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Collaborative Multi-Rover Crater Exploration: Concept and Results from the ARCHES Analog Mission

Burkhard, Lukas und Sakagami, Ryo und Lakatos, Kristin und Gmeiner, Heinrich und Lehner, Peter und Reill, Josef und Müller, Marcus Gerhard und Durner, Maximilian und Wedler, Armin (2024) Collaborative Multi-Rover Crater Exploration: Concept and Results from the ARCHES Analog Mission. In: 2024 IEEE Aerospace Conference, AERO 2024. IEEE. 2024 IEEE Aerospace Conference, 2024-03-02 - 2024-03-09, Big Sky, MT, USA. doi: 10.1109/AERO58975.2024.10521301. ISBN 979-835030462-6. ISSN 1095-323X.

[img] PDF
9MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10521301/

Kurzfassung

Access to extreme terrain, like caves or craters, is a key challenge for future planetary exploration robots. Many experimental robotic systems either use innovative locomotion concepts or elaborate mission designs to explore more challenging terrain. However, this requires a highly-specialized task-specific robot design, limiting the scope of the robot's general application. We investigate an alternative approach, by enabling an existing team of rover systems to crater exploration as an additional opportunistic mission task. The rovers collaborate in a tethered abseiling operation, enhancing the locomotion capabilities of one member of the robotic team. We use our two planetary rover prototypes for crater exploration within the scope of a general multi-purpose multi-robot Moon analog mission. In this paper, we first outline the design of and the modifications to our rover systems and describe the general partial-autonomous setup of the experiment, including the robot collaboration for hooking the tether and the abseiling into the crater. Second, we showcase the feasibility of this concept during a Moon analog campaign on the volcano Mt. Etna, Italy, in 2022. At the site, the rovers successfully access the Cisternazza crater, a crater of approximately 150 m in width and 30 m in depth, featuring steep flanks of partially compacted and partially loose volcanic soil. The experiment showed the feasibility of collaborative manipulation for tethering the two rovers. It additionally demonstrated enhanced rover locomotion capabilities due to the winch, enabling safe crater exploration. We finally discuss the lessons learned from this experiment and the remaining implementation steps to achieve full locally autonomous crater exploration.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/204330/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Collaborative Multi-Rover Crater Exploration: Concept and Results from the ARCHES Analog Mission
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Burkhard, LukasLukas.Burkhard (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9514-8494159787477
Sakagami, RyoRyo.Sakagami (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0149-4378NICHT SPEZIFIZIERT
Lakatos, KristinKristin.Lakatos (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3881-9639NICHT SPEZIFIZIERT
Gmeiner, HeinrichHeinrich.Gmeiner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lehner, PeterPeter.Lehner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3755-1186159787479
Reill, JosefJosef.Reill (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4092-063XNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, Marcus GerhardMarcus.Mueller (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Durner, Maximilianmaximilian.durner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8885-5334NICHT SPEZIFIZIERT
Wedler, ArminArmin.Wedler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8641-0163NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Mai 2024
Erschienen in:2024 IEEE Aerospace Conference, AERO 2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/AERO58975.2024.10521301
Verlag:IEEE
ISSN:1095-323X
ISBN:979-835030462-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Planetary Exploration, Crater Exploration, Robot Collaboration, Rovers, Tethered Locomotion, Robotic Manipulation
Veranstaltungstitel:2024 IEEE Aerospace Conference
Veranstaltungsort:Big Sky, MT, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:2 März 2024
Veranstaltungsende:9 März 2024
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt MOREX [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Burkhard, Lukas
Hinterlegt am:17 Mai 2024 11:51
Letzte Änderung:04 Jun 2024 11:22

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