Інтегрована система навігації та орієнтації літального апарату з оптичними приладами

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorМалишева, Юлія Олександрівна
dc.contributor.degreedepartmentПриладів та систем керування літальними апаратамиuk
dc.contributor.degreefacultyАвiацiйних i космiчних системuk
dc.contributor.degreegrantorНаціональний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»uk
dc.date.accessioned2016-11-28T09:49:53Z
dc.date.available2016-11-28T09:49:53Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenAn algorithm for aircraft roll and pitch values estimation based on optical horizon line recognition is developed. The algorithm makes use only of machine vision techniques. It has required accuracy of horizon line detection, in particular due to circular mask usage for image distorted areas elimination and processing rate. Such performances allow the algorithm to be used in onboard computers as well as obtaining of processed information in real time. The optical horizon sensor is designed based on onboard camera and computer which is able to calculate roll and pitch angles with accuracy ≤0,5°. In contrast with available models such a sensor does not require additional expenses. An algorithm defined the framework of optical system for distance estimation to the obstacles is developed, which is based on stereovision principals. Such a system allows to increase the safety of an UAV during the flight. It is shown that the usage of optical horizon sensor as a part of integrated navigation system built with usage of microelectromechanical sensors proposes an opportunity of accuracy enhancement in tree times for pitch and roll estimation. This can be crucial factor in UAV navigation system design in existing conditions of cost and weight limitations.uk
dc.description.abstractruДиссертационная работа посвящена разработке системы ориентации и навигации для беспилотного летательного аппарата (БПЛА) на микроэлектромеханических датчиках первичной информации, точность определия углов ориентации которой была повышена за счёт введения информации от оптического датчика горизонта, этапы разработки которого также представлены в данной диссертационной работе. Разработано два алгоритма определения текущих углов крена и тангажа ЛА по оптической информации предоставляемой бортовой видеокамерой используя подходы машинного зрения. В их основу быди заложены различные методики распознавания оптической линии горизонта на изображении, что позволило получить алгоритмы с разными характеристиками по точности определения линия горизонта и скорости обработки видеопоследовательности. Проведенные экспериментальные исследования показали, что оба алгоритма являются эффективными и позволяю сформировать их основе оптический датчик горизонта. Приемлемая скорость обработки и точность определения в частности обеспечивается за счёт применения круговой маски для устранения искривлённых областей изображения. Указанные характеристик делают возможным применение разработанного алгоритма в бортовых вычислителях и выдачу информации в реальном времени. Сформирован датчик оптического горизонта на базе бортовой видеокамеры и бортового вычислителя. Экспериментальные исследования в лабораторных условиях показали, что указанный датчик способен определять углы крена и тангажа с погрешностью ≤0,5° и в отличие от существующих моделей не требует дополнительных финансовых затрат для БПЛА с бортовой видеокамерой. Также в работе расмотрен вопрос повышения сохранности БПЛА также за счёт использования оптической информации. Разработан алгоритм, который заложен в основу оптической системы определения расстояния до преграды на базе методов стереозрения. Проведенные экспериментальные исследования в лабораторных условиях показали, что данная система может быть использована на высокоманёвренных БПЛА. 19 На основе анализа существующих навигационный систем подобного класса выбран минимально-необходимый набор датчиков первичной информации для построения навигационной системы включающий: бесплатформенную навигационную систему, приёмник спутниковой навигационной системы, магнитометр и датчик оптического горизонта. Комплексирование составляющих элементов произведено с помощью оптимального фильтра Калмана. Результаты проведенного полунатурного моделирования показали, что использование датчика оптического горизонта в составе базовой комплексированной систем навигации и ориентации, построенной на микроэлектромеханических датчиках и приёмнике спутниковой навигационной системы даёт возможность повысить точность определения углов ориентации в три раза. Этот фактор может иметь решающее значение при построении систем ориентации и навигации для БПЛА в условиях существующих массогабаритных и стоимостных ограничений.uk
dc.description.abstractukРозроблений алгоритм визначення поточних кутів крену і тангажу ЛА за оптичною інформацією, що надається бортовою відеокамерою, використовуючи техніку машинного зору. У його основу покладено методику розпізнавання оптичної лінії горизонту на зображенні. Даний алгоритм має необхідні швидкість обробки та точність визначення лінії горизонту, в тому числі за рахунок застосування колової маски для усунення викривлених областей зображення. Вказані характеристики роблять можливим використання розробленого алгоритму у бортових обчислювачах та видачу інформації у реальному масштабі часу. Сформовано датчик оптичного горизонту на базі бортової камери і бортового обчислювача, який здатний визначати кути крену та тангажу із похибкою ≤0,5° та на відміну від існуючих моделей не потребує додаткових фінансових витрат. Розроблений алгоритм, на якому побудована оптична система визначення відстані до перешкоди на основі методів стереобачення. Така система дає можливість підвищити безпеку польоту БПЛА. Показано, що використання датчика оптичного горизонту у комплексованих системах орієнтації та навігації, побудованих на мікроелектромеханічних датчиках, дає можливість підвищити точність визначення кутів орієнтації у три рази. Цей фактор може мати вирішальне значення при побудові систем орієнтації та навігації для БПЛА в умовах існуючих масогабаритних та вартісних обмежень.uk
dc.format.page21 с.uk
dc.identifier.citationМалишева, Ю. О. Інтегрована система навігації та орієнтації літального апарату з оптичними приладами : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 05.11.03 – гіроскопи та навігаційні системи / Малишева Юлія Олександрівна. – Київ, 2016. – 21 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/18183
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectкомплексована система орієнтаціїuk
dc.subjectдатчик оптичного горизонтуuk
dc.subjectмашинний зірuk
dc.subjectнапівнатурне моделюванняuk
dc.subjectрозпізнавання лінії горизонтуuk
dc.subjectintegrated navigation systemen
dc.subjectoptical horizon sensoren
dc.subjectmacine visionen
dc.subjectsimulationen
dc.subjecthorizon line recognitionen
dc.subjectдатчик оптического горизонтаru
dc.subjectмашинное зрениеru
dc.subjectполунатурное моделированиеru
dc.subjectраспознавание линии горизонтаru
dc.subjectкомплексированная система ориентации и навигацииru
dc.subject.udc629.73.014.9.054.4(043.3)uk
dc.titleІнтегрована система навігації та орієнтації літального апарату з оптичними приладамиuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.levelcandidateuk
thesis.degree.nameкандидат технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.11.03 – гіроскопи та навігаційні системиuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
aref_Malysheva.pdf
Розмір:
1.74 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

Автореферати (ПСКЛА ФАКС)
Автореферати (вільний доступ)