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Overview obstacle maps for obstacle aware navigation of autonomous drones

Pestana, Jesus und Maurer, M. und Muschick, Daniel und Hofer, Manuel und Fraundorfer, Friedrich (2019) Overview obstacle maps for obstacle aware navigation of autonomous drones. Journal of Field Robotics, 36, Seiten 734-762. Wiley. doi: 10.1002/rob.21863. ISSN 1556-4959.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/journal/15564967

Kurzfassung

Achieving the autonomous deployment of aerial robots in unknown outdoor environments using only onboard computation is a challenging task. In this study, we have developed a solution to demonstrate the feasibility of autonomously deploying drones in unknown outdoor environments, with the main capability of providing an obstacle map of the area of interest in a short period of time. We focus on use cases where no obstacle maps are available beforehand, for instance, in search and rescue scenarios, and on increasing the autonomy of drones in such situations. Our vision‐based mapping approach consists of two separate steps. First, the drone performs an overview flight at a safe altitude acquiring overlapping nadir images, while creating a high‐quality sparse map of the environment by using a state‐of‐the‐art photogrammetry method. Second, this map is georeferenced, densified by fitting a mesh model and converted into an Octomap obstacle map, which can be continuously updated while performing a task of interest near the ground or in the vicinity of objects. The generation of the overview obstacle map is performed in almost real time on the onboard computer of the drone, a map of size 100 m 75 × m is created in ≈2.75 min, therefore, with enough time remaining for the drone to execute other tasks inside the area of interest during the same flight. We evaluate quantitatively the accuracy of the acquired map and the characteristics of the planned trajectories. We further demonstrate experimentally the safe navigation of the drone in an area mapped with our proposed approach

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/132251/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Overview obstacle maps for obstacle aware navigation of autonomous drones
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pestana, JesusInstitut für Computer Graphics and Vision, Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maurer, M.maurer (at) icg.tugraz.atNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Muschick, DanielInstitut of Automation and Control, Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hofer, ManuelInstitut für Computer Graphics and Vision, Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fraundorfer, Friedrichfriedrich.fraundorfer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5805-8892NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2019
Erschienen in:Journal of Field Robotics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:36
DOI:10.1002/rob.21863
Seitenbereich:Seiten 734-762
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Singh, S.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Wiley
ISSN:1556-4959
Status:veröffentlicht
Stichwörter:aerial robotics, computer vision, mapping, planning
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - D.MoVe (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Photogrammetrie und Bildanalyse
Hinterlegt von: Reinartz, Prof. Dr.. Peter
Hinterlegt am:06 Dez 2019 12:34
Letzte Änderung:23 Jul 2022 13:45

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