Design and Flight Demonstration of a Quadrotor for Urban Mapping and Target Tracking Research

要約

この論文では、都市地図作成、危険回避、目標追跡研究のための画像センサーを備えた小型クワッドローターのハードウェア設計と飛行デモンストレーションについて説明します。
この車両には、ほぼ全方位の視野を可能にする 2 組の魚眼ステレオ カメラと 2 軸ジンバル カメラを含む 5 台のカメラが装備されています。
データ収集には、ロボット オペレーティング システム ソフトウェアを実行するオンボード NVIDIA Jetson Orin Nano コンピューターが使用されます。
自律追跡動作は、移動する GPS 座標を追跡するためにクワッドローターとジンバルカメラの動きを調整するために実装されました。
データ収集システムは、一連の道路や駐車場を移動する GPS タグ付き車両を追跡する飛行テストを通じて実証されました。
環境のマップは、ダイレクト スパース オドメトリ (DSO) アルゴリズムを使用して収集された画像から再構築されました。
クアッドローターの性能は、音響ノイズ、通信範囲、ホバリング時のバッテリー電圧、最大速度テストによっても特徴づけられました。

要約(オリジナル)

This paper describes the hardware design and flight demonstration of a small quadrotor with imaging sensors for urban mapping, hazard avoidance, and target tracking research. The vehicle is equipped with five cameras, including two pairs of fisheye stereo cameras that enable a nearly omnidirectional view and a two-axis gimbaled camera. An onboard NVIDIA Jetson Orin Nano computer running the Robot Operating System software is used for data collection. An autonomous tracking behavior was implemented to coordinate the motion of the quadrotor and gimbaled camera to track a moving GPS coordinate. The data collection system was demonstrated through a flight test that tracked a moving GPS-tagged vehicle through a series of roads and parking lots. A map of the environment was reconstructed from the collected images using the Direct Sparse Odometry (DSO) algorithm. The performance of the quadrotor was also characterized by acoustic noise, communication range, battery voltage in hover, and maximum speed tests.

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