人机
21+阅读 · 2018年1月5日
雷达海面目标识别技术研究进展
科技导报
22+阅读 · 2017年11月13日
无人艇的发展趋势
无人机
13+阅读 · 2017年11月6日
无人机飞行控制方法概述
无人机
12+阅读 · 2017年10月7日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
《面向海军应用的无人机网络安全仿真环境》
专知会员服务
19+阅读 · 4月7日
景象匹配无人机视觉定位
专知会员服务
21+阅读 · 2025年2月20日
无人机空地网络研究综述
专知会员服务
51+阅读 · 2024年5月19日
跨域无人集群协同反潜搜索方法研究
专知会员服务
38+阅读 · 2024年5月1日
水下航行器视觉控制技术综述
专知会员服务
49+阅读 · 2024年1月9日
面向无人机的视觉目标跟踪算法:综述与展望
专知会员服务
81+阅读 · 2023年2月28日
相关资讯
人工智能时代智能化海战模式
科技导报
21+阅读 · 2019年7月5日
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
【学科发展报告】无人船
中国自动化学会
29+阅读 · 2019年1月8日
海洋论坛丨水声目标识别技术现状与发展
无人机
26+阅读 · 2018年12月17日
水下无人系统发展现状及关键技术
无人机
21+阅读 · 2018年1月5日
雷达海面目标识别技术研究进展
科技导报
22+阅读 · 2017年11月13日
无人艇的发展趋势
无人机
13+阅读 · 2017年11月6日
无人机飞行控制方法概述
无人机
12+阅读 · 2017年10月7日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
26+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
24+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员