Project of a miniature 3D LIDAR for VTOL UAVs

eng Artykuł w języku angielskim DOI:

wyślij Bartosz Brzozowski , Przemysław Kordowski , Zdzisław Rochala , Konrad Wojtowicz Department of Avionics and Air Armament, Institute of Aviation Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, Military University of Technology, Warsaw, Poland

Pobierz Artykuł

Abstract

An avionics module, based on a commercially available LIDAR, which perform scans in a single plane, was developed. The module enables to obtain three dimensional point map of the area around aircraft. Spherical coordinates of each point are forwarded to the main avionics computer, where final computations are done accordingly to the implemented algorithm. Received data can be used to determine areas dangerous for flight, specify flight trajectory that avoid obstacles or just for visualization of the aircraft surroundings. In this article designed structure of the module was presented as well as developed operational algorithm. Finally, obtained measurement results were discussed and usage constraints consequential to a specific structure of the module were presented.

Keywords

anti-collision system, avionics module, LIDAR, UAV

Projekt miniaturowego, trójwymiarowego laserowego skanera przestrzeni dla BSP pionowego startu i lądowania

Streszczenie

Wykorzystując komercyjny, laserowy skaner wykonujący pomiary w jednej płaszczyźnie, opracowano moduł awioniczny umożliwiający uzyskanie trójwymiarowej chmury punktów obrazujących przestrzeń wokół statku powietrznego. Współrzędne sferyczne każdego z tych punktów przekazywane są do komputera pokładowego systemu awionicznego. W zależności od zaimplementowanego w nim algorytmu, odebrane dane mogą służyć do określenia obszarów niebezpiecznych dla lotu, wyznaczenia trajektorii lotu z ominięciem przeszkód lub wizualizacji otoczenia statku powietrznego. W artykule przedstawiono zastosowaną konstrukcję modułu awionicznego i opracowany algorytm pracy urządzenia, omówiono otrzymane wyniki oraz przedstawiono ograniczenia możliwości zastosowania modułu wynikające ze specyfiki zaproponowanego rozwiązania.

Słowa kluczowe

BSP, laserowy skaner przestrzeni, moduł awioniczny, system antykolizyjny

Bibliografia

  1. Sanfourche M., Delaune J., Le Besnerais G., de Plinval H., Israel J., Cornic P., Treil A., Watanabe Y., Plyer A. Peception for UAV: Vision-Based Navigation and Environment Modeling, “Journal Aerospace Lab” 4/2012, AL04-04, 1-19.
  2. Tretyakov V., Surmann H., Hardware architecture of a four-rotor UAV for USAR/WSAR scenarios, [in:] Workshop Proceedings of SIMPAR 2008, 434-443.
  3. Ladha S., Kumar D. K., Singh R., Bhalla P., Mittal A., Jain A., Upreti A., Joshi P. R., Mittal R. K., Kummar Unmanned Aerial Vehicle of BITS Pilani, Dubai Campus for the International Aerial Robotics Competition 2011, [in:] 3rd Symposium on Indoor Flight Issues, http://iarc.angelstrike.com/2011SymposiumPapers/BITS_2011.pdf.
  4. Venator E., Denaton T., Feeley P., Ferrick A., Autonomous Indoor Exploration with Unmanned Aerial Vehicles, Project Final Report, http://patrickfeeley.com/docs/ardrone_whitepaper.pdf
  5. Kawata H., Ohya A., Yuta S., Santosh W., Mori T., Developement of ultra-small lightweight optical range sensor system”, Proceedings of the IEEE/RSJ IROS’05, 1078-1083.
  6. Kneip L., Tache F., Caprari G., Siegwart R., Characterization of the compact Hokuyo URG-04LX 2D scanner, [in:] Proceedings of the IEEE ICRA’09, 1447-1454.