申领开源硬件TigerBoard：用于室内自主探索的空中机器人

symbian2015

项目名称：
用于室内自主探索的空中机器人
项目综述：
在抢险救灾、野外作业、地形探测以及国内外的机器人相关比赛中，常常需要对
周边环境、场地进行有效的了解，从而为人、机进行决策提供足够的信息支持。
而无人机，作为当下热门的研究方向，已经开始了在各个领域的颠覆式创新。在
环境探测与建模上，研究主要在通过大量的航拍照片后期处理得到地形地貌的图
像，但是在实时性、3D 建模的效果上，还存在很大的改进空间。本项目旨在搭建
可自主规划航迹、目标识别的智能飞行器平台，在机载硬件系统中移植 Ubuntu 和
ROS，挂载激光雷达与双目摄像头，调用 openCV 等视觉库和 OCTOMAP 开发包，
完成对环境信息的实时三维地图构建与导航，把视频流和三维信息通过 WIFI 图传
传回电脑。后期加入基于神经网络的目标识别与路径规划算法，使机器人可以完
成更复杂的任务。最终实现室内自主探索，用于特殊环境下的搜救，探测，预警
等任务。
关键字  计算机视觉  ROS  旋翼飞行器  SLAM
项目任务：
1、  搭建飞行器平台，编写电机、陀螺仪、遥控器等模块的驱动，移植姿态解析
算法，优化飞控框架。
2、  获取 3D 点云数据，并结合测距和激光雷达数据，实现图像数据的处理于三
维环境的建模。
3、  进行避障与路径规划飞行功能的开发与测试。实地测试飞行效果。
创新点
（1）无人机具有灵活的空中视角，可以自由地完成地表平坦度，障碍物形状位置
的获取，探测手段具有扩展性；
（2） 利用 ROS 系统，来实现节点通信，控制各部分正常工作。
（3）获取到的三维场景经过透明化，特征筛选，可以简化模型，获取最核心的地
形信息，便于指导机器人运动上的控制，甚至是集群运动
（4）通过自主导航与路径规划算法，能够完成全自主探索任务。远程控制器只需
发送简单的指令，如一键返航、到目的地坐标就可自动飞行。
（5）通过目标识别，在飞行器自主探索的时候，可以扫描并且识别出目标物体，
再通过预先写好的控制算法，来实现一系列的动作，来完成各种不同需求的任务。
（6）可以将此飞行器设为长机，添加其他飞行器作为僚机，组成飞行器编队，在
长机的三维地图建模中，可以实时将信息反馈给僚机，实现编队飞行。
成果形式
1.实物展示：空中视角的图像传输与实时重构的硬件系统
2.软件成果：图像处理的软件平台
3.论文研究：立体视觉算法实践与优化
团队目前使用的飞控平台为 STM32F407+UC/OSIII,但是处理能力无法胜任图像等
信息的实时处理，故需要对现有飞控实现升级。备选的方案有 miniPC,ARM 主板，
以及高性能 FPGA 板卡等，比较起来看，TigerBoard的这款开发板非常适合系统的处理需求，GPU 加速等功能非常吸引人，对于摄像头等模块的接入和功能扩展都有很人性化设计的地方。
时间安排
2015.12~2016.1  研究现状及方案调研  （1）完成现有的自主导航方案的调研，研究其优缺点；
（2）完成飞控框架与算法的资料汇总。方案确定，物资购买，人员分工
（1）选择合适主控，完成对飞控系统搭建，图传以及导航系统软件架构的编写。
（2）团队内进行任务划分，执行进度计划
2016.2~2016.3  寒假及 ROS 学习  （1） 关于激光雷达的调用
（2） 关于SLAM的学习
系统硬件实现  （1） 搭建飞行器平台
（2） 移植 ROS 系统
（3） 连接图传系统软件实现  （1） 获取并优化 3D 点云数据
（2） 获取陀螺仪与激光雷达的数据
（3） 数据融合并结合OCTOMAP 来实现环境三维建模系统联调  软硬件系统联机调试，解决项目过程中的调试问题，并对项目及方案进行优化。
功能拓展  结合实验室的研究需求，
加入目标识别的算法，并
测试。
项目验收  核对项目预期计划，实现
项目的顺利验收。

michael_llh

这做的东西有点多啊

yanhaijian

几个意思？？？