低コスト教育用ドローンにおける高度自律飛行の実現
Advanced Autonomy on a Low-Cost Educational Drone Platform
教育用クアッドロータ「PiDrone」上で、UKFによる状態推定やモンテカルロ位置推定・FastSLAMをPythonでオンボード実装し、モーションキャプチャの正解と比較して精度と速度を検証した。
著者: Luke Eller, Theo Guerin, Baichuan Huang, Garrett Warren, Sophie Yang, Josh Roy, Stefanie Tellex
分類: cs.RO, cs.SY, eess.SY
原文アブストラクト
PiDrone is a quadrotor platform created to accompany an introductory robotics course. Students build an autonomous flying robot from scratch and learn to program it through assignments and projects. Existing educational robots do not have significant autonomous capabilities, such as high-level planning and mapping. We present a hardware and software framework for an autonomous aerial robot, in which all software for autonomy can run onboard the drone, implemented in Python. We present an Unscented Kalman Filter (UKF) for accurate state estimation. Next, we present an implementation of Monte Carlo (MC) Localization and FastSLAM for Simultaneous Localization and Mapping (SLAM). The performance of UKF, localization, and SLAM is tested and compared to ground truth, provided by a motion-capture system. Our evaluation demonstrates that our autonomous educational framework runs quickly and accurately on a Raspberry Pi in Python, making it ideal for use in educational settings.
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