Моделирование видеоряда полета БПЛА для задач тестирования алгоритмов зрительной навигации
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2018-4-189-193Ключевые слова:
навигация, моделирование, летательный аппарат, БПЛА, трансформация, ортофотопланАннотация
Рассматривается система моделирования видеоряда полета беспилотного летательного аппарата для задач тестирования алгоритмов зрительной навигации. Данная система может быть использована при невозможности проведения полета и получения реальных снимков местности с бортовой камеры беспилотного летательного аппарата. Основой для генерации снимков является базовое изображение, которое может быть спутниковым снимком или ортофотопланом. Входными данными являются контрольные точки, через которые должен моделироваться полет, высота полета и характеристики летательного аппарата, такие, например, как скорость полета. Контрольные точки соединяются прямыми линиями, формируя маршрут полета, который определяет область полета на базовом изображении. На основе высоты и скорости полета беспилотного летательного аппарата рассчитывается масштаб выходных изображений с учетом разрешения базового изображения. Используя полученный масштаб и скорость полета летательного аппарата, рассчитывается смещение по координатам. На основе контрольных точек и координатного смещения формируются промежуточные точки, определяющие траекторию полета. Для каждой точки формируется направление полета беспилотного летательного аппарата с использованием улал поворота по окружности. При наличии нескольких контрольных точек происходит сглаживание траектории путем изменения угла поворота в каждой точке. Точки полученной траектории используются как центры генерируемых изображений полета, которые трансформируются согласно направлению движения беспилотного летательного аппарата с использованием аффинных преобразований. Для полученных изображений формируются метаданные формата EXIF, содержащие координаты снимка и характеристики полета. В результате генерируется видеоряд для каждой промежуточной точки с характеристиками полета, находящимися в метаданных файла изображения. В заключение статьи приведены примеры использования полученных изображений и описаны возможные улучшения разработанной системы.Библиографические ссылки
Архипов И. О., Еланцев М. О. Методика определения координат летательного аппарата по зрительным образам // Интеллектуальные системы в производстве. 2016. № 4(31). С. 4-7.
Применение метода статистической дифференциации для координатной привязки аэрофотоизображения к космическому снимку / Р. М. Гафаров, И. О. Архипов, А. В. Коробейников, М. О. Еланцев // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 15, № 2. С. 109-112.
Степанов Д. Н. Определение положения и ориентации беспилотного летательного аппарата на основе системы технического зрения // Программные системы. Теория и приложения. 2011. № 4 (8). C. 33-43.
Степанов Д. Н. Методы и алгоритмы определения положения и ориентации беспилотного летательного аппарата с применением бортовых видеокамер // Программные продукты и системы. 2014. Т. 1, № 1. С. 150-157.
Исследование эффективности применения алгоритмов анализа изображений в задаче навигации беспилотных летательных аппаратов / Б. А. Алпатов, В. С. Муравьев, В. В. Стротов, А. Б. Фельдман // Цифровая обработка сигналов. 2012. № 3. С. 29-34.
Гольдман Л. М. Большая советская энциклопедия. М. : Советская энциклопедия, 1978.
Тер-Хататуров А. А., Алиев Т. И. Измерительная техника : учеб. пособие для технических вузов. М. : Высш. шк., 1991. 384 с.
Цифровая обработка изображений в информационных системах : учеб. пособие / И. С. Грузман, В. С. Киричук, В. П. Косых, Г. И. Перетягин, А. А. Спектор. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2000. 168 с.
Форсайт Д. А., Понс Ж. Компьютерное зрение. Современный подход. М. : Вильямс, 2004. 928 с.
Обработка и анализ изображений в задачах машинного зрения : Курс лекций и практических занятий / Ю. В. Визильтер, С. Ю. Желтов, А. В. Бондаренко, М. В. Ососков, А. В. Моржин. М. : Физматкнига, 2010. 672 с.
