Статья

Название статьи ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ АВТОВЗЛЕТА И АВТОПОСАДКИ БАС
Автор С. В. Кулешов, А. А. Зайцева
Рубрика РАЗДЕЛ V. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ
Месяц, год 01, 2018
Индекс УДК 007.52:004.896:004:94
DOI
Аннотация Ключевой целью исследования является разработка и тестирование подхода к реализации системы автовзлета и автопосадки беспилотной авиационной системы (БАС) мультироторного или вертолетного типа на основе системы технического зрения (СТЗ). Актуальность исследования обусловлена современными требованиями к БАС, в том числе необходимостью повышения автономности управления такими системами в режиме стабилизации полета. В процессе анализа существующего состояния исследований в данной области выявлено, что наибольшую заинтересованность в развитии технологий БАС проявляют государственные ведомства и службы, функции которых связаны с охраной, контролем и мониторингом объектов, в том числе с ликвидацией чрезвычайных ситуаций, а также компаний, деятельность которых связана с получением пространственных данных. Для достижения поставленной в исследовании цели решаются следующие задачи: анализ существующих систем автовзлета-автопосадки без применения систем глобального позиционирования; сравнение различных вариантов компоновки и взаимного расположения компонентов системы между летательным аппаратом и посадочной площадкой; разработка рекомендаций по использованию маркеров в системах автовзлета-автопосадки в зависимости от особенностей их реализации и использования. В процессе решения поставленных задач и постановки экспериментов с использованием различных компоновок и алгоритмов, проведен детальный анализ временного распределения работы алгоритма локализации положения БЛА с помощью управляемых маркеров в разрабатываемой системе автовзлета-автопосадки на основе СТЗ. Установлено, что наибольшей эффективностью обладают маркеры, управляемые компьютером системы посадки по каналу управления (радиоканалу). При этом упрощаются методы распознавания и локализации маркера. Становится возможным использовать фактор времени с априорным знанием о состоянии маркера и использовать простые методы СТЗ, например разностный кадр. При этом не требуется делать различие в характеристиках самих маркеров или использовать паттерн расположения маркеров, так как с каждый момент времени можно включать только один конкретный маркер, что облегчает его идентификацию. На основе проведенных исследований и сделанных выводов формулируются задачи для дальнейшей разработки темы: исследование методов СТЗ для осуществления автовзлета и автопосадки в сложных метеоусловиях (СМУ) и разработка модульного программного

Скачать в PDF

Ключевые слова Беспилотные летательные аппараты (БЛА); беспилотные авиационные системы (БАС); мультикоптеры; маркеры; СТЗ; автовзлет; автопосадка.
Библиографический список 1. Aksenov A.Y., Kuleshov S.V., Zaytseva A.A. An application of computer vision systems to solve the problem of unmanned aerial vehicle control // J. Transport and Telecommunication. – 2014. – Vol. 15, No. 3. – P. 209-214.
2. Аксенов А.Ю., Зайцева А.А., Кулешов С.В., Ненаусников K.В. Варианты обеспечения посадки при автономном управлении беспилотными мультироторными летательными аппаратами // Труды МАИ. – Вып. № 96. – URL: http://trudy.mai.ru/published.php?ID=85880.
3. Барбасов В.К. и др. Многороторные беспилотные летательные аппараты и возможности их использования для дистанционного зондирования земли // Инженерные изыскания.
– 20112. – № 10. – С. 38-42.
4. Барбасов В.К., Гречищев А.В. Мультироторные беспилотные летательные аппараты, представленные на российском рынке: обзор // Инженерные изыскания. – 2014. – № 8.
– С. 27-31.
5. DJI Innovations. (2013). Naza for Multi-Rotor User Manual. Guangdong. (V2.8 2013.05.03 Revision).
6. Saripalli S., Montgomery J.F., Sukhatme G.S. Visually guided landing of an unmanned aerial vehicle // IEEE Transactions on Robotics and Automation. – 2003. – Vol. 19, Is. 3.
7. Radu Horaud, Miles Hansard, Georgios Evangelidis, Menier Cl ́ement. An Overview of Depth Cameras and Range Scanners Based on Time-of-Flight Technologies. // Machine Vision and Applications Journal, 2016. – URL: https://hal.inria.fr/hal-01325045.
8. Lidar: range-resolved optical remote sensing of the atmosphere series, Springer series in optical sciences. Vol. 102 / C. Weitkamp (Ed.). – New York: Springer, 2005. – 460 p.
9. Автоматическая посадка БПЛА на движущийся автомобиль. – URL: http://absrf.ru /ru/technology/2016-01-26.htm.
10. Веремеенко К.К., Пронькин А.Н., Репников А.В. Алгоритмы структурной перестройки бортовых подсистем интегрированной системы посадки беспилотного летательного аппарата // Труды МАИ. – 2011. – Вып. № 49. – URL: http://trudymai.ru/ published.php?ID=28110.
11. Павлова Н.В., Смеюха А.В. Повышение эффективности выполнения полетного задания современными маневренными летательными аппаратами // Труды МАИ. – 2016. – Вып. № 87. – URL: http://trudy.mai.ru/upload/iblock/ebf/pavlova_smeyukha_rus.pdf.
12. Corke P. An inertial and visual sensing system for a small autonomous helicopter // J. Robot. Syst. – 2004. – Vol. 21 (2). – P. 43-51.
13. Cesetti A., Frontoni E., Mancini A. et al. A Visual Global Positioning System for Unmanned Aerial Vehicles Used in Photogrammetric Applications // J. Intell Robot Syst. – 2011. 61: 157. Doi:10.1007/s10846-010-9489-5.
14. Garcia Carrillo, L.R., Dzul Lopez, A.E., Lozano, R. et al. Combining Stereo Vision and Inertial Navigation System for a Quad-Rotor UAV // J. Intell. Robot. Syst. – 2012. 65: 373. Doi:10.1007/s10846-011-9571-7.
15. Bai G.; Liu J.; Song Y.; Zuo Y. Two-UAV Intersection Localization System Based on the Airborne Optoelectronic Platform. Sensors 2017, 17, 98.
16. Cesetti A., Frontoni E., Mancini A., Zingaretti P., Longhi S. A Vision-Based Guidance System for UAV Navigation and Safe Landing using Natural Landmarks // Selected papers from the 2nd International Symposium on UAVs, Reno, Nevada, U.S.A. June 8–10, 2009. – P. 233-257.
17. Levin A., Szeliski R. Visual odometry and map correlation. // In: IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. Washington, DC, USA. 2004.
18. ETH IDSC. Flying Machine Arena. Zurich. – 2014. – URL: http://www.idsc.ethz.ch.
19. Ritz R., Müller M.W., Hehn M., D'Andrea R. Cooperative quadrocopter ball throwing and catching // Proceedings of Intelligent Robots and Systems (IROS), IEEE/RSJ International Conference. Vilamoura. October 2012, IEEE. 2012. – P. 4972-4978.
20. Aksenov A.Y., Kuleshov S.V., Zaytseva A.A. An Application of Computer Vision Systems to Unmanned Aerial Vehicle Autolanding / A. Ronzhin et al. (Eds.): ICR 2017, LNAI 10459.
– P. 105-112, 2017. DOI: 10.1007/978-3-319-66471-2_12.

Comments are closed.