• Photogrammetry Software

     We wrote an innovative, high precision, 3D reconstruction software. Based on aerial images, using Structure from Motion algorithms, it reconstructs the geometric structure of the photographed objects with 1 cm precision.

  • LED bulletin board for students

    We programmed a LED bulletin board that downloads information from a web page and displays it to students to encourage them to make their thesis in our department. It displays temperature, air pressure, time and some other text.

    bulletinboard

    The bulletin board is installed in one of Wroclaw University of Technology buildings.

  • Autonomous Unmanned Aerial Vehicle – Obstacle avoidance

    To provide obstacle detection RPLidar 2D laser scanner was used to connect with ROS (Robot Operating System). The basic device handling the RPLidar can be found here. The code was extended by an additional node to provide a preview of the obstacle detected. RPlidar measurements are used to calculate the best avoidance direction when getting close to the obstacle. After detecting an object which crosses the safe zone, the algorithm calculates the direction in which the drone should move. The direction is calculated in such a way to allow the drone to stay at a safe distance and simultaneously reduce the amount of surplus route. The direction of the drone’s movement is presented in the turtlesim node. We have prepared a short video which shows how the obstacle detection works.

    The second video presents the data output of this algorithm.

  • Autonomous Unmanned Aerial Vehicle – Structure

    We applied a few innovative solutions in the design of the UAV. The skeleton of the quadrocopter is made from two 10[mm] aluminum profiles which protect the motors. There are two 2[mm] carbon pipes protecting the propellers connected to each profile using CNC milled and 3D printed holders. 1[mm] thick, engraved laminate plates protects the electronics. Four 8[cm] high, hemispherical legs made of 1[mm] thick aluminum plate allow the UAV to land safely.

    whole0
    Quadrocopter front view

    whole1    Quadrocopter rare view

    The structure of the quadrocopter was designed to remove the threat of destroying its internal components when hitting an obstacle. The UAV’s center of gravity is situated so that, after a collision, the drone most often lands on the ground oriented in such way that it can continue its flight.

    case0Quadrocopter box front view case1Quadrocopter box right view

    Block diagram

    Components of the quadrocopter are connected according to the following block diagram:

    blockDiagramQuadrocopter electronics block diagram

    Dimensions

    Height: 22 [cm]     Diameter: 103 [cm]     Weight: 2.1 [kg]

    design

    FreeCAD design of our quadrocopter

  • Autonomous Unmanned Aerial Vehicle – Project Progress

    System Overview
    The system consists of a quadrocopter, a landing platform situated on the roof of the car and a specially prepared software running on a notebook and the quadrocopter’s board computer.

    0Quadrocopter starting from the platform situated on the roof of the car. 0Our dedicated software supports multiple input devices to control the drone

    The platform is a place where the quadrocopter can be securely held while driving. The notebook is required in order to easily control the behavior of the drone and the platform.

    0

    Evaluation

    Summary

    Difficulties

    Computer Science problems

    Laser scanners are heavy and expensive, therefore computer vision should be used to detect obstacles and map the environment. The most intense, difficult and time-consuming area of research connected with this project is the development of visual environment recognition algorithms. Detecting obstacles is a fundamental aim of environment recognition. There are several obstacle detection methods but all of them are at the moment unreliable and allow only for slow maneuvers between obstacles.

    Moreover, for efficient route selection, it is essential for mobile robots such as drones to map the environment. For the preparation of maps of the environments 3D SLAM algorithms are used. 3D SLAM algorithms generate an overwhelming amount of cloud point data and require enormous computational power to analyse it. A great solution to this problem would be developing an objective SLAM algorithm similar to SLAM++ . A member of our team tries to solve this problem in his PhD.

    Mechanical problems

    There are some traditional mechanical difficulties – high weight and cost, big size, low battery capacity. In 2030 the batteries will be more capacious and lighter. We are currently working on miniaturisation of the UAV and replacement of the LIDAR obstacle detection method with stereovision.

    The concept of the future single rotor, coaxial urban UAV is illustrated in the following image. The single rotor UAVs are harder to steer and more difficult to build, however they are lighter and offer longer flights and better dynamic.

    Future developments

    The possible uses of UAVs for things such as parking place detection and highlighting, traffic jam recognition and alternative route finding, overtaking support, low visibility places preview or emergency vehicle detection are only some of the many opportunities for using drones in cooperation with cars. The variety of possibilities provided by UAVs will allow the improvement in the functionality of the system by developing and adding new, interesting and practical applications.

    The total cost of the prototype was around 1500 $. Approximately 90 % of the cost was the electronics, so there is a very wide area for cost reduction. All electronic components were bought separately, and they are protected by their own housing and are connected with relatively long and heavy connectors, therefore there is a great possibility for the weight reduction. All mechanical components were connected with steel nuts and bolts, thick aluminum brackets were used to link the solid aluminum profiles, so there is a great margin for reducing the weight and assembling time.

    Our research team has been developing this project since May 2014. We are constantly improving our idea and prototype. We have a lot of ideas which are not yet tested and implemented. Based on the progress that we have made this year, we are able to say that our project is feasible. Our team manages a code repository, where the source of the software used in this project is hosted, constantly updated and available for download.

    The most intense and time-consuming area of research connected with this project is the computer vision and artificial intelligence programming. Fortunately our research team isn’t struggling alone with these problems, there are some big, open source projects like Google Tango aiming to overcome similar difficulties.

  • e-Hand, aplikacja webowa sterująca robotyczną ręką

    Aplikacja webowa służąca do sterowania humanoidalnym ramieniem robotycznym.
    Głównym zadaniem aplikacji jest promowanie polskiej myśli technicznej poprzez udostępnienie internautom webowego interfejsu do sterowania ramieniem robotycznym znajdującym się w jednym z laboratoriów Politechniki Wrocławskiej.
    Internauta ma możliwość sterowania ramieniem robotycznym, wydrukowanym na drukarce 3D, o parametrach tożsamych z urządzeniem przedstawionym w poniższym materiale video.

    Zalozenia:

    Na stronie interentowej jest dostępny obraz wideo z kamery filmującej klatke z robotycznym ramieniem.
    Jeżeli żadna inna osoba nie steruje robotycznym ramieniem, to internauta ma możliwość przejęcia kontroli nad manipulatorem. Jeżeli osoba sterująca przez 15 sekund nie wykona żadnego ruchu ramieniem, to zostaje jej odebrana kontrola i zostaje o tym fakcie powiadomiona.
    Interfejs webowy umożliwia sterowanie ramieniem zarówno przy pomocy klawiatury jak i poprzez klikanie przycisków znajdujących się pod okienkiem wyświetlającym obraz z kamery.

    Architektura

    Architektura systemu jest zbliżona do tradycyjnego układu Klient-Serwer. Pośrednikiem w komunikacji i centralnym węzłem komunikacynym pomiędzy internautą a robotycznym ramieniem jest serwer. Serwer obsługuje dwa rodzaje klientów – internautów i robotyczne ramiona. Zakładamy, że dysponujemy tylko jednym robotycznym ramieniem. Zakładamy również, że klientów może być dowolna ilość. Architekturę omawianego systemu tłumaczy poniższa ilustracja.

    System eHand posiada architekturę Klient-Serwer. W tym systemie istnieją dwa rodzaje klientów - internauta i robotyczne ramie.
    System eHand posiada architekturę Klient-Serwer. W tym systemie istnieją dwa rodzaje klientów – internauta i robotyczne ramie.

    Kod

    Repozytorium z zalążkiem projektu znajduje się tutaj

  • Konkurs, do wygrania nagrody o wartości 20 000 zł

    Konkurs

    Zastanów się jak drony mogłyby pomóc kierowcom i pasażerom samochodów ? Wymyśl i dokładnie opisz jak najwięcej zastosowań dronów w motoryzacji i codziennym życiu.
    Do wygrania nagrody rzeczowe i kursy drukowania 3D o łącznej wartości 20 000 zł.

    Nagrody:
    Miejsce 1
    Kurs drukowania 3D o wartości 5000 zł, elementy niezbędne do budowy Drukarki 3D Mendel-Tricolour o wartości 1000 zł, elementy niezbędne do budowy frezarki CNC Portal Cyclone o wartości 2000 zł
    Miejsce 2
    Kurs drukowania 3D o wartości 5000 zł, elementy niezbędne do budowy frezarki CNC Portal Cyclone o wartości 2000 zł
    Miejsce 3
    Kurs drukowania 3D o wartości 5000 zł

    Nagrodzone zostaną osoby, których odpowiedzi będą najbardziej kreatywne. Jeśli nie masz pomysłu jak drony mogą pomagać kierowcom i pasażerom aut, napisz do czego używałbyś dronów ? Odpowiedzi proszę przesyłać przy użyciu formularza kontaktowego.

    Brakuje Ci pomysłów ? Obejrzyj film nakręcony przez nasz zespół i wymyśl kolejne zastosowania.
    https://www.youtube.com/watch?v=B5YHaO9eaVg
    Autorzy najbardziej kreatywnych odpowiedzi będą również mogli realizować z Klubem Naukowym IDEA projekty o charakterze naukowo-komercyjnym.

  • Konkurs, do wygrania wejściówki na sesję Mensy

    Konkurs

    Zastanów się jak drony mogłyby pomóc kierowcom i pasażerom samochodów ? Wymyśl i dokładnie opisz jak najwięcej zastosowań dronów w  motoryzacji i wygraj wejściówkę o wartości 100 zł na sejsę testową Mensy Polska. Darmowymi wejściówkami zostaną nagrodzone osoby, których odpowiedzi będą najbardziej kreatywne. Jeśli nie masz pomysłu jak drony mogą pomagać kierowcom i pasażerom aut, napisz jak mogłyby pomóc w życiu codziennym. Do czego używałbyś dronów ? Odpowiedzi proszę przesyłać przy użyciu formularza kontaktowego.

    Brakuje Ci pomysłów ? Obejrzyj film nakręcony przez nasz zespół i wymyśl kolejne zastosowania.

    Sesja odbędzie się 13 grudnia o godzinie 11:00 w Centrum Mercure Wrocław przy placu Dominikańskim 1 w sali Tumskiej.

    Autorzy najbardziej kreatywnych odpowiedzi zostaną zaproszeni do Klubu Naukowego IDEA