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Campoy, PascualAutor o Coautor

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14 de agosto de 2025
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Visual Active SLAM Method Considering Measurement and State Uncertainty for Space Exploration

Publicado en: AEROSPACE. 12 (7): 642- - 2025-07-20 12(7), DOI: 10.3390/aerospace12070642

Autores:

Zhao, Y; Xiong, Z; Wang, JQ; Zhang, L; Campoy, P
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Afiliaciones

Jiangsu Univ Technol, Sch Elect Informat Engn, Changzhou 213001, Peoples R China - Autor o Coautor
Nanjing Univ Aeronaut & Astronaut, Coll Automation Engn, Nanjing 211106, Peoples R China - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Comp Vis & Aerial Robot Grp, Madrid, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

This paper presents a visual active SLAM method considering measurement and state uncertainty for space exploration in urban search and rescue environments. An uncertainty evaluation method based on the Fisher Information Matrix (FIM) is studied from the perspective of evaluating the localization uncertainty of SLAM systems. With the aid of the Fisher Information Matrix, the Cram & eacute;r-Rao Lower Bound (CRLB) of the pose uncertainty in the stereo visual SLAM system is derived to describe the boundary of the pose uncertainty. Optimality criteria are introduced to quantitatively evaluate the localization uncertainty. The odometry information selection method and the local bundle adjustment information selection method based on Fisher Information are proposed to find out the measurements with low uncertainty for localization and mapping in the search and rescue process. By adopting the method above, the computing efficiency of the system is improved while the localization accuracy is equivalent to the classical ORB-SLAM2. Moreover, by the quantified uncertainty of local poses and map points, the generalized unary node and generalized unary edge are defined to improve the computational efficiency in computing local state uncertainty. In addition, an active loop closing planner considering local state uncertainty is proposed to make use of uncertainty in assisting the space exploration and decision-making of MAV, which is beneficial to the improvement of MAV localization performance in search and rescue environments. Simulations and field tests in different challenging scenarios are conducted to verify the effectiveness of the proposed method.
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Palabras clave

Active loop closingComputational efficiencyComputer visionDecision makingFisher information matricesFisher information matrixInformation selectionLocalisationLoop-closingMatrix algebraMeasurement and state uncertaintyNatural resources explorationSelection methodsSlam roboticsSpace exploratioSpace explorationSpace explorationsSpace researchStereo image processingUncertaintyUncertainty analysisVisual active slam

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista AEROSPACE debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 16/55, consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Engineering, Aerospace. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q2 para la agencia Scopus (SJR) en la categoría Aerospace Engineering.

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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-24:

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

    • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
    • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/95519/

    Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

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    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: China.

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Último Autor (CAMPOY CERVERA, PASCUAL).

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    Reconocimientos ligados al ítem

    This work was partially supported by Changzhou Sci & Tech Program (Grant No. CJ20241081) and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 62341119).
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