Фотометрический информационный метод локализации беспилотных летательных аппаратов

Авторы

Мамедов И. Э.

Национальное аэрокосмическое агентство Азербайджана, ул. Ахундова Сулеймана Сани, 1, Баку, AZ1115, Азербайджанская Республика

e-mail: i.mamedov09@gmail.com

Аннотация

Предлагается метод локализации беспилотного летательного аппарата (БПЛА), где локализация осуществляется как на основе информационных характеристик, так и оптических характеристик освещенности рассматриваемых изображений. При этом схожесть реальной сцены и геореференцированного изображения вычисляется путем вычитания их информационных характеристик. Для повышения точности и надежности получаемого результата локализация реализуется с применением оптимизационной процедуры на основе предложенного интегрального информационного критерия. Вычислен оптимальный режим реализации предложенного метода.

Ключевые слова:

локализация, БПЛА, интегральный информационный критерий, функционал цели, безусловная вариационная оптимизация

Библиографический список

1. Ahrens S., Levine D., Andrews G., How J.P. Vision-based guidance and control of a hovering vehicle in unknown, GPS-denied environments // IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'09), Kobe, Japan. 2009, pp. 2643-2648. DOI: 10.1109/ROBOT.2009.5152680

2. Caballero F., Merino L., Ferruz J., Ollero A. Vision-based odometry and SLAM for medium and high altitude flying UAVs // Unmanned Aircraft Systems: International Symposium On Unmanned Aerial Vehicles (UAV'08), 2009, pp. 137-161. DOI: 10.1007/978-1-4020-9137-7_9

3. Artieda J., Sebastian J.M., Campoy P., Correa J.F., Mondragón I.F., Martínez C., Olivares M . Visual 3-D SLAM from UAVs // Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2009. Vol. 55. No. 4-5, pp. 299-321. DOI: 10.1007/s10846-008-9304-8

4. Blösch M., Weiss S., Scaramuzza D., Siegwart R. Vision based MAV navigation in unknown and unstructured environments // IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'10). 2010, pp. 21-28. DOI: 10.1109/ROBOT.2010.5509920

5. Kim J.H., Sukkarieh S. Airborne simultaneous localisation and map building // IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'03), Taipei, Taiwan. 2003. Vol. 1, pp. 406-411. DOI: 10.1109/ROBOT.2003.1241629

6. Ким Н.В., Бодунков Н.Е., Крылов И.Г. Поиск наземных объектов беспилотными летательными аппаратами // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта (БТС-ИИ-2015)»: Труды семинара. – СПб.: Политехника-сервис, 2015. С. 42–49.

7. Буйвал А.К. Локализация беспилотного летательного аппарата внутри помещений на основе визуальных геометрических признаков и известной 3D модели окружающей среды // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта (БТС-ИИ-2015)»: Труды семинара. – СПб.: Политехника-сервис, 2015. С. 10–17.

8. Афанасьев И.М., Сагитов А.Г., Данилов И.Ю., Магид Е.А. Навигация гетерогенной группы роботов (БПЛА и БНР) через лабиринт в 3D симуляторе GAZEBO методом вероятностной дорожной карты // Второй Всероссийский научно-практический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта (БТС-ИИ-2015)»: Труды семинара. – СПб.: Политехника-сервис, 2015. С. 18-25.

9. Боковой А.В. Исследование методов одновременного картирования и локализации беспилотных летательных аппаратов по видеопотоку, полученному с единственной камеры // Второй Всероссийский научнопрактический семинар «Беспилотные транспортные средства с элементами искусственного интеллекта (БТС-ИИ-2015)»: Труды семинара. – СПб.: Политехника-сервис, 2015. С. 26-33.

10. Lemaire T., Berger C., Jung I., Lacroix S. Vision-Based SLAM: Stereo and Monocular Approaches // International Journal of Computer Vision. 2007. Vol. 74. No. 3, pp. 343-364. DOI: 10.1007/s11263-007-0042-3

11. Максимов Н.А., Склеймин Ю.Б., Шаронов А.В. Модель для оценки эффективности системы мониторинга с использованием группы беспилотных летательных аппаратов // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 3. С. 30-39.

12. Грумондз В.Т., Полищук М.А. Задача наведения беспилотного планирующего летательного аппарата на подвижную цель // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 4. С. 7-12.

13. Conte G., Doherty P. An integrated UAV navigation system based on aerial image matching // IEEE Aerospace Conference, 2008, Big Sky, MT, USA, рр. 3142-3151. DOI: 10.1109/AERO.2008.4526556

14. Saripalli S., Montgomery J.F., Sukhatme G.S. Visually guided landing of an unmanned aerial vehicle // IEEE Robotics and Automation Society, 2003. Vol. 19. No. 3, pp. 371-380. DOI: 10.1109/TRA.2003.810239

15. Ganesan A., Gireesh Kumar R.N. Vision based autonomous landing of an unmanned aerial vehicle // Procedia Engineering. 2012. Vol. 38, рр. 2250-2256. DOI: 10.1016/j.proeng.2012.06.271

16. Anitha G., Gireesh Kumar R.N. Vision based autonomous landing of an unmanned aerial vehicle // Procedia Engineering. 2012. Vol. 38, рр. 2250-2256. DOI: 10.1016/j.proeng.2012.06.271

17. Sim D.-G., Park R.-H., Kim R.-Ch., Lee S. U., Kim I.-Ch. Integrated position estimation using aerial image sequences // IEEE Pattern Analysis and Machine Intelligence (PAMI), 2002. Vol. 24. No. 1, 18 p. DOI: 10.1109/34.982881

18. Martínez C., Mondragón I.F., Campoy P., Sánchez-López J.L., Olivares-Méndez M.A. A hierarchical tracking strategy for vision-based applications on-board UAVs // Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2013. Vol. 72. No. 3-4, pp. 517-539. DOI: 10.1007/s10846-013-9814-x

19. Dame A., Marchand E. Second-order optimization of mutual information for real-time image registration // IEEE Image Processing. 2012. Vol. 21. No. 9, pp. 4190-4203. DOI: 10.1109/TIP.2012.2199124

20. Viola P., Wells W. Alignment by maximization of mutual information // International Journal of Computer Vision. 1997. Vol. 24. No. 2, pp. 137-154. DOI: 10.1109/ICCV.1995.466930

Скачать статью