Метод прив'язки безпілотних літальних апаратів з використанням кореляційно-екстремальних систем навігації в умовах появи хибних об'єктів на поточному зображенні - Єрьоміна, Н. С. (My University, 2018)
Дисертація присвячена забезпеченню формування унімодальної вирішальної функції кореляційно-екстремальних систем навігації літальних апаратів в умовах впливу на поточне зображення геометричних спотворень та з використанням поточних зображень поверхні візування з високою об'єктовою насиченістю. Це дозволяє не менше, ніж на 8% підвищити ймовірність локалізації ОП на ПЗ, та забезпечити унімодальність ВФ у порівнянні з системою навігації з класичним кореляційним алгоритмом порівняння зображень, забезпечити високу перешкодостійкість системи навігації та визначити напрямок подальшого вдосконалення системи. Проведено аналіз та уточнення вимог до кореляційно-екстремальних системам навігації літального апарату. Одержала подальший розвиток модель процесу функціонування КЕСН. Одержав подальший розвиток метод формування ВФ КЕСН заснований на адаптації еталонних зображень до просторового положення та орієнтації БПЛА. Одержав подальший розвиток метод локалізації ОП КЕСН на поточному зображенні заснований на виявленні та багатопороговій селекції об’єкта прив’язки на поточному зображенні в умовах появи на поточному зображенні хибних об’єктів, обумовлених перспективними спотвореннями поверхні візування з високою об’єктовою насиченістю. Розроблено алгоритм локалізації ОП шляхом пошуку фрагмента бінарного поточного зображення з максимальним значенням одиниць, що співпадає з еталонним зображенням. Одержано аналітичний вираз для оцінки ймовірності локалізації ОП, який враховує результати визначення ймовірності виявлення та локалізації ОП. Одержав подальший розвиток метод формування унімодальної вирішальної функції, який полягає в підсумовуванні кількості одиниць різних зрізів ВФ та пошуку найбільшого значення, що відповідає повному співпадінню поточного зображення з еталонним. Одержано аналітичній вираз для оцінки ймовірності локалізації ОП з урахуванням порогу, за яким здійснено зріз ВФ. Наведені результати експериментальної оцінки підвищення ймовірності локалізації ОП на ПЗ з високою об’єктовою насиченістю та формування унімодальної ВФ в умовах впливу на поточне зображення геометричних спотворень та при прив’язці КЕСН до ПВ з високою об'єктовою насиченістю. Розроблені рекомендації по підвищенню ймовірності локалізації ОП на ПЗ при наявності хибних об’єктів та в умовах впливу перспективних спотворень. The dissertation is focused on developing the formation of the unimodal solving function of correlation-extreme navigation systems of aerial vehicles in conditions of influence of perspective distortions on the current image and using the current image of the visibility surface with large number of available objects. This allows to increase the possibility of localization of binding object (BO) in the current image (CI) by at least 8% and to ensure the unimodality of the solving function (SF) in comparison with the navigation system with the classic correlation algorithm of image comparison, to ensure the high interference immunity of the navigation system and to define the direction for further system improvement. The analysis and specification of requirements for correlation-extreme navigation systems of the aerial vehicle has been performed. The model of the CESN functioning process has been further developed. The method of formation of the SF of CESN has been further developed based on adaptation of RI to the UAV attitude and its orientation. The method of BO of CESN localization in the current image has been further developed based on the identification and multi-level selection of the binding object in the current image in conditions of false objects' occurrence in the current image caused by perspective distortions of the visibility surface with large number of available objects. The algorithm of BO localization has been developed and is based on seeking the fragment of binary current image with the max quantity of available objects that complies with the reference image. The analytical expression for assessment of the potential for BO localization was received, which reflects the results of probability definition for detection and localization of BO. The formation of the unimodal solving function method was further developed which is to sum up the quantity of the SF cuts and to identify the max value that corresponds to the full match of the current image to the reference image. The analytical expression for assessment of the potential for BO localization was received taking into account the threshold of solving function cuts. The results are given on experimental evaluation of the increase of probability of localization of BO in the CI with large number of available objects and on formation of the unimodal solving function in conditions of influence of perspective distortions on the current image and linking CESN to VS with large number of available objects. The recommendations are developed on increase of probability oflocalization of BO in CI in conditions of false objects' occurrence and under the influence of perspective distortions.
Keywords: кореляційно-екстремальні системи навігації; вирішальна функція; перспективні спотворення; еталонні зображення; висока об’єктова насиченість; хибні об’єкти; correlation-extreme navigation system; solving function; perspective distortions; reference images; large number of available objects; false objects