Bildbasierte Bewegungsbestimmung von unbemannten Luftfahrzeugen mittels visueller Odometrie und Bündelblockausgleichung

Abstract

Der Einsatz von Kameras als zusätzliche Sensoren findet immer größere Anwendung in Bereichen wie der optischen Navigation, der Computer Vision, der Robotik oder Fahrerassistenzsystemen. Auch für unbemannte Luftfahrzeuge ergeben sich interessante Einsatzgebiete. Besonders in gefährlichen Szenarien, in denen es für Menschen zu riskant ist zu agieren, ist der Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen gefragt. Um dabei auch in unbekannten und satellitenabgeschatteten Gebieten navigieren zu können, ist eine satellitenunabhängige Navigation gefragt. In dieser Arbeit wird ein Überblick über verschiedene Methoden der bildbasierten Bewegungsbestimmung gegeben, sowie ein neues bildbasiertes Verfahren zur Positions- und Lagewinkelschätzung in unbekanntem Gebiet entwickelt und evaluiert. Eine an Bord befindliche Stereokamera wird dabei als zusätzlicher Sensor zum GPS- und Inertialsystem genutzt. Vorgeschlagen wird ein Verfahren der visuellen Odometrie mit zusätzlicher lokaler Bündelblockausgleichung. Es soll bei den ARTIS-Hubschraubern des DLR Braunschweig zum Einsatz kommen. Die Auswertung von Flugversuchsdaten hat ergeben, dass das Verfahren bei GPS-Ausfall erfolgreich die Hubschrauberpositionen schätzt, jedoch mit Einschränkungen in der Genauigkeit.