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Enregistrement W1489768645

Development of a visual-teach-and-repeat based navigation technique on quadrotor aerial vehicle

2014· dissertation· en· W1489768645 sur OpenAlexfundaboutno aff
Trung Nguyen

Notice bibliographique

RevueMemorial University Research Repository (Memorial University) · 2014
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueRobotics and Sensor-Based Localization
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMemorial University of Newfoundland
Mots-clésComputer visionArtificial intelligenceFeature (linguistics)Computer sciencePosition (finance)Global Positioning System
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The objective of this thesis is to develop a vision-based navigation and control technique for quadrotor to operate in GPS-denied environments. The navigating technique has been developed while using Visual-Teach-and-Repeat (VT&R) method. This method is qualitative where the position of the quadrotor is estimated based on a set of reference images. These reference images are collected while taking the quadrotor manually along a desired route. Each image, collected in the database, represents one segment of the desired route. The features are extracted from these images using a well-known method, Speeded-Up Robust Features (SURF) [1]. When the quadrotor is navigated along the desired route (repeat mode), the quadrotor performs self-localization. Three methods of self-localization are presented. In method I, the SURF features observed on the current image are matched with the SURF features of the reference images to compute the probability value of each segment in the desired route. The segment that provides the best probability value is chosen as the current segment of the quadrotor. To improve the accuracy of localization, in the method II, the condition of feature-size relation with spatial distance is imposed. In the method III, the estimation of the current segment of the quadrotor is built on Bayes’s rule. Based on the appearance-based error of feature coordinates, the system computes qualitative motion control commands (desired yaw and height) for the next movement in order to control the quadrotor to follow the desired route. This computation is developed on Funnel Lane theory, which was originally proposed in [2], in order to 2D navigate ground vehicle following the desired route. The thesis extends it to 3D navigation for the quadrotor. Funnel Lane theory qualitatively defines possible positions where the vehicle can fly straight by the constraints of features coordinates between the current image and the reference image. If the quadrotor locates outside the funnel lane, it will be navigated back to the funnel lane. A nonlinear geometric controller has been developed to convert the motion control commands, generated basing on VT&R technique, into control inputs necessary for the four rotors in the quadrotor. The design of proposed controller is simplified by concentrating on the errors of rotational matrix, instead of attempting to access the errors of each degree of freedom. The quadrotor for this thesis is chosen as the well-known AR.Drone model [3]. The whole system is modeled and simulated in Gazebo simulator using Robot Operating System (ROS). Four image databases have been used for testing self-localization: two databases around Engineering building of Memorial University of Newfoundland, COLD database and New College database. With proposed VT&R technique, the quadrotor is able to independently follow a long route without GPS-information or the support from an external tracking system. The proposed system has a simple implementation, inexpensive computation and high potential for exploring and searching-and-rescuing missions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,103
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,016
Tête enseignante GPT0,252
Écart entre enseignants0,235 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2014
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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