Modeling of Videosequence of Flight of UAV for Testing of Visual Navigation Algorithms

Abstract

Рассматривается система моделирования видеоряда полета беспилотного летательного аппарата для задач тестирования алгоритмов зрительной навигации. Данная система может быть использована при невозможности проведения полета и получения реальных снимков местности с бортовой камеры беспилотного летательного аппарата. Основой для генерации снимков является базовое изображение, которое может быть спутниковым снимком или ортофотопланом. Входными данными являются контрольные точки, через которые должен моделироваться полет, высота полета и характеристики летательного аппарата, такие, например, как скорость полета. Контрольные точки соединяются прямыми линиями, формируя маршрут полета, который определяет область полета на базовом изображении. На основе высоты и скорости полета беспилотного летательного аппарата рассчитывается масштаб выходных изображений с учетом разрешения базового изображения. Используя полученный масштаб и скорость полета летательного аппарата, рассчитывается смещение по координатам. На основе контрольных точек и координатного смещения формируются промежуточные точки, определяющие траекторию полета. Для каждой точки формируется направление полета беспилотного летательного аппарата с использованием улал поворота по окружности. При наличии нескольких контрольных точек происходит сглаживание траектории путем изменения угла поворота в каждой точке. Точки полученной траектории используются как центры генерируемых изображений полета, которые трансформируются согласно направлению движения беспилотного летательного аппарата с использованием аффинных преобразований. Для полученных изображений формируются метаданные формата EXIF, содержащие координаты снимка и характеристики полета. В результате генерируется видеоряд для каждой промежуточной точки с характеристиками полета, находящимися в метаданных файла изображения. В заключение статьи приведены примеры использования полученных изображений и описаны возможные улучшения разработанной системы.