Autonomous multi-sensor integration for seamless indoor/outdoor navigation and mobile sensing

自主多传感器集成,实现无缝室内/室外导航和移动传感

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2022-03822
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.62万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The evolution of navigation and perception sensor technologies in recent years has opened the door for the development of low-cost autonomous systems, including autonomous mobile robots (AMR) and small unmanned aerial systems (UAS). Such low-cost systems can potentially be used in many critical applications, both outdoor and indoor. Outdoor applications include topographic mapping, disaster monitoring, precision agriculture, to name a few. Indoor applications, on the other hand, include manufacturing and distribution facilities, health sector, public safety, among others. The use of autonomous systems in these critical applications, however, requires continuous high-accuracy positioning and attitude (pose) information of the platform, along with environmental sensing and object classification. In addition, some use cases of market verticals such as smart manufacturing, warehousing and supply chain, and transportation require seamless indoor/outdoor operational capabilities. The proposed research presents a number of novel ideas, which collectively lead to the development of next generation algorithms and estimation methodologies for a low-cost autonomous multi-sensor integrated system for precise real-time seamless indoor/outdoor navigation and environmental sensing (NES). The proposed system takes advantage of a number of emerging low-cost sensors, including a multi-constellation global navigation satellite systems (GNSS) sensor, a micro-electro-mechanical system (MEMS)-based inertial sensor, a solid state LiDAR sensor, and digital and event cameras. It will also take advantage of emerging fifth-generation (5G) millimeter wave (mmWave) technology, which can help obtain high-accuracy localization in indoor and GNSS-challenging environments. Various levels of sensor/system integration will be developed for different indoor and outdoor environments using nonlinear filtering, deep learning and hybrid models. A software and a prototype system will be developed, which supports the operations of commercial next generation AMR and small UAS. The developed software can be used as a standalone product or it can be integrated with another system, for example, autonomous vehicle control. This in turn could lead to the development of a smart system that can automate the entire AMR or UAV mission. The proposed system overcomes the limitations of current NES systems and is expected to have significant economic and safety benefits to a number of critical industries. The proposed research will also help train a number of highly qualified personnel (HQP), who will be recruited from diverse backgrounds in a manner that ensures equity and inclusion. The HQP will be working collaboratively on the various components of the research project, including algorithm/software development, system design, data collection and system evaluation. Because of the importance of the proposed research, it is expected that the HQP will have a number of high-tech career opportunities.
近年来,导航和感知传感器技术的发展为低成本自主系统的开发打开了大门,包括自主移动的机器人(AMR)和小型无人机系统(UAS)。这种低成本系统可能用于许多关键应用,无论是室外还是室内。户外应用包括地形测绘、灾害监测、精准农业等。另一方面,室内应用包括制造和分销设施、卫生部门、公共安全等。然而,在这些关键应用中使用自主系统需要平台的连续高精度定位和姿态(姿态)信息,沿着环境传感和对象分类。此外,智能制造、仓储和供应链以及运输等垂直市场的一些用例需要无缝的室内/室外运营能力。拟议的研究提出了一些新的想法,共同导致下一代算法和估计方法的发展,低成本的自主多传感器集成系统,精确的实时无缝室内/室外导航和环境传感(内斯)。所提出的系统利用了许多新兴的低成本传感器,包括多星座全球导航卫星系统(GNSS)传感器,基于微机电系统(MEMS)的惯性传感器,固态激光雷达传感器以及数字和事件相机。它还将利用新兴的第五代(5G)毫米波(mmWave)技术,该技术可以帮助在室内和GNSS挑战环境中获得高精度定位。将使用非线性滤波、深度学习和混合模型为不同的室内和室外环境开发各种级别的传感器/系统集成。将开发一个软件和一个原型系统,支持商业下一代AMR和小型无人机系统的运作。开发的软件可以作为独立产品使用,也可以与其他系统集成,例如自动驾驶汽车控制。这反过来可能导致智能系统的开发,可以自动化整个AMR或UAV使命。所提出的系统克服了当前内斯系统的局限性,预计将有显着的经济和安全效益的一些关键行业。拟议的研究还将有助于培训一批高素质人员,他们将以确保公平和包容的方式从不同背景中招聘。HQP将在研究项目的各个组成部分上进行合作,包括算法/软件开发,系统设计,数据收集和系统评估。由于拟议的研究的重要性,预计HQP将有一些高科技的职业机会。

项目成果

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ElRabbany, Ahmed其他文献

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An Autonomous GNSS/MEMS-Based INS Integrated System for Unmanned Mapping Operations
用于无人测绘操作的基于 GNSS/MEMS 的自主 INS 集成系统
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04295
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
An Autonomous GNSS/MEMS-Based INS Integrated System for Unmanned Mapping Operations
用于无人测绘操作的基于 GNSS/MEMS 的自主 INS 集成系统
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04295
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.62万
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用于无人测绘操作的基于 GNSS/MEMS 的自主 INS 集成系统
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04295
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.62万
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    Discovery Grants Program - Individual
An Autonomous GNSS/MEMS-Based INS Integrated System for Unmanned Mapping Operations
用于无人测绘操作的基于 GNSS/MEMS 的自主 INS 集成系统
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04295
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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  • 批准号:
    530963-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
An Autonomous GNSS/MEMS-Based INS Integrated System for Unmanned Mapping Operations
用于无人测绘操作的基于 GNSS/MEMS 的自主 INS 集成系统
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04295
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
An Autonomous GNSS/MEMS-Based INS Integrated System for Unmanned Mapping Operations
用于无人测绘操作的基于 GNSS/MEMS 的自主 INS 集成系统
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04295
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Real-time GPS/Galileo precise point positioning
实时GPS/Galileo精确单点定位
  • 批准号:
    485079-2015
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
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基于 GNSS/MEMS 的创新 INS 系统,用于精确导航和水文测量
  • 批准号:
    239012-2011
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
An innovative GNSS/MEMS-basd INS system for precision navigation and hydrographic surveying
一种基于 GNSS/MEMS 的创新 INS 系统,用于精确导航和水文测量
  • 批准号:
    239012-2011
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual

相似国自然基金

基于Multi-Pass Cell的高功率皮秒激光脉冲非线性压缩关键技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Multi-decadeurbansubsidencemonitoringwithmulti-temporaryPStechnique
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    52111530069
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    国际(地区)合作与交流项目
基于8色荧光标记的Multi-InDel复合检测体系在降解混合检材鉴定的应用研究
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    2021
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    62002350
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    2020
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    82001782
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高速Multi-bit/cycle SAR ADC性能优化理论研究
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    62004023
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基于multi-SNP标记及不拆分策略的复杂混合样本身份溯源研究
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大地电磁强噪音压制的Multi-RRMC技术及其在青藏高原东南缘—印支块体地壳流追踪中的应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
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    国际(地区)合作与交流项目

相似海外基金

Machine Learning-based Multi-Sensor Positioning and Mapping for Autonomous Vehicles
基于机器学习的自动驾驶汽车多传感器定位和建图
  • 批准号:
    560898-2020
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
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  • 资助金额:
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Multi-Sensor Precise Positioning for Autonomous and Connected Vehicles
自动驾驶和联网车辆的多传感器精确定位
  • 批准号:
    RGPIN-2020-03900
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Machine Learning-based Multi-Sensor Positioning and Mapping for Autonomous Vehicles
基于机器学习的自动驾驶汽车多传感器定位和建图
  • 批准号:
    560898-2020
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Multi-Sensor Precise Positioning for Autonomous and Connected Vehicles
自动驾驶和联网车辆的多传感器精确定位
  • 批准号:
    RGPIN-2020-03900
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multi-Sensor Precise Positioning for Autonomous and Connected Vehicles
自动驾驶和联网车辆的多传感器精确定位
  • 批准号:
    RGPIN-2020-03900
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Multi-sensor data fusion for autonomous vehicle situational awareness
用于自动驾驶车辆态势感知的多传感器数据融合
  • 批准号:
    2104281
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Studentship
Autonomous Robotic Navigation in Rugged Outdoor Environments Using a Multi-Sensor Inertial Navigation System
使用多传感器惯性导航系统在恶劣的户外环境中进行自主机器人导航
  • 批准号:
    511013-2017
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Master's
Study on Autonomous Distributed Coordinate Function for Multi-Legged Robot with Adaptation in Unknown Environment
未知环境适应的多足机器人自主分布式坐标函数研究
  • 批准号:
    11650460
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Multi-sensor orientation and fusion for guidance of an autonomous underwater vehicle
用于自主水下航行器制导的多传感器定向和融合
  • 批准号:
    5957-1995
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.62万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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知道了