Sistema de Reconstrução 3D Aéreo em Tempo-Real e de Baixo Custo para Ambientes Externos baseado em Filtro de Kalman Robusto Markoviano

Resumo

Este projeto de pesquisa propõe o desenvolvimento de um sistema de reconstrução 3D em tempo-real e de baixo custo utilizando Micro Aéreos Veículos (MAVs) para o sensoriamento remoto. Para isto será desenvolvido uma abordagem de localização e mapeamento simultâneos (SLAM, Simultaneous Localization and Mapping) baseada em filtro de Kalman robusto a incertezas paramétricas para Sistemas Lineares sujeito a Saltos Markovianos (SLSM). Este filtro realizará a fusão das medidas de uma Unidade de Medida Inercial (UMI) e de um receptor GPS (Global Positioning System) com as observações de posição de marcadores visuais fornecidas por uma câmera monocular. Os saltos Markovianos serão utilizados para modelar a transição entre os diferentes modos de operação do sistema com o objetivo de se obter um comportamento aceitável e cumprir exigências de desempenho mesmo na presença de mudanças bruscas na dinâmica do sistema. E o filtro de Kalman robusto será implementado em sua versão de algoritmo Array que possui características numéricas interessantes para implementações em tempo-real.A aquisição das imagens aéreas será realizada pelo quadricóptero SOLO da 3D Robotics, que estará equipado com câmera, UMI e receptor GPS. A interface de comunicação com a aeronave será feita através do desenvolvimento de um driver da aeronave SOLO para ROS (Robotic Operating System). O qual permitirá o acesso direto a todos os sensores e atuadores do MAV através de um computador conectado por meio de uma rede sem fio. E o sistema de reconstrução 3D será desenvolvido em linguagem C++.