Ardupilot开源飞控之FollowMe计划

已于 2024-09-03 16:47:05 修改
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分类专栏： ArduPilot DIY Drones 文章标签： Ardupilot 开源
于 2024-05-26 16:23:35 首次发布
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版权

Ardupilot开源飞控之FollowMe计划

1. 源由

随着现在的智能设备越来越智能，FollowMe就是一个最基本的特性。（注：远程遥控，传感联动，这些都是最基本的自动化控制技术，个人认为这些都不是我们这里提及的智能。）

问题是如何做到FollowMe特性，技术上有各种方法。从逻辑的角度看待这个问题，一个物要跟随人，那么有如下几个动作：

  1. 识别物
  2. 定位物
  3. 相对位置计算
  4. 更新跟踪轨迹
  5. 执行目标跟踪
  6. 异常情况处理
  7. 重复1-2-3-4-5-6-7

因为，我们人所生活的是一个四维空间，也就是三维坐标系统+时间。假设，任何物抽象成两个点，那么A点跟随B点，就需要不断的更新AB两点的位置信息，并规划处跟随的路径，当路径上出现障碍物，就需要做适当的障碍物规避而不影响最初的跟随目标。

收集了一些Ardupilot上的一些信息：

2. 分析

从上述信息来看，主要分为两种类型：

  1. 主动FollowMe：采用位置beacon信息
  2. 被动FollowMe：采用视觉感知信息

典型的例子：

  1. Ardupilot飞控实现的FollowMe就是采用将GPS位置信息通过电传报告发送到另一台Ardupilot设备，后者通过计算轨迹进行跟随。
  2. OAK，通过摄像头视觉进行目标检测，随后进行位置估算，进而跟随，详见：ArduPilot Visual Follow Me Mode with OAK D。

注：上述讨论的问题没有涉及跟随路径上出现障碍的情况。阳光情况，我们可以假想只有两个AB点，不存在其他障碍物。实际障碍物区分静态和动态，此时，复杂度将呈非线性指数级增加。

3. 计划

从当前技术的角度，站在“巨人的肩膀上”做事，我们离这个目标并非遥不可及，而且从当前的信息来看，已经有人很好的完整了原型验证。

即使是成熟的技术，在从没有接触过的角度来看，那就是什么都不知道，什么都不懂，甚至在脑海中“压根没有这个技术存在过”。

因此，接下来，我们将按照如下要点逐步执行：

  1. 【无障碍物】主动FollowMe功能(采用GPS) – Topic 1
    • 目标飞控发送GPS位置坐标
    • 跟随飞控计算轨迹跟踪目标
  2. 【无障碍物】被动FollowMe(采用视觉) – Topic 2
    • 【伴机电脑】通过MAVLink控制飞控运动
    • 【伴机电脑】通过视觉跟踪目标
    • 【伴机电脑】通过视觉估算位置信息
    • 【伴机电脑】通过MAVLink跟随目标
  3. 【有障碍物】自主轨迹导航 – Topic 3
    • 【伴机电脑】物体检测
    • 【伴机电脑】障碍物检测
    • 【伴机电脑】轨迹规划
  4. 【有障碍物】被动FollowMe(采用视觉) – Topic 4
    • 【伴机电脑】进行障碍物检测
    • 【伴机电脑】跟随轨迹与障碍物分析，判断轨迹安全与否
    • 【伴机电脑】分析多目标，构建地图
    • 【伴机电脑】根据跟随轨迹安全与否，分析更新跟踪安全路线

整体来说，这个计划还是比较大的，不过相信，在开源社区里，这些都不是事情，我们还是有机会的！

4. 话题

整个过程相信会比较漫长，中间也会有不少讨论的话题，我们做一个整理，大家也可以参与进来：

4.1 Topic 1

4.2 Topic 2

4.3 Topic 3

4.4 Topic 4

4.5 参考视频&代码

视频DEMO：

DEMO Code(Might work)：

5. 设备

主要用到的一些设备、飞控、资料：

注：后续如有补充，再增加相关链接。

6. 后续

感兴趣的小伙盘，可以留言，也可以看看这个系列要多久能出完，呵呵。

请持续关注，点赞，评论都是好习惯！！！

6.1 Topic 1

6.2 Topic 2

TBD … …

6.3 Topic 3

注：貌似这块要去实际飞，需要不少结构件，需要点投资啊，呵呵！

6.4 Topic 4

6.5 Jetson AI Certification

貌似有机会参与下Jetson AI Certification的认证。

对于Jetson Orin Nano板子用户，貌似还是从github-dusty-nv/jetson-inference直接入手会比较合适。

7. 补充基础知识

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