Kooperativní filmování pozemního pohybujícího se objektu skupinou bezpilotních helikoptér

Abstract

Tato bakalářská práce implementuje algoritmus pro sledování pozemního cíle formací bezpilotních helikoptér (UAV) vybavených běžnou kamerou popsaný F. Poiesim a A. Cavallarem [1]. Byly provedeny úpravy umožňující využití helikoptér skupiny Multi-robotických systémů (MRS) [2]. Jedná se zejména o úpravu výstupu algoritmu pro řízení na relativní pozici a pro vysokou výpočetní frekvenci platformy. Dodatečně byly přidány nástroje pro potlačení oscilací a práci s dočasnou ztrátou cíle. Byla vyvinuta metoda pro odhad náklonu povrchu pod formací, umožňující zpřesnění pozice cíle umístěného v přirozeném prostředí. Zmíněné algoritmy byly implementovány jako node pro Robot Operating System (ROS), aby byla zaručena kompatibilita s ostatními subsystémy užívanými skupinou MRS. Algoritmy byly odzkoušeny v simulátoru Gazebo a částečně pomocí experimentů s reálnými helikoptérami.

This thesis implements an algorithm for vision-based ground target following by a formation of unmanned aerial vehicles described by F. Poiesi and A. Cavallaro [1]. Various modifications were made to account for the specific properties of the platforms used by the Multi-robot Systems (MRS) group [2]. These changes comprised of adjustment of the outputs to the setpoint-based control scheme and high processing speed of the platform. Additionally methods for suppression of formation oscillations and temporary loss of line-of-sight with the target. Another contribution of the thesis is the development of a method for estimation of the slope of the ground on which the target is positioned, that allows for refinement of the target position on a natural terrain. These algorithms were implemented as a node for the Robot Operating System, in order to ensure compatibility with other subsystems used by the MRS. The implemented algorithms were tested in a simulation environment and partially in real-world experiments with physical UAVs.