Navigace a řízení kvadrokoptéry

Abstract

Práce se zabývá autonomní navigací kvadrokoptéry ve venkovním prostředí na platformě AR.Drone. Úkolem je samostatný přesun po zadané trase a autonomní přistání na plošině umístěné v cílovém bodě. Práce popisuje platformu AR.Drone včetně dostupných vývojových nástrojů a postup rozšíření senzorů kvadrokoptéry o GPS a magnetický kompas. Dále je představena navržená navigační architektura, jsou popsány role jejích klíčových částí a řízení v jednotlivých fázích letu. Přistání v cíli je řízeno podle kamer umístěných na kvadrokoptéře s vyhledáváním na základě výrazné barvy. Práce se také zabývá detekcí překážek z přijímaného videa pomocí výpočtu optického toku, potlačováním pohybů kvadrokoptéry a vyhýbáním se významným změnám v obraze. Řídicí program je implementován včetně pomocné aplikace pro ladění ze záznamu a úspěšně otestován v reálném prostředí.This paper focuses on autonomous navigation of AR.Drone quadrocopter in outdoor environment. The goal is to follow a specified route and land autonomously on a platform placed at the destination. Firstly, the AR.Drone platform, its development kit and sensor extension with GPS and a magnetic compass are described. Then, the navigation architecture of a control program is presented describing important blocks and its' individual tactics. Localization of the landing platform is based on its color. The video is also used to detect nearby obstacles using optical flow calculation suppressing the quadrocopter movements and to avoid the greater changes in the image. The control program implementation is then tested in real environment and the results are presented.