Vison-Aided Inertial Navigation Systems for UAVs in GPS-denied Environments

多年来，技术创造了无数的机会和资源，塑造了我们生活和与世界互动的方式。无人驾驶飞行器(UAV)，俗称无人机，无疑是过去几十年来最重大的技术进步之一。无人机在搜救行动、基础设施检查和包裹递送等无数应用中正变得至关重要。这项技术具有巨大的潜力，将在世界未来的格局中发挥重要作用，为创造许多企业和就业机会做出贡献。根据MarketandMarketsTM最近的一份报告，2021年无人机市场总额预计为274亿美元，预计到2026年将达到584亿美元。尽管研究界进行了不懈的努力，并在这一领域取得了稳步进展，但仍有几个技术问题需要解决，以铺平通往完全自主无人机的道路。需要克服的最具挑战性的技术障碍与开发能够处理高度不可预测和极端情况的可靠定位、感知、控制和决策系统有关。拟议的研究项目与加拿大工业合作伙伴Quanser合作，旨在解决与设计和实时实施可靠的基于视觉的惯性导航系统有关的一些具有挑战性的问题，该系统适用于在GPS被拒绝的环境中的无人机应用，同时考虑到传感器的实际限制。Quanser将带来所需的实用专业知识和基础设施来测试和验证我们的自主导航算法，这将使我们的理论研究开发能够有效地转化为工业级产品。#(Cr)#(Lf)au Files ans，la Technologie a généréd‘inombrable OpportunitéS et resSources qui ont façonnénotre façon de vivre et d’interagir avec le monde。无人驾驶飞机(无人机)，通信应用S无人机，紧凑的智能技术和重要的技术。无人驾驶飞机不同的本质，无名小卒的应用程序告诉我们，L的基础设施和生活基础设施的检查，以及无名氏的沉默。Cette Technologie a unénorme Potel Pour jouer un rôle Majeur dans le Paysage Future dans le Paysage Future Dans le Paysage Future de Monde de Monde，Conducantàla création de Nombreus Entreeses et Emplois。Sellon Un Récent Rapport de MarketsTM，le Marchéglobal des Des Estméka 27，4 mliards U.S.en 2021 et Devrait atteindre 58，4 mliards U.S.d‘ici 2026.在社区、樱桃和进步的努力中，S的努力是永恒的，因为他们的技术并不是真正意义上的。这些障碍技术加上困难和困难，因为系统的本地化、非感知化、非控制性和非本地化的能力是存在的、无形的和存在的。该项目的目的是重新考虑，并与合作伙伴的工业和加拿大Quanser，vvéréSoudre确定的问题困难的临时和系统的导航惯性故障基本S sur la vision倾倒应用程序的无人机dans des环保没有全球定位系统，承租人的限制实际问题和船长。L和L的专业技术实践以及基础设施设备的测试和验证算法在自动导航系统中的应用，为工业产品的质量发展提供了有效的保障。

Over the years, technology has generated countless opportunities and resources which have shaped the way we live and interact with the world. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), commonly known as drones, are undeniably among the most significant technological advances of the past few decades. Drones are becoming crucial in countless applications such as search and rescue operations, infrastructure inspection, and package delivery, to name a few. This technology has huge potential to play a major role in the world's future landscape, contributing to the creation of many businesses and jobs. According to a recent report by MarketsandMarketsTM, the overall UAV market is estimated to be USD 27.4 billion in 2021 and is projected to reach USD 58.4 billion by 2026. Despite the tireless efforts of the research community and the steady progress in this field, there are still several technical issues that need to be worked out to pave the path forward to fully autonomous UAVs.The most challenging technical hurdles to overcome are related to the development of reliable localization, perception, control, and decision-making systems that can handle highly unpredictable and extreme situations. The proposed research project, in collaboration with the Canadian industrial partner Quanser, aims to address some challenging issues pertaining to the design and real-time implementation of reliable vision-based inertial navigation systems for UAV applications in GPS-denied environments, taking into consideration the practical limitations of the sensors. Quanser will bring the required practical expertise and infrastructure to test and validate our autonomous navigation algorithms, which will allow an effective translation of our theoretical research developments into industrial-grade products.#(cr)#(lf)Au fil des ans, la technologie a généré d'innombrables opportunités et ressources qui ont façonné notre façon de vivre et d'interagir avec le monde. Les véhicules aériens sans pilote (UAV), communément appelés drones, comptent indéniablement parmi les avancées technologiques les plus importantes de ces dernières décennies. Les drones deviennent essentiels dans d'innombrables applications telles que les opérations de recherche et de sauvetage, l'inspection des infrastructures et la livraison de colis, pour n'en nommer que quelques-unes. Cette technologie a un énorme potentiel pour jouer un rôle majeur dans le paysage futur du monde, contribuant à la création de nombreuses entreprises et emplois. Selon un récent rapport de MarketsandMarketsTM, le marché global des drones est estimé à 27,4 milliards USD en 2021 et devrait atteindre 58,4 milliards USD d'ici 2026. Malgré les efforts inlassables de la communauté des chercheurs et les progrès constants dans ce domaine, plusieurs problèmes techniques doivent encore être résolus pour ouvrir la voie à des drones entièrement autonomes. Les obstacles techniques les plus difficiles à surmonter sont liés au développement de systèmes fiables de localisation, de perception, de contrôle et de prise de décision capables de gérer des situations extrêmement imprévisibles et extrêmes. Le projet de recherche proposé, en collaboration avec le partenaire industriel canadien Quanser, vise à résoudre certains problèmes difficiles liés à la mise en oeuvre en temps réel de systèmes de navigation inertielle fiables basés sur la vision pour les applications d'UAV dans des environnements sans GPS, en tenant compte des limitations pratiques des capteurs. Quanser apportera l'expertise pratique et l'infrastructure nécessaires pour tester et valider nos algorithmes de navigation autonome, ce qui permettra un transfert efficace de nos développements de recherche théorique en produits de qualité industrielle.