Precision landing is a remaining challenge in autonomous drone flight. Fiducial markers provide a computationally cheap way for a drone to locate a landing pad and autonomously execute precision landings. However, most work in this field depends on either rigidly-mounted or downward-facing cameras which restrict the drone's ability to detect the marker. We present a method of autonomous landing that uses a gimbal-mounted camera to quickly search for the landing pad by simply spinning in place while tilting the camera up and down, and to continually aim the camera at the landing pad during approach and landing. This method demonstrates successful search, tracking, and landing with 4 of 5 tested fiducial systems on a physical drone with no human intervention. Per fiducial system, we present the distributions of the distances from the drone to the center of the landing pad after each successful landing. We also show representative examples of flight trajectories, marker tracking performance, and control outputs for each channel during the landing. Finally, we discuss qualitative strengths and weaknesses underlying each system.


翻译:精确着陆是自动无人驾驶飞机飞行的剩余挑战。 隐形标记为无人驾驶飞机定位着陆场和自动执行精确着陆提供了一种廉价的计算方法。 但是,这一领域的多数工作取决于硬挂或向下摄像头,这限制了无人驾驶飞机探测标记的能力。 我们提出了一个自动着陆的方法,它使用金边架相机快速搜索着陆场,在镜头向上和向下倾斜的同时,简单旋转,并在接近着陆和着陆时不断将相机瞄准着陆场。 这个方法显示在5个测试过的飞形系统中,有4个在无人驾驶飞机上成功搜索、跟踪和着陆,没有人类干预。 每一个系统都显示每次成功着陆后从无人驾驶飞机到着陆场中心之间的距离分布。 我们还展示了每个频道在着陆期间的飞行轨迹、 标记跟踪性能和控制产出等有代表性的例子。 最后,我们讨论了每个系统的质量强弱。

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