无GPS信号区域微小型四旋翼飞行机器人的自主导航与环境探测技术研究

项目名称： 无GPS信号区域微小型四旋翼飞行机器人的自主导航与环境探测技术研究

项目编号： No.61040014

项目类型： 专项基金项目

立项/批准年度： 2011

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 方正

作者单位： 东北大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 微小型四旋翼飞行机器人相比于地面移动机器人具有更好的移动灵活性和监控视角，在自主探测、监控和救援等领域有着广泛的应用前景。但由于其依赖于GPS系统进行导航且缺乏里程计系统，因此无法适用于室内、危险矿井等无GPS信号区域。针对此问题，本项目拟利用机载微型传感器实现飞行机器人在无GPS信号未知环境的自主导航与环境探测，并建立环境地图。主要研究内容包括：1）采用特性互补的微型激光和单目视觉传感器，提出适合于飞行机器人的里程计预估算法；2）引入优化理论到粒子滤波方法中，提出鲁棒高效的位姿预估方法；3）改进SLAM算法的建议分布，提出飞行机器人的多维SLAM方法，建立二维和三维环境地图；4）利用信息论方法研究最优的未知环境探索策略，使得探索时间更短，且获得的地图质量更好。研究意义：突破地面移动机器人运动受约束等局限性，提出基于微小型四旋翼飞行机器人的室内等无GPS信号区域的自主环境探测新方法。

中文关键词： 微小型飞行机器人；里程计预估；环境探测与地图创建；嵌入式实时控制；

英文摘要：

英文关键词： Micro flying robot；Odometry estimation；Exploration and mapping；Real-time Embedded control；