Experimental tests of an algorithm of roll and pitch estimation using only optical information

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorZbrutsky, Oleksandr Vasyliovych
dc.contributor.authorMalysheva, Yuliya
dc.contributor.authorЗбруцький, O. В.
dc.contributor.authorМалишева, Ю. О.
dc.contributor.authorЗбруцкий, А. В.
dc.contributor.authorМалышева, Ю. А.
dc.date.accessioned2016-08-26T11:48:56Z
dc.date.available2016-08-26T11:48:56Z
dc.date.issued2015
dc.description.abstractenThe research concerns the problem of carrying out experimental tests of an image-based measurement system that is able to detect horizon line and calculate it relative position on the image in terms of roll and pitch angles, which assumed to be attitude angles of the camera. Such a system includes two image-based measurement algorithms: horizon line recognition and roll and pitch values estimation. The latter one is based on developed technique of angle values estimation using intrinsic parameters of a camera. Also the matlab-based software for roll and pitch estimation based on horizon detection algorithm is developed. The set of experiments to discover the camera lens characteristics is performed. In order discover the performances of developed system the set of tests in controlled environment is carried out. As a reference sensor a 3-axial accelerometer in the form of inclinometer is used. In this work estimation errors appear rather as a difference between accelerometer and developed software measurements than absolute measurement errors. Thus it is found out that the difference between accelerometer and software measurements exponentially increases with increasing roll angle where as in a range of small angles values are approximately coincide. Also it is noticed some cross-correlation between roll and pitch angles in software calculations. Processing results of real horizon images showed that the developed system detects the horizon line in most cases correctly excluding the hard cases of overlapped horizon and low contrast drop around horizon line area.uk
dc.description.abstractruИсследование относится к проблеме проведения экспериментальных испытаний разработанной измерительной системы на базе изображения. Указанная система способна определять линию горизонта на изображении и вычислять ее относительное положение с точки зрения углов крена и тангажа, которые приняты в качестве углов ориентации камеры. Система состоит из двух алгоритмов измерения на базе изображения: алгоритма распознавания линии горизонта и алгоритма оценки значений углов крена и тангажа. Второй алгоритм основан на разработанной методике оценки значений углов с использованием внутренних параметров камеры. Используя язык программирования matlab разработано программное обеспечение для оценки углов ориентации на основе алгоритма распознавания горизонта. Проведена серия экспериментов для определения характеристик тестовой камеры. Кроме того, для выявления свойств разработанной системы проведена серия тестов в контролируемой среде. В качестве базового датчика используется трехосный акселерометр, выполняющий функцию инклинометра. В данной работе погрешность оценивания представлена скорее как разница между измерениями акселерометра и разработанного программного обеспечения, чем абсолютная погрешность измерения. Таким образом, установлено, что разница между измерениями акселерометра и программными вычислениями экспоненциально возрастает с увеличением угла крена, тогда как в области малых углов значения примерно совпадают. Также отмечается некоторая взаимная зависимость между двумя углами ориентации вычисленными с помощью программы. Результаты обработки реальных изображений горизонта показали, что разработанная система определяет линию горизонта в большинстве случаев правильно за исключением сложных случаев перекрытия горизонта и малого перепада контраста вокруг области линии горизонта.uk
dc.description.abstractukДослідження відноситься до проблеми проведення експериментальних випробувань розробленої вимірювальної системи на базі зображення. Вказана система здатна визначати лінію горизонту на зображенні та обчислювати її відносне положення з точки зору кутів крену і тангажу, які прийняті в якості кутів орієнтації камери. Система складається з двох алгоритмів вимірювання на базі зображення: алгоритму розпізнавання лінії горизонту та алгоритму оцінки значень кутів крену і тангажу. Другий алгоритм засновано на розробленій методиці оцінки значень кутів, використовуючи внутрішні параметри камери. Використовуючи matlab-мову програмування розроблено програмне забезпечення для оцінки кутів орієнтації на основі алгоритму розпізнавання горизонту. Проведено серія експериментів для з'ясування характеристик тестової камери. Крім того, для виявлення властивостей розробленої системи проведено серію тестів у контрольованому середовищі. В якості базового датчика використано тривісний акселерометр, який виконував роль інклінометра. В роботі похибка оцінювання представлена швидше як різниця між вимірами акселерометра і розробленого програмного забезпечення, аніж абсолютна похибка вимірювання. Таким чином, з'ясовано, що різниця між вимірами акселерометра і програмними підрахунками експоненціально зростає зі збільшенням кута крену, тоді як в області малих кутів значення приблизно збігаються. Також відзначається деяка взаємна залежність між двома кутами орієнтації обчисленими за допомогою програмного забезпечення. Результати обробки реальних зображень горизонту показали, що розроблена система виявляє лінію горизонту в більшості випадків правильно за винятком складних ситуацій перекриття горизонту та малого перепаду контрасту навколо області лінії горизонту.uk
dc.format.pagerangePp. 5-14uk
dc.identifier.citationZbrutsky A. Experimental tests of an algorithm of roll and pitch estimation using only optical information / A. Zbrutsky, J. Malysheva // Механіка гіроскопічних систем : науково-технічний збірник. – 2015. – Вип. 29. – С. 5–14. – Бібліогр.: 11 назв.uk
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.20535/0203-377129201561414
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/17427
dc.language.isoenuk
dc.publisherНТУУ "КПІ"uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.source.nameМеханіка гіроскопічних систем: науково-технічний збірникuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectimage-based measurement systemen
dc.subjectcamera attitude estimationen
dc.subjectcamera calibrationen
dc.subjectвимірювальна системи на базі зображенняuk
dc.subjectвизначення орієнтації камериuk
dc.subjectкалібрування камериuk
dc.subjectизмерительная система на базе изображенияru
dc.subjectопределение ориентации камерыru
dc.subjectкалибровка камерыru
dc.subject.udc621.396.988.6uk
dc.titleExperimental tests of an algorithm of roll and pitch estimation using only optical informationuk
dc.title.alternativeЕкспериментальні дослідження алгоритму визначення кутів крену і тангажу із використанням лише оптичної інформаціїuk
dc.title.alternativeЭкспериментальные исследования алгоритма определения углов крена и тангажа с использованием только оптической информацииuk
dc.typeArticleuk
thesis.degree.level-uk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
mgs29_01_Zbrutsky.pdf
Розмір:
1.24 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Механіка гіроскопічних систем: науково-технічний збірник, Вип. 29