Vision-Based State Estimation for Autonomous Rotorcraft MAVs in Complex Environments

HKUST沈劭劼的微型无人机避障系统

摘要

机载避障关键点在于低耗的传感器以及实时避障算法,该系统使用25Hz的鱼眼摄像头和一个低频的第二摄像头,外加IMU传感器fusion进行100Hz的飞行器控制

介绍

这里有一个有趣的软件PTAM(Parallel Tracking and Mapping),是一个基于SLAM的增强现实应用,可以去进行参考了解。论文的主要贡献点在于提供了完整的系统架构,从硬件到软件到算法,完成了机载设备的自动导航

方法

1.相机标定以及特征提取跟踪
2.坐标系的正确转换
3.基于单目的Local Mapping
4.基于低帧率的立体匹配
5.误差校正和修复
6.UKF-Based的传感器融合(这一点可以需要的时候进行仔细的研究学习)

实验部分

硬件:公司购买的飞行器,使用ARM7的机载处理器,具有双核1.86GHz和2GB RAM,120GB SSD。传感器为752*480的鱼眼摄像头,以及3.5mm f1.4 1Hz的第二摄像头,MicroStrain 3DM-GX3-25 IMU,用802.11g networking,总重1.983kg.

软件:C++ using ROS, OpenCV,最大特征数1000,以及一些相关参数的调整,最后算法占用了50%的CPU,以及使用该算法与装有Vicon motion tracking system进行比较。

测试:1.算法的姿态与GT比较 2.机载定点盘旋 3.复杂环境里的自动导航

思路:作者主要使用ROS和OpenCV里面的工具进行系统的架构,可以去进行相关研究。

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