基于Apriltag算法的在线恢复深度的无人机单目SLAM系统 .pdfVIP

控制系统与智能制造

DOI院10.19557/ki.1001-9944.2021.05.004

基于Apriltag算法的在线恢复深度的无人机单目SLAM系统

安晨亮袁高喜天袁冀东

渊天津工业大学电气工程与自动化学院袁天津300387冤

摘要院

该文使用单目传感器袁为大疆自主无人机设计了具有深度恢复功能的可扩展的同时

定位与建图渊SLAM冤框架袁该无人机利用机器人操作系统渊ROS冤集成在机载计算机中遥具

体地基于ORB鄄SLAM2算法袁获得了机载单目视觉具有比例的姿态信息袁并且利用Apriltag2

进行融合操作以恢复场景深度信息遥另外袁基于单目传感器袁姿态转换模块和姿态发布模

块被设计为允许无人机直接使用的相应的姿态信息遥利用所提供的姿态信息袁设计了无人

机的外环几何跟踪控制器袁通过计算期望的推力和姿态来完成从轨迹规划模块生成的飞

行任务遥由于在ROS中明确定义了通信接口袁因此可以轻松实现所提出的框架袁从而使无

人飞行器仅凭单目视觉即可稳定袁准确地自主执行轨迹跟踪和着陆任务遥

关键词院

无人机曰SLAM曰Apriltag2曰尺度恢复

中图分类号院V279曰V249.1文献标识码院A文章编号院员园园员鄄渊圆园怨怨源源21冤05鄄园园16鄄园6

AnUAVMonocularSLAMSystemwithOnlineRecoveryDepthBasedonApriltag

Algorithm

ANChen鄄liang袁GAOXi鄄tian袁JIDong

渊SchoolofElectricalEngineeringandAutomation袁TiangongUniversity袁Tianjin300387袁China冤

Abstract院Withonlyamonocularsensor袁anextensibleframeworkofsimutaneouslocalizationandmapping渊SLAM冤is

designedwithdepthrecoveryforaDJI鄄autonomousdrone袁whichisintegratedinanonboardcomputerbyutilizingthe

robotoperatingsystem渊ROS冤.Specifically袁onthebasisoftherepositoryORB鄄SLAM2袁thescaledposeoftheonboard

monocularvisionisobtained袁andtheApriltag2isutiliziedtomakefusionoperationtorecoverscenedepthinforma鄄

tion.Inaddition袁basedonthemonocularsensor袁aposeconversionmoduleandaposereleasemodulearedesigned

toallowthedronetodirectlyusethecorrespondingposeinformation.Withtheprovidedposeinformation袁anouter鄄

loopgeometrictrackingcontrollerfortheunmanedaerialvehicle渊UAV冤isintegratedtocompleteflighttasksgenerat鄄

edfromthetrajectoryplanningmodule袁bycalculatingtherequiredthrustandattitude.Sincecommunicationinterfac