Mapování prostoru robotickou helikoptérou

Abstract

Tato práce se zabývá rozborem a řešením problému mapování okolního prostředí robotické helikoptéry s využitím dálkového senzoru na palubě. Je proveden rozbor typů senzorů potenciálně vhodných pro tuto aplikaci. Z těch byl po konzultaci s vedoucím práce vybrán laserový dálkoměr rozmítající paprsek v jedné rovině. Dále je pojednáno o možnostech zpracování a uložení naměřených dat. Jako hlavní datová struktura byl vybrán octree, který je implementován ve volně dostupné knihovně OctoMap. Následně je popsán implementovaný softwarový systém v jazyce C/C++. Ten zajišťuje sběr dat ze senzoru a jejich ukládání do octree. Dále poskytuje funkce pro prohledávání naměřených dat za účelem detekce kolize helikoptéry s překážkou na letové trase. Experimenty ukázaly, že softwarové řešení splňuje nároky pro nasazení do palubního počítače robotické helikoptéry. Pro zlepšení mapování je na základě experimentů doporučeno vyzkoušet použití 3D lidaru.

This thesis aims to analyse and work out the problem of mapping the robotic helicopter's environment with an on-board range sensor. Potentially suitable range sensors are theoretically analyzed. A lidar transmitting a laser ray in a 2D plane was chosen after a consultation with the thesis supervisor. Next, an analysis of effective way of processing and storing the sensor data is presented. Octree, which is implemented in n open-source library OctoMap, was chosen as the main data structure. A software system implemented in C/C++ is then described. The software collects range sensor data, stores them in the octree and provides an API for searching the measured data for the sake of collision detection. Experiments showed that the implemented software is suitable for deployment to the onboard helicopter computer. Furthermore based on the experiments, a 3D lidar is recommended to try for the environment mapping.