پياده سازي الگوريتم درحلقه سامانه موقعيت يابي با دوربين هاي چشم‌ماهي

Localization of Aerial Robot Based on Fisheye Cameras in a Virtual Lab

در اين مقاله رويكرد مكان يابي يك ربات پرنده در يك فضاي محدود توسط دوربين هايي با ديد وسيع ارايه مي شود. در ابتدا شبيه سازي ديناميكي 6 درجه آزادي وسيله در محيط Simulink انجام شده و حركت آن در يك محيط مجازي در 3DsMAX پياده سازي مي شود. در اين محيط تعدادي دوربين چشم ماهي در چند نقطه مستقر شده و تصاوير دريافتي آنها از پرواز ربات پرنده به صورت برونخط توسط كتابخانه هايOpenCV تجزيه و تحليل مي گردند. سپس به منظور كاليبراسيو ن بروني دوربينها از الگويي مشخص شامل تعدادي نقطه روشن كه مختصات معلوم دارند تصويربرداري شده و با كمك روشي مبتني بر نقاط پرسپكتيو، جهت و مكان خود دوربين ها بدست مي آيد. نتايج تحقيق حاكي از اين است كه با دقتي در حدود 4 سانتيمتر مي توان موقعيت وسيله را تخمين زد. شايان ذكر است كه از روش پيشنهادي مي توان در ناوبري رباتهاي فضايي و مريخ نورد نيز بهره برد.

This research represents localization of an aerial robot using fisheye cameras on walls in a simulation environment. The virtual testbed in this work is a quadrotor that is simulated in MATLAB Simulink. Subsequently, the simulation outputs as flight records are used in a virtual lab, which is developed in 3DsMAX. Then, the virtual fisheye cameras (here two) are installed in some different points on the walls and the related images from the cameras are received offline. The gathered images will be processed by OpenCV in a C++ environment. For external calibration, each fisheye camera takes an image from a known pattern consist of some lights placed in the virtual lab. We execute Perspective-n-Point method on the images to obtain pierce direction/position of the camera. For more, the aerial robot is localized by computing the nearest point between two lines of sight. In brief, the outcomes exhibit an accuracy of 4cm in the center of the virtual-room room.