城市内起降UAV论文＜1＞

第一次汇报总结

读论文汇报总结,个人学习用。

要重点突出城市环境，最好能提出几种典型城市内降落场景。也就是要强调意义，挑选城市内典型航路进行研究。

先重点研究一下台湾这篇楼间降落文章对于楼间降落意义的描述，其适用环境是什么。

[1] J. S. Liu and H. C. Liu, “Visual Navigation for UAVs Landing on Accessory Building Floor,” Proc. - 2020 Int. Conf. Pervasive Artif. Intell. ICPAI 2020, pp. 158–163, 2020, doi: 10.1109/ICPAI51961.2020.00037.

其实也很奇怪就是他判定到目标楼房之后，怎么规划自己的着陆路径呢？

本篇思路：

朴素的假设： 无人机使用GPS导航至目标附近，然后不依靠GPS遂行自主降落任务。统共分四步

第一步，识别到地标建筑物

第二步：将UAV的头部指向目标并建立一个预测的轨迹

第三步：激活接近任务

第四步：降落

整个过程中使用的有： 单目摄像头，IMU。

Step 1. recognition

A set of pictures of the target building at different altitudes, angles, and distances are prepared beforehand.

Once the building’s image recognition is successful, the UAV will initiate the second step of the landing process and adjust its position for proper approach.

If the image recognition fails, the UAV could either circle around and change altitude for more attempts of image recognition or abort the mission and return to base.

他地标都是放在地上的，他一个前视的摄像头是怎么捕捉到的？ 能够看到，不过不是垂直看到，ORB-SLAM能看到，看到标志之后进行降落操作。

Step 2. Orientation for glide path (下滑道)

landmark recognition on target building is conditionally accepted if one of several pics in the building’s image profile is matched.

UAV在刚刚完成目标匹配时候的悬停点并不是最好的开始执行接近任务的起始点。所以为了确保有一条安全的通道能够接近和着陆到目标点位（这个目标点位在降落点的正上方一定高度），一个虚拟的下滑道被规划了出来。

This virtual glide path is usually aligned with the direction of the opening end of the building，such as an L-shape or a U-shape opening.

One of the building pictures from the opening end viewpoint is used as the centering position of the glide path.

The second step of the landing process is to adjust the UAV’s position so as to align with the glide path. This is done by matching the UAV’s front camera image with the centering glide path image of the building.

安全接近的要义就在于这个下滑道，怎么规划这个下滑道

还有就是方向对准的问题，这里方向对准用了SIFT+RANSAC的方法，通过特征点比对确定目标是否在图像中间。

Step 3. Activation of approaching

为了准确导航及降落，UAV需要依赖于周遭环境生成的地图来确保路线正确。 这份地图将周围环境变成特征点的形式展现出来，周遭环境会一直更新，这里采用了ORB-SLAM方法，ORN-SLAM只需要一个单目相机就能得到相对精确的结果。距离这一数值被一个由IMU计算出来的距离/ORB-SLAM测得的像素距离 比值所代替。

ORB-SLAM在整个接近过程中都在工作，一直到UAV到达着陆点上方的悬停点。其实在悬停直到碰地也用的是ORB-SLAM（开源）。

Step 5. 试验

在L形楼（如下图）的平台上（17m * 18m), 放置了一个40cm*40cm的AprilTag，大概离建筑物的外墙4m。

上图为试验中测得的轨迹图。

还是不懂，是怎么做到在看不到建筑物之后，靠ORB-SLAM准确悬停在目标点上空。

就应用场景来说，本篇论文的抛弃了传统的俯视视角，提出了应对L形和U形建筑物中空地的降落方法，以真正的三维视角看待了城市内起降问题，我认为是在场景上的创新。