Estimace vzájemné polohy kamerového stereopáru pod vlivem parazitní dynamiky

Abstract

Tato práce rozšiřuje již existující metodu vzájemné sebelokace bezpilotních helikoptér (dále jen UAV - Unmanned Aerial Vehicles). Systém UVDAR je založen na ultrafialových blikajících LED, které detekuje speciální UV kamera typu rybí oko. Na základě získaného rozložení LED na pozorovaném objektu systém dopočítává jeho 3D relativní polohu. Výhodou tohoto systému je, že nepotřebuje vzájemnou komunikaci a je spolehlivý v reálných podmínkach. Použité kamery jsou na UAV skupiny Multirobotických systémů ČVUT neseny v páru, který je umístěn pod určitým úhlem na dvou ramenech na palubě UAV. Použité rozložení těchto kamer vede k překryvu jejich zorného pole, čímž se přímo nabízí možnost zpřesnění lokalizace s využitím stereo efektu. Toto rozložení, které vyžaduje značnou vzájemnou vzdálenost kamer, v kombinaci s dynamikou UAV v letu a mechanickým namáháním, zavádí do vzájemných poloh kamer nejistoty. V práci se autor zabývá návrhem systému, který umožní v reálném čase dopočítávat danou odchylku od původního odhadu polohy kamer a zlepšit tak celý systém vzájemné relativní lokalizace.

This thesis presents en extension of pre-existing mutual relative localization system for UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) called UVDAR. This system is based on blinking ultraviolet LEDs detected by specialized UV-sensitive camera with fisheye lens. Using the known layout of the LEDs on the observed target the system estimates its relative 3D position. The primary advantage of this system is that it doesn’t require direct communication and its reliability in real-world conditions. The cameras used are carried onboard UAVs of the Multi-Robot group in CTU, in pairs attached at on angle on two protrusions. The layout of these cameras allows for an overlap in their visual fields, directly suggesting improvement of the output estimates by exploiting their stereo-effect. However this layout-requiring significant mutual distance of the cameras, coupled with the flight dynamics and mechanical strain-introduces uncertainty into the known relative poses of the cameras. The author of this thesis proposes a system that can calculate these offsets in real time, and thus improve the entire estimate of relative pose of a target.