Sebelokalizace bezpilotní helikoptéry v úloze inspekce stožárů elektrického vedení

Abstract

V této práci je představena metoda lokalizace založená na fúzi měřenı́ GNSS a Li-DAR pro zlepšenı́ přesnosti odhadu polohy v okolı́ stožárů vysokého napětı́. Studium autonomnı́ch bezpilotnı́ch prostředků (UAV) se stalo významnou podoblastı́ mobilnı́ robotiky. Jednı́m z přı́padů jeho využitı́ je kontrola elektrického vedenı́ a pomoc při jeho údržbě. UAV potřebujı́ pro správnou funkci přesnou navigaci, při tomto úkolu obzvlášť, protože mohou snadno poškodit sebe nebo části elektrického vedenı́. Elek-tromagnetické rušenı́ v oblasti tento úkol dále komplikuje tı́m, že zhoršuje přesnost magnetometrů a GPS, které se obvykle použı́vajı́ pro vlastnı́ lokalizaci při venkovnı́ch misı́ch. Abychom se těmto rušivým vlivům vyhnuli, navrhujeme systém založený na měřenı́ z 3D LiDAR. Tato práce popisuje navrhovaný systém včetně všech použitých algoritmů a vyhodnocuje chybu odhadu oproti skutečné pozici.

This thesis presents a localization method based on the fusion of GNSS and LiDAR measurements to improve the precision of the position estimate around high-voltage transmission towers. The study of autonomous unmanned aerial vehicles (UAVs) has become an important subfield of mobile robotics. One of its use cases is inspecting power lines and transmission towers and assisting in their maintenance. UAVs need precise navigation to function properly, especially in this task, as they can easily damage themselves or parts of power lines. Electromagnetic interference in the area further complicates this task by degrading the accuracy of magnetometers and GNSS, which are typically used for self-localization during outdoor missions. To reduce the influence of these interferences, we propose a system based on measurements from 3D LiDAR. This work describes the proposed system, including all the algorithms used, and evaluates the estimation error using a precise ground truth.