Controle de posicionamento de robô aéreo autônomo utilizando visão computacional
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/38717 |
Resumo: | The use of autonomous aerial robots, popularly known as drones, has been growing and revolutionizing the way humans interact with airspace. In recent years, these robots are gaining in notoriety and possibilities of use, due to the improvement of their performance capabilities, as a result of the improvement of microelectronics, which have managed to miniaturize electronic components, sensors and cameras. The growing access to drones, combined with academic research, has made possible a scenario of commercial applications, such as mapping, environmental monitoring, package delivery, filming, among many others. For these drones to navigate in unstructured environments, avoiding collision with obstacles and in a stable and autonomous way, several techniques and technologies are necessary, such as Computer Vision, feedback control systems and embedded systems, which will be addressed in this work. Considering this scenario, this work proposes and develops an autonomous tracking and following system for a drone in relation to a target, which consists of processing the images from the drone's on-board camera, identifying the face of a person to be tracked, and maintain a predetermined distance in relation to the person, who can move freely in the environment. Images are sent from the drone (DJI Tello model) to a computer via WiFi communication. These images are processed with the MediaPipe library (used for image segmentation and classification) which determines the target to be tracked and followed. The automatic position control system of the drone is implemented with a Proportional-Integrative-Derivative (PID) controller. The work presents the detailed configuration and assembly procedure of the project, in addition to the practical results obtained with the execution of the proposed task. |
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Controle de posicionamento de robô aéreo autônomo utilizando visão computacionalAutonomous aerial robot positioning control using computer visionRastreio visualVisual trackingControle de posiçãoPosition controlVisão computacionalComputer visionPidDroneRobótica aéreaAerial roboticsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICACNPQ::OUTROS::ENGENHARIA MECATRONICAThe use of autonomous aerial robots, popularly known as drones, has been growing and revolutionizing the way humans interact with airspace. In recent years, these robots are gaining in notoriety and possibilities of use, due to the improvement of their performance capabilities, as a result of the improvement of microelectronics, which have managed to miniaturize electronic components, sensors and cameras. The growing access to drones, combined with academic research, has made possible a scenario of commercial applications, such as mapping, environmental monitoring, package delivery, filming, among many others. For these drones to navigate in unstructured environments, avoiding collision with obstacles and in a stable and autonomous way, several techniques and technologies are necessary, such as Computer Vision, feedback control systems and embedded systems, which will be addressed in this work. Considering this scenario, this work proposes and develops an autonomous tracking and following system for a drone in relation to a target, which consists of processing the images from the drone's on-board camera, identifying the face of a person to be tracked, and maintain a predetermined distance in relation to the person, who can move freely in the environment. Images are sent from the drone (DJI Tello model) to a computer via WiFi communication. These images are processed with the MediaPipe library (used for image segmentation and classification) which determines the target to be tracked and followed. The automatic position control system of the drone is implemented with a Proportional-Integrative-Derivative (PID) controller. The work presents the detailed configuration and assembly procedure of the project, in addition to the practical results obtained with the execution of the proposed task.Pesquisa sem auxílio de agências de fomentoTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)A utilização de robôs aéreos autônomos, popularmente conhecidos como drones, vêm crescendo e revolucionando a maneira como os seres humanos interagem com o espaço aéreo. Nos últimos anos, estes robôs estão ganhando em notoriedade e em possibilidades de uso, devido à melhoria de suas capacidades de atuação, como resultado da melhoria da microeletrônica, que têm conseguido realizar a miniaturização de componentes eletrônicos, sensores e câmeras. O crescente acesso aos drones, aliado à pesquisa acadêmica, tornou possível um cenário de aplicações comerciais, tais como mapeamento, monitoramento ambiental, entrega de pacotes, filmagens, dentre outras tantas. Para que estes drones naveguem em ambientes não estruturados, evitando a colisão com obstáculos e de maneira estável e autônoma, são necessárias diversas técnicas e tecnologias, tais como a Visão Computacional, os sistemas de controle realimentado e os sistemas embarcados, que serão abordadas neste trabalho. Deste modo, considerando este cenário, este trabalho propõe e desenvolve um sistema de rastreamento e acompanhamento autônomo de um drone em relação à um alvo, em que, a tarefa proposta consiste em processar as imagens da câmera embarcada do drone, identificar o rosto de uma pessoa a ser rastreado, e manter uma distância pré-determinada em relação à pessoa, que pode se mover livremente no ambiente, de forma autônoma. As imagens serão enviadas do drone (modelo DJI Tello) para um computador via comunicação WiFi e que serão processadas com a biblioteca de segmentação e classificação de imagens MediaPipe, determinando o alvo a ser rastreado e seguido. O sistema de controle automático de posição é implementado com um controlador Proporcional-Integrativo-Derivativo (PID). O trabalho apresenta o procedimento detalhado de configuração e montagem do projeto, além dos resultados práticos obtidos com a execução da tarefa proposta.Universidade Federal de UberlândiaBrasilEngenharia de Eletrônica e TelecomunicaçõesMoura, Éder Alves dehttp://lattes.cnpq.br/2638643671391285Ramos, Daniel Costahttp://lattes.cnpq.br/5562358915665822Lima, Gabriela Vieirahttp://lattes.cnpq.br/6367204273336062Rocha, João Victor Medeiros2023-07-19T18:41:35Z2023-07-19T18:41:35Z2023-06-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfROCHA, João Victor Medeiros. Controle de posicionamento de robô aéreo autônomo utilizando visão computacional. 2023. 56 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) - Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2023.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/38717porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2023-07-20T06:17:57Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/38717Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2023-07-20T06:17:57Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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