Aterrissagem autônoma baseada em visão para mini quadrirrotor

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Rodrigues, Rômulo Teixeira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: computer vision; controle de movimento; estimação de estado; motion control; simulação para VANT; state estimation; UAV simulation; visão computacional
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-09052024-102841/

O problema abordado nesse trabalho de mestrado, pouso autônomo de quadricópteros baseado em visão, explora dois problemas distintos que têm recebido atenção da comunidade científica na última década: estimação de estado e controle do movimento. Em particular, para o problema de aterrissagem, a estimação de estado tem como objetivo estimar a translação e rotação (pose) do veículo em relação ao local de pouso. De acordo com o local do pouso, pode-se dividir os trabalhos em duas classes, nomeadamente baseados em alvos ou regiões de forte textura. O presente trabalho foca em soluções baseadas em alvos. Dessa forma, para resolver o problema, deve-se encontrar o alvo na imagem e estimar a posição da câmera em relação ao mesmo. Para obter a escala, é necessário conhecer as dimensões do alvo. O método é complementado com fluxo ótico baseado na homografia contínua. O fluxo ótico permite estimar a velocidade do veículo em qualquer cenário de forte textura. Os dois métodos e dados inerciais são combinados através do Filtro Estendindo de Kalman. O problema de controle do movimento consiste em dirigir o veículo de forma segura para o alvo. No escopo desta dissertação, um controle de de navegação baseado em linearização da realimentação e um controlador PID garante que o erro convirja para a origem. Simulações e dados reais são realizados, de forma que o funcionamento correto da solução é confirmada. Em particular, para um veículo aéreo de pequeno porte, o método proposto em malha fechada teve um erro quadrático médio de 0.15 m em relação ao local de pouso