Детектирование траектории беспилотных летательных аппаратов по перекрывающимся снимкам
- Авторы: Андронов В.Г.1, Чуев А.А.1, Дубровский Н.С.1
-
Учреждения:
- Юго-Западный государственный университет
- Выпуск: Том 24, № 3 (2023)
- Страницы: 213-222
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2312-8143/article/view/327584
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2023-24-3-213-222
- EDN: https://elibrary.ru/VNZREH
- ID: 327584
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В настоящее время широко используются беспилотные летательные аппараты, навигация которых основывается на данных бортовых интегрированных систем, включающих в себя инерциальные и спутниковые датчики. При этом для решения многих целевых задач обеспечивается их предварительный выход в заданную точку маршрута полета по кратчайшей горизонтальной траектории. Однако на практике возможны ситуации, когда получаемая от навигационных спутников информация может перестать быть доступной, что приводит к снижению точности навигации. Рассмотрена методика детектирования траектории беспилотных летательных аппаратов в условиях потери сигналов от навигационных спутников по снимкам подстилающей поверхности. В качестве критерия, свидетельствующего о возникновении отклонений беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории, предложено использовать изменение параллаксов смежных пар снимков. Представлены аналитические соотношения, описывающие функциональную связь изменений параллаксов снимков и параметров линейных и угловых отклонений беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории и учитывающие все возможные варианты этих отклонений. Полученные результаты позволяют путем моделирования выполнить априорную оценку пороговой величины изменений параллаксов, соответствующей допустимому уровню отклонений беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории. Основываясь на этой оценке, можно повысить точность детектирования траектории беспилотных летательных аппаратов в условиях потери сигналов от навигационных спутников.
Об авторах
Владимир Германович Андронов
Юго-Западный государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: vladia58@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2578-0026
доктор технических наук, заведующий кафедрой космического приборостроения и систем связи, факультет фундаментальной и прикладной информатики
Курск, Российская ФедерацияАндрей Алексеевич Чуев
Юго-Западный государственный университет
Email: chuev-aa@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-2980-0533
старший преподаватель кафедры космического приборостроения и систем связи, факультет фундаментальной и прикладной информатики
Курск, Российская ФедерацияНикита Сергеевич Дубровский
Юго-Западный государственный университет
Email: dubrovsky69@icloud.com
ORCID iD: 0000-0003-1261-1928
студент, юридический факультет
Курск, Российская ФедерацияСписок литературы
- Veremeenko KK, Antonov DA, Zharkov MV, Zimin RYu, Kuznetsov IM, Pronkin AN. Integrated UAV orientation and navigation system. Navigation News. 2011;4:22-28. (In Russ.) EDN: RBHKYZ
- Veremeenko KK, Koshelev BV, Soloviev YA. The analysis of development of the integrated inertial & satellite navigation systems. Navigation News. 2010;4:32-1. (In Russ.) EDN: RBGRIF
- Kuznetsov IM, Pronkin AN, Veremeenko KK. Small-sized integrated navigation modules: algorithms and structural features. News of the SFU. Technical sciences. 2010; 3(104):245-250. (In Russ.) EDN: LMCOZF
- Pronkin AN, Kuznetsov IM, Veremeenko KK. Integrated UAV navigation system: structure and research of characteristics. Trudy MAI [Proceedings of MAI]. 2010; 41:14. (In Russ.) EDN: NCGDBJ
- Arulmurugan L, Raghavendra Prabhu S, Ilangkumaran M, Suresh V, Saravanakumar RR, Raghunath M. Kinematics and plane decomposition algorithm for nonlinear path planning navigation and tracking of unmanned aerial vehicles. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;995(1):012019. https://doi.org/10.1088/1757-899X/995/1/012019
- Hosseini K, Ebadi H, Farnood Ahmadi F. Determining the location of UAVs automatically using aerial or remotely sensed high-resolution images for intelligent navigation of UAVs at the time of disconnection with GPS. Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 2020;48(12):1675-1689. https://doi.org/10.1007/s12524-020-01187-4
- Kikutis R, Stankūnas J, Rudinskas D. Autonomous unmanned aerial vehicle flight accuracy evaluation for three different path-tracking algorithms. Transport. 2019; 34(6):652-661. https://doi.org/10.3846/transport.2019. 11741
- Luo S, Liu H, Hu M, Dong J. Review of multimodal image matching assisted inertial navigation positioning technology for unmanned aerial vehicle. Guofang Keji Daxue Xuebao/Journal of National niversity of Defense Technology. 2020;42(6):1-10.
- Salychev OS. UAV autopilot with an Inertial Integrated System is the basis for the safe operation of unmanned complexes. Available from: http://www.teknol. ru/trash/uav_autopilot_salychev_2602182965.pdf. (In Russ). (accessed: 15.02.2023).
- Antonov DA, Zharkov MV, Kuznetsov IM, Lunev EM, Pronkin AN. Unmanned aerial vehicle positioning based on photographic image and inertial measurements. Trudy MAI [Proceedings of MAI]. 2016;91:14. (In Russ.) EDN: XEQWYZ
- Andronov VG, Chuev AA, Knyazev AA. Determination and assessment of the level of deviations of unmanned aerial vehicles from a given trajectory from images of the underlying surface. Proceedings of the Southwest State University. Series: Control, Computer Engineering, Information Science. Medical Instruments Engineering. 2022;1(12):129-144. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1536-2022-12-1-129-144
- Oleinik II, Chernomorets AA, Andronov VG, Zhilyakov EG, Zalivin AN, Mukhin IE, Chuev AA. Small- sized unmanned aerial vehicles: detection tasks and ways to solve them. Kursk: Southwest State University; 2021. (In Russ.) Available from: https://elibrary.ru/download/elibrary_46554248_69730965.pdf (accessed: 15.02.2023)
- Ardentov AA, Beschastny IYu, Mashtakov AP, Popov AYu, Sachkov YuL, Sachkova EF. Algorithms for evaluation position and orientation of UAV. Program systems: Theory and applications. 2012;3(3(12):23-38. (In Russ.)
- Germak OV. Determination of elements of mutual orientation of images. Online journal of Science Studies. 2012;4(13):150. (In Russ.)
- Dobrynin NF, Pimshina TM. Mutual orientation of aerial photographs with a new combination of angular elements in a stereo pair. Engineering Bulletin of the Don. 2014;2(29):43. (In Russ.)
- Korshunov RA, Noskov VV, Pogorelov VV. Noncentral reverse photogrammetric notch. News of higher educational institutions. Geodesy and aerial photography. 2013;5:67-71. (In Russ.)
- Rakov DN, Nikitin VN. The choice of a digital non-metric camera for an unmanned aerial photography complex. Interexpo Geo-Siberia. 2012;7:27-36. (In Russ.) EDN: QITTPR.
Дополнительные файлы
