Trabajo Fin de Grado
Ensayo de técnicas de guiado Visuo-Inercial para vehículos aéreos con ROS-Gazebo
Autor/es | González Abascal, José Javier |
Director | Vivas Venegas, Carlos |
Departamento | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática |
Fecha de publicación | 2020 |
Fecha de depósito | 2020-11-10 |
Titulación | Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería de las Tecnologías Industriales |
Resumen | El objetivo de este trabajo fin de grado es ensayar un conjunto de técnicas de estimación de la posición y orientación de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) empleando principalmente métodos de visión monocular que son ... El objetivo de este trabajo fin de grado es ensayar un conjunto de técnicas de estimación de la posición y orientación de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) empleando principalmente métodos de visión monocular que son complementados empleando fusión sensorial con la unidad de medida inercial (IMU). Se plantean dos metodologías en el problema de visión: (i) una primera en la línea de los marcadores naturales en la que el sistema no dispone de marcadores específicos conocidos a priori que permitan resolver el problema de modo absoluto, por lo que la solución se proporciona en términos de desplazamientos relativos con respecto al anterior, y (ii) otra basada en marcadores artificiales en la que el sistema sí que dispone de marcadores visuales que permiten el posicionamiento absoluto con respecto a unos elementos definidos con anterioridad. Como entorno de simulación haremos uso de Gazebo, un potente software gratuito orientado al trabajo con vehículos robotizados, que cuenta con un motor de física robusto y permite la generación de gráficos de alta calidad en simultaneidad con el transcurso de la propia simulación. Para la implementación de los algoritmos, se trabajará con ROS, un producto de código abierto consistente en un conjunto de librerías y herramientas software destinadas a la programación de sistemas robóticos. Esta plataforma permite, además, trabajar en simulación con los mismos ejecutables que posteriormente serían implementados en un hardware real y cuenta con los procedimientos necesarios para lograr la correcta comunicación con Gazebo durante la simulación. Los algoritmos de procesado de imágenes se ejecutarán empleando OpenCV que es una plataforma de código abierto ampliamente documentada. En la parte final del trabajo, se analizan los resultados de las simulaciones gráfica y numéricamente, haciendo uso del entorno ROS/Gazebo y de los algoritmos de procesado de imagen y fusión sensorial propuestos. The aim of this end-of-degree project is to compare several pose estimation methods for Unmanned Aerial Vehicles (UAV) mainly based on monocular vision. These monocular vision methods will be improved by fusing it with ... The aim of this end-of-degree project is to compare several pose estimation methods for Unmanned Aerial Vehicles (UAV) mainly based on monocular vision. These monocular vision methods will be improved by fusing it with Inertial Measurement Unit (IMU) data. Two different approaches are chosen for the monocular vision based pose estimation: (i) The first one does not require any previous knowledge about the environment as it is based on natural landmarks, so the output is a displacement between the previous pose and the current one and (ii) a second approach related to fiducial markers which takes advantage of objects or elements whose dimensions and shape are known beforehand. Gazebo, an open-source robot simulator, will be used because of its high-quality graphics and its robust simulation engine. In order to implement the algorithms for the UAV and connect to Gazebo, ROS will be needed. Therefore, the ROS files used during the simulation can be saved for future real-life experiments. In addition, vision related algorithms will include OpenCV libraries as it is also open source. Finally, results obtained from the simulations will be analysed and compared. |
Cita | González Abascal, J.J. (2020). Ensayo de técnicas de guiado Visuo-Inercial para vehículos aéreos con ROS-Gazebo. (Trabajo Fin de Grado Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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