Bezpilotní průzkum prostředí v mobilní robotice

Abstract

Letecká fotogrammetrie v oblasti bezpilotních systémů představuje rychle rozvíjející se obor nalézající uplatnění napříč nejen průmyslovými odvětvími. Široce rozšířená metoda nepřímého georeferencování založená na vlícovacích bodech sice dosahuje vysoké přesnosti a spolehlivosti, v některých speciálních aplikacích nicméně není použitelná. Tato disertační práce se zabývá vývojem senzorického systému pro přímé georeferencování aplikovatelného na malých bezpilotních prostředcích a dále také návrhem vhodných kalibračních metod a testováním přesnosti. Významná část práce je věnována novým oblastem, kde může navržený systém pomoci eliminovat bezpečnostní rizika spojená s daným prostředím. V tomto kontextu byl systém testován v reálných podmínkách při mapování sněhu v horských oblastech a při robotickém mapování radiace.

In the last decade, aerial photogrammetry performed with small unmanned aircraft systems has been developed into a progressive technology applicable across multiple fields and branches. The regular approach employing control points for georeferencing is characterized by high accuracy and reliability; however, it can also be considered generally unusable in some special scenarios. This thesis has been conceived to design and discuss a sensor system that allows direct georeferencing in unmanned photogrammetry; in this context, the author also proposes relevant calibration methods and verifies the performance of the entire setup. A significant portion of the presented research involves identifying new opportunities for the novel mapping method. Two of the potential applications are characterized thoroughly: Environmental mapping, namely, the determination of snow cover parameters, and robotic radiation search. These activities embody tasks where the system enables us to eliminate the human health risks associated with a concrete environment. The actual benefits and overall usability are assessed within real-world experiments.