Курсовая работа: Алгоритм ориентирования сверхлегкого БПЛА по данным бортового фото-видео регистратора

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Постановка задачи
МЕТОДЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ БПЛА В ПРОСТРАНСТВЕ
Ориентирование по данным спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS
Ориентирование по данным инерциальной системы (гироскоп, акселерометр, магнитометр, барометр и др.)
Ориентирование по данным бортовой камеры
Контурный анализ на фотографиях
Задача детектирования объектов на изображениях и методы её решения
Составление карт с помощью аэрофотоснимков
Ориентирование по известным элементам местности на фотографиях
Методы определения координат по паре снимков
Обзор методов хранения карт различными ГИС
СИСТЕМА ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ЛЕГКОГО БПЛА ПО ДАННЫМ БОРТОВОГО ФОТО-, ВИДЕО РЕГИСТРАТОРА И ОБРАБОТКОЙ ДАННЫХ НА БОРТУ
Подготовка карты местности с выделением объектов
Формирование базы данных объектов
Формирование маршрутного задания
Алгоритм сравнения фотографии с шаблоном
Эмулирование работы алгоритма
Эмуляция поиска природных объектов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

В современном мире для решения задач мониторинга местности все чаще стали применятся беспилотные летательные аппараты (БПЛА), которые могут выполнять поставленную им задачу (например, полет по маршруту по заданным точкам) в автоматическом режиме. На таких аппаратах устанавливается автопилот, инерциальная система навигации и система навигации ГЛОНАСС/GPS, что позволяет самолету ориентироваться в пространстве и выполнять задание. Как правило, БПЛА используются для решения военных задач, но за счет увеличения объемов производства электронных компонент и уменьшения их стоимости, БПЛА стали активно применятся и в гражданских целях. Одной из задач, которые решают БПЛА, является мониторинг территории заповедников, где актуальны такие вопросы как исследование миграции животных, своевременное определение нарушений режима заповедника и др.
В больших дорогостоящих БПЛА для позиционирования в пространстве используется комплекс инерциальной системы не только в сочетании с системой ГЛОНАСС/GPS, но и наземной системой обработки данных DGPS (дифференциальная система GPS), за счет которой на борт БПЛА приходят поправки к данным GPS внесения поправок. За счет этого точность таких систем позиционирования может достигать 5 см [10]. Уменьшение стоимости легких БПЛА, с одной стороны, приводит к увеличению доступности таких технологических решений, но при этом не позволяет устанавливать весь комплекс навигационного оборудования. Зачастую, в качестве систем навигации на таких БПЛА устанавливается система ГЛОНАСС/GPS и магнитометр, который показывает магнитный азимут полета. Данные со спутников GPS обновляются с частотой 1-5 Гц, что позволяет автопилоту часто оценивать курс движения на заданную ему точку и вносить поправки в курс. Точность гражданских приемников ГЛОНАСС/GPS сейчас находится в пределах 5-15 метров[15], и это позволяет следовать БПЛА по заданному маршруту с определенной погрешностью. При выполнении мониторинга в гражданских целях, часто необходимо производить съемку на небольшой высоте, в гористой местности. Также при относительно небольшой цене модулей навигационных систем, такие модули иногда выходят из строя или теряют спутники в процессе выполнения