Prompt-Beschreibung

Dieses Projekt entwirft eine Full-Stack-Systemarchitektur, die Mapping und Lokalisierung, Pfadplanung und Steuermodule umfasst. Aufgebaut auf Ubuntu 22.04 und der ROS2 Humble Umgebung, nutzt es MAVROS, um eine effiziente Kommunikationsverbindung zwischen den Planungsalgorithmen der oberen Ebene und dem APM-Flugregler der unteren Ebene herzustellen. Dies erreicht eine latenzarme Übertragung von Befehlsanweisungen und Zustandsrückmeldungen, wodurch die Entkopplung und der kollaborative Betrieb zwischen den Funktionsmodulen gewährleistet werden. Für Mapping und Lokalisierung werden aktuelle Mainstream-SLAM-Algorithmen eingesetzt, mit Fokus auf LiDAR-inertiale Odometrie (wie die FAST-LIO-Serie), visuell-inertiale Odometrie (wie die VINS-Fusion-Serie) und Feature-Punkt-basierte visuelle SLAM (wie die ORB-SLAM3-Serie). Das Frontend implementiert suchbasierte A*- und JPS-Algorithmen sowie den samplingbasierten RRT*-Algorithmus. Das Backend verwendet B-Spline-Interpolation und numerische Optimierungsmethoden mit minimalem Steueraufwand (Minimum Snap), um glatte, flugfähige Trajektorien zu generieren, die die dynamischen Beschränkungen der Drohne erfüllen. Die Steuerung erfolgt mit Methoden wie PID, LQR und MPC.