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Soler 2-DOF laser structure for autonomous external quadrotor guidance

Diego Pavan Soler Marcelo Becker

2019

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  • Título:
    Soler 2-DOF laser structure for autonomous external quadrotor guidance
  • Autor: Diego Pavan Soler
  • Marcelo Becker
  • Assuntos: AERONAVES NÃO TRIPULADAS; VISÃO COMPUTACIONAL; ROBÔS; AGRICULTURA DE PRECISÃO; Quadrotor; Cooperação Robótica
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Descrição: Esta dissertação, Dispositivo autônomo com 2 graus de liberdade para guiar um, quadrotor, tem como objetivo projetar um novo método para, atrair um veículo aéreo para, um veículo terrestre usando um sistema composto de uma câmera e um laser para pouso autônomo. Esta aplicação foi projetada para ser usada em conjunto com outros métodos de localização. Este é um problema complexo que requer para sua solução o uso de metodologias em diferentes campos, tanto no robô aéreo quanto no terrestre. No robô terrestre, conhecido como Mirã, uma estrutura foi projetada usando peças impressas em impressora 3D, dois motores de passo ajustados para 1:16 micropasso são usados para orientar com precisão uma câmera e um laser com 2 DoF. O motor é controlado por um algoritmo de visão computacional que usa quatro LEDs verdes no robô aéreo. Com a combinação de um filtro de luz e um filtro de cor auxiliados por um filtro métrico, o algoritmo pode encontrar a posição dos LEDs na imagem. Ao estimar a distância entre o centro do objeto formado pelos LED e o centro da imagem. O algoritmo converte o valor em ângulo de azimute e elevação usando os parâmetros de calibração da câmera permitindo assim que a estrutura, siga e direcione o laser no robô aéreo, com um erro de elevação = 4.96° e azimute = 0.27° com desvio padrão de 1.03 e 0.51 graus respectivamente. Para chamar o robô aéreo, a estrutura executará um corte linear, ao mover o motor de elevação e por este motivo a precisão em azimute é feita, maior. No veículo aéreo, usando uma matriz de 6 x 6 fotodetectores.,foi concebido um sensor de 0.5 x 0.5 m capaz de estimar a posição do laser no sensor a uma taxa de 200 Hz. O veículo aéreo decodifica a leitura do sensor e armazena múltiplas instâncias das leituras, então uma aproximação linear dos pontos obtidos é usada, para estimar a direcão de um vetor, o sentido é estimado observando os pontos mais
    antigos e os mais recentes, resultando assim em um vetor velocidade que é enviado para o veículo aéreo seguir. Uma vez que o veículo esteja próximo o suficiente, a estrutura realizará um corte na direçáo oposta, comandando a parada do veículo aéreo e permitindo uma aterrissagem autônoma confiável.
  • Data de criação/publicação: 2019
  • Formato: 126 p.
  • Idioma: Inglês
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  • Realização: ABCD-USP USP   Logos de Redes Sociais: Freepik

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