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A Geometrical Approach for Vision Based Attitude and Altitude Estimation for UAVs in Dark Environments

Authors :
Peter Sturm
Pascal Vasseur
Ashutosh Natraj
Cédric Demonceaux
Modélisation, Information et Systèmes - UR UPJV 4290 (MIS)
Université de Picardie Jules Verne (UPJV)
Sustainability transition, environment, economy and local policy (STEEP)
Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK)
Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Electronique, Informatique et Image [UMR6306] (Le2i)
Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Laboratoire d'Informatique, de Traitement de l'Information et des Systèmes (LITIS)
Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)
Modélisation, Information & Systèmes ( MIS )
Université de Picardie Jules Verne ( UPJV )
Sustainability transition, environment, economy and local policy ( STEEP )
Laboratoire Jean Kuntzmann ( LJK )
Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria )
Laboratoire Electronique, Informatique et Image ( Le2i )
Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Laboratoire d'Informatique, de Traitement de l'Information et des Systèmes ( LITIS )
Université Le Havre Normandie ( ULH )
Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ) -Université de Rouen Normandie ( UNIROUEN )
Normandie Université ( NU ) -Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie ( INSA Rouen Normandie )
Normandie Université ( NU )
Université de Bourgogne (UB)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Source :
IROS 2012-IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2012-IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Oct 2012, Vilamoura, Portugal. pp.4565-4570, ⟨10.1109/IROS.2012.6385942⟩, IROS 2012-IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Oct 2012, Vilamoura, Portugal. IEEE, pp.4565-4570, 2012, 〈10.1109/IROS.2012.6385942〉, IROS
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

International audience; This paper presents a single camera and laser system dedicated to the realtime estimation of attitude and altitude for unmanned aerial vehicles (UAV) under low illumination conditions to dark environments. The fisheye camera allows to cover a large field of view (FOV). The approach, close to structured light systems, uses the geometrical information obtained by the projection of a laser circle onto the ground plane and perceived by the camera. We propose some experiments based on simulated data and real sequences. The results show good agreement with the ground truth values from the commercial sensors in terms of its accuracy and correctness. The results also prove its suitability for autonomous take-off and landing as well as for the case of low altitude manoeuvre in dark, GPS signal deficient unknown environments with no prebuilt map. It also provides room for additional payload to be used for different applications due to it being inexpensive and use of light weight micro-camera and laser system.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
IROS 2012-IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2012-IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Oct 2012, Vilamoura, Portugal. pp.4565-4570, ⟨10.1109/IROS.2012.6385942⟩, IROS 2012-IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Oct 2012, Vilamoura, Portugal. IEEE, pp.4565-4570, 2012, 〈10.1109/IROS.2012.6385942〉, IROS
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b4b5ec625b6f733b2745a7bb2430774f
Full Text :
https://doi.org/10.1109/IROS.2012.6385942⟩