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

• Processo: 15/18085-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 25 de janeiro de 2016
• Data de Término da vigência: 24 de janeiro de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Roberto Santos Inoue
• Beneficiário: Roberto Santos Inoue
• Pesquisador Anfitrião: Fabio Tozeto Ramos
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Sydney, Austrália
• Assunto(s): Robótica Reconstrução tridimensional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Filtragem robusta | Quadricóptero | Reconstrução 3D | Robótica | Robótica

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++.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

INOUE, ROBERTO S.; GUIZILINI, VITOR; TERRA, MARCO H.; RAMOS, FABIO; BICCHI, A; OKAMURA, A. Markovian Jump Linear Systems-based filtering for Visual and GPS Aided Inertial Navigation System. 2017 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS), v. N/A, p. 7-pg., 2017-01-01. (14/50851-0, 15/18085-8, 14/08432-0)