Dissertação

Vision based real-time obstacle avoidance for drones while following a moving target EVALUATED

O problema deste trabalho consiste no desvio de obstáculos em tempo real em voos autónomos. Devido ao aumento da utilização de drones em múltiplas aplicações como missões de salvamento ou exploração de ambientes este tópico acaba por ser muito relevante e actual. Esta tese tem como objectivo desenvolver um sistema de controlo para um drone utilizando uma câmara e um Inertial Measurement Unit de forma a garantir um voo seguro enquanto segue um alvo. Algumas abordagens tradicionais focam-se na reconstrução total do espaço, no entanto, esta tese explora uma solução reactiva onde o Tempo para Colisão será calculado para evitar obstáculos. Numa primeira fase, foi desenvolvido um algoritmo de visão que identifica o alvo a seguir, calcula o Tempo para Colisão e identifica as zonas perigosas. De seguida, foi implementado um sistema de controlo em cascata composto por um controlador de modelo preditivo responsável por controlar a posição do drone e um controlador de atitude que calcula a velocidade dos rotores. O algoritmo de controlo preditivo usa a informação do alvo para conduzir o drone a uma posição que permita seguir o alvo em tempo real e, simultaneamente, usa os resultados do Tempo para Colisão para criar potenciais que repilam o drone levando-o a desviar-se de obstáculos. Os resultados de vários voos mostram que o drone consegue desviar-se de obstáculos enquanto segue um alvo. Contudo verificou-se que, em certos ambientes, a estratégia desenvolvida apresentou algumas imprecisões que levaram o sistema a estimar erradamente a distância relativa até ao obstáculo.
Drone, Controlo Preditivo, Visão por Computador, Tempo para Colisão, Desvio de Obstáculos, Seguimento de um Alvo

Setembro 9, 2020, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Tiago Matos

Spin.Works

Especialista

ORIENTADOR

Rodrigo Martins de Matos Ventura

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar