Desenvolvimento de algoritmos via visão computacional para identificação de local e posterior controle de pouso de um quadrirrotor comercial

Abstract

Este projeto tem como tema principal criar algoritmos em visão computacional com o objetivo de identificar um local para pouso de um quadrirrotor, o Parrot AR.Drone. Através de simulação foram projetados controladores para ação de movimentação do quadrirrotor a fim de obter controle preciso e respostas rápidas da trajetória para o pouso. A tarefa de identificar um alvo através de imagens, utilizando técnicas de processamento de imagens, não é simples quando se depara com as inúmeras interferências que o ambiente impõe, como a iluminação. Dessa forma definiram-se dois ambientes de trabalho, com pouca iluminação (noite) e iluminação abundante (dia). Nesses dois ambientes foram utilizadas técnicas diferentes de processamento de imagens, no ambiente escuro utilizou-se a segmentação por cor, já no ambiente claro foram utilizados algoritmos de extração e descrição de características, neste caso foi possível comparar dois métodos, o SURF (Speed-Up Robust Features) e o KLT (Kanade-Lucas-Tomasi Tracker). No projeto de controladores foi analisado dois movimentos do quadrirrotor, o throttle (subida e descida) e o pitch (arfagem ou guinada). Os controladores projetados foram por alocação de polos e zeros através do LGR (Lugar Geométrico das Raízes) e com resposta DeadBeat, com especificações de tempo e sobressinal máximo a serem alcançados. Todo o projeto foi definido então como um sistema realimentado em malha fechada.