Dissertação

Stereo visual-inertial aided navigation for UAVs EVALUATED

Neste trabalho, desenvolvido no âmbito do projecto ELEVAR, testou-se a aplicabilidade de um sistema baseado em câmeras e sensores inerciais para a navegação de um UAV (Unmanned Aerial Vehicle) quadrirotor, com vista a expandir o envelope de operação a ambientes de fraca recepção de sinal de GPS. Este projecto pretende explorar soluções para a inspecção de estruturas de Engenharia Civil usando UAVs. Desenvolveu-se um sistema usando duas câmeras e um IMU (Inertial Measurement Unit), que foram calibrados intrínseca e extrínsecamente. Um circuito de sincronização por hardware foi desenvolvido, tendo-se usado um SoC (System on a Chip) para o processamento dos dados usando o algoritmo de VIO (Visual-Inertial Odometry) OKVIS, de código aberto. Para validar quantitativamente a performance deste algoritmo, gravou-se um conjunto de trajectórias em ambiente controlado usando um sistema de motion capture, por forma a ter informação precisa de ground truth. O sistema foi integrado com o UAV desenvolvido pela TEKEVER, parte do consórcio deste projecto, sendo usado pelo estimador interno do autopilot a bordo como um sensor de GPS adicional. Para tal, fez-se a georeferenciação dos dados gerados pelo algoritmo de VIO, usando informação do receptor de GPS a bordo e do estimador de orientação do IMU. Tendo validado o sistema em testes de solo, fizeram-se testes em voo, tendo-se concluído que a inclusão de um sistema deste tipo se traduz numa melhoria efectiva das estimativas de posição em condições de fraco sinal de GPS, como as regiões que se pretendem inspeccionar no âmbito do projecto ELEVAR.
Sistemas autónomos, Robótica móvel, Visão computacional, Odometria visual, Odometria visual-inercial

Junho 24, 2019, 14:0

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Orientação

ORIENTADOR

Alexandre José Malheiro Bernardino

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado