LOCALIZATION AND PATH PLANNING FOR MULTIPLE AGENTS USING OPTI-TRACK CAMERAS
Date
2022-01-10
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
The process of digitally detecting and recording the movements of objects or living
beings in a physical space is performed using motion capture (MoCap) system, such
as Opti-Track system. In this study, the purpose of the motion capture system is to
continuously determine the poses of both quadrotor and mobile platform. The
location information is utilised by the navigation system to guide the quadrotor
towards the moving mobile platform and to land safely. To achieve the desired
results with good accuracy, a Kalman filter is used to track the mobile platform.
Moreover, another Kalman filter is employed to predict the future location of the
mobile platform.
A model predictive controller (MPC) is utilized to guide the quadrotor toward the
predicted location. The model predictive control helps the quadrotor to follow its
desired path. This study proposed a navigation system that utilizes the motion
capture system‟s information and Kalman filter to predict the future location of a
moving mobile platform and navigate the quadrotor to the mobile platform. The
navigation system controls the quadrotor‟s take off, cruising trajectory, and landing
on the mobile platform, autonomously. Several experiments are conducted to verify
the proposed navigation system's performance and reliability. The results of the
experiments demonstrate that the proposed navigation system has proved itself
effective in achieving the desired results.
Description
OPTI-TRACK KAMERALARI KULLANARAK BİRDEN FAZLA
TEMSİLCİ İÇİN YERELLEŞTİRME VE YOL PLANLAMASI
ÖZ: Fiziksel bir mekandaki nesnelerin veya canlıların hareketlerinin dijital olarak algılanması ve kaydedilmesi işlemi, Opti-Track sistemi gibi hareket yakalama (MoCap) sistemi kullanılarak gerçekleştirilir. Bu çalışmada hareket yakalama sisteminin amacı, hem quadrotor hem de mobil platformun pozlarını sürekli olarak belirlemektir. Konum bilgisi navigasyon sistemi tarafından quadrotor'u hareketli mobil platforma yönlendirmek ve güvenli bir şekilde inmek için kullanılır. İstenen sonuçları iyi bir doğrulukla elde etmek için mobil platformu izlemek için bir Kalman filtresi kullanılır. Ayrıca, mobil platformun gelecekteki konumunu tahmin etmek için başka bir Kalman filtresi kullanılmıştır. Quadrotoru tahmin edilen konuma yönlendirmek için bir model öngörücü kontrolör (MPC) kullanılır. Model öngörücü kontrolü, quadrotor'un istenen yolu izlemesine yardımcı olur. Bu çalışma, hareketli bir mobil platformun gelecekteki konumunu tahmin etmek ve quadrotor'u mobil platforma yönlendirmek için hareket yakalama sisteminin bilgisini ve Kalman filtresini kullanan bir navigasyon sistemi önerdi. Navigasyon sistemi, quadrotor'un kalkışını, seyir yörüngesini ve mobil platforma inişini otonom olarak kontrol eder. Önerilen navigasyon sisteminin performansını ve güvenilirliğini doğrulamak için çeşitli deneyler yapılmıştır. Deneylerin sonuçları, önerilen navigasyon sisteminin istenen sonuçlara ulaşmada etkili olduğunu kanıtladığını göstermektedir.
ÖZ: Fiziksel bir mekandaki nesnelerin veya canlıların hareketlerinin dijital olarak algılanması ve kaydedilmesi işlemi, Opti-Track sistemi gibi hareket yakalama (MoCap) sistemi kullanılarak gerçekleştirilir. Bu çalışmada hareket yakalama sisteminin amacı, hem quadrotor hem de mobil platformun pozlarını sürekli olarak belirlemektir. Konum bilgisi navigasyon sistemi tarafından quadrotor'u hareketli mobil platforma yönlendirmek ve güvenli bir şekilde inmek için kullanılır. İstenen sonuçları iyi bir doğrulukla elde etmek için mobil platformu izlemek için bir Kalman filtresi kullanılır. Ayrıca, mobil platformun gelecekteki konumunu tahmin etmek için başka bir Kalman filtresi kullanılmıştır. Quadrotoru tahmin edilen konuma yönlendirmek için bir model öngörücü kontrolör (MPC) kullanılır. Model öngörücü kontrolü, quadrotor'un istenen yolu izlemesine yardımcı olur. Bu çalışma, hareketli bir mobil platformun gelecekteki konumunu tahmin etmek ve quadrotor'u mobil platforma yönlendirmek için hareket yakalama sisteminin bilgisini ve Kalman filtresini kullanan bir navigasyon sistemi önerdi. Navigasyon sistemi, quadrotor'un kalkışını, seyir yörüngesini ve mobil platforma inişini otonom olarak kontrol eder. Önerilen navigasyon sisteminin performansını ve güvenilirliğini doğrulamak için çeşitli deneyler yapılmıştır. Deneylerin sonuçları, önerilen navigasyon sisteminin istenen sonuçlara ulaşmada etkili olduğunu kanıtladığını göstermektedir.
Keywords
mechatronics engineering