Mapování vnitřního prostředí autonomní helikoptérou

Abstract

V této práci představujeme řešení pro mapování vnitřního prostředí UAV. Pro implementaci byla použita upravená kvadrokoptéra doplněná o laserový dálkoměr, interciální měřící jednotku (IMU), modul Px4flow s kamerou měřící optický tok a kompaktní počítač. Vytvořený program v reálném čase přímo na počítači na kvadrokoptéře sestavuje 2D mapu prostředí a určuje aktuální pozici. 2D mapování je založené na ICP-SLAM algoritmu, který využívá jaho hlavní senzor laserový dálkoměr. Měření z laserového scanu jsou kompenzována o náklony kvadrokoptéry podle dat z IMU. Jako náhrada klasické odometrie byl implementován odhad pozice z optického toku kamery. Provedené experimenty prokázaly funkčnost vytvořeného programu v několika typech vnitřního prostředí. Vytvořený program lze použít jako součást řešení pro budoucí plně autonomní činnost kvadrokoptéry.

In this work we present indoor-mapping solution for an quadrotor unmanned aerial vehicle (UAV). The custom-built quadrotor UAV equipped with laser rangefinder, inertial measurement unit (IMU), Px4flow module with optical flow camera and onboard computer was used. Our software creates realtime 2D maps of indoor environment and estimates UAV's position in map. It is based on ICP-SLAM algorithm using laser rangefinder as a main sensor. Laser measurements are enhanced by IMU data. Optical flow camera is used for gross position estimation as a substitution for odometry. Various indoor experiments have confirmed that our solution works and it could be used in the future as a part of the solution for autonomous operation tasks.