write chapter_3

dissertation/chapter_3/3.1_simulation_engine/3.1_simulation_engine.md

@@ -0,0 +1,56 @@
+# 3.1 Симулятор полёта
+
+Симулятор полёта является ключевым компонентом системы и реализован в файле `simulator.py`. Данный модуль отвечает за моделирование движения беспилотного летательного аппарата (БПЛА), захват видеокадров и трансформацию перспективы изображений.
+
+\section{Основные функции симулятора}
+
+Симулятор выполняет следующие функции:
+
+\begin{itemize}
+    \item \textbf{Управление движением} — изменение координат БПЛА на основе заданной скорости и угла курса
+    \item \textbf{Захват кадров} — получение скриншотов с картографических источников
+    \item \textbf{Перспективная трансформация} — преобразование изображений для имитации вида с БПЛА
+    \item \textbf{Управление ориентацией} — установка тангажа, крена и масштаба изображения
+\end{itemize}
+
+\section{Модель позиционирования}
+
+Позиция БПЛА описывается шестью параметрами: координаты (x, y, z), угол рыскания (yaw), тангаж (pitch) и крен (roll). Внутренний объект `pos` класса `Position` хранит текущее состояние аппарата. Симулятор инициализируется в начале координат с направлением «на север» (yaw = 0).
+
+Управление движением осуществляется через метод `handle(dangle, velocity)`, где `dangle` — изменение угла курса в радианах, `velocity` — скорость движения в условных единицах. Смещение вычисляется по формулам:
+
+\begin{equation}
+    dx = \cos\left(\frac{\pi}{2} + yaw\right) \cdot velocity
+\end{equation}
+\begin{equation}
+    dy = \sin\left(\frac{\pi}{2} + yaw\right) \cdot velocity
+\end{equation}
+
+\section{Перспективная трансформация}
+
+При полёте БПЛА камера направлена приблизительно вниз, что существенно отличается от ракурса, под которым пользователь просматривает карту в веб-браузере. Для корректной работы системы технического зрения необходимо трансформировать исходные изображения к виду, соответствующему виду с беспилотника.
+
+Трансформация выполняется методом `_apply_perspective_transform`, который:
+
+\begin{enumerate}
+    \item Получает изображение от картографического провайдера
+    \item Вычисляет матрицу гомографии на основе текущей позиции
+    \item Применяет аффинное преобразование перспективы с помощью OpenCV
+    \item Масштабирует результат до размера CHUNK_WIDTH
+\end{enumerate}
+
+Матрица гомографии вычисляется с использованием матрицы камеры и матрицы внешней ориентации:
+
+\begin{equation}
+    H = K_{out} \cdot R \cdot T \cdot K_{in}^{-1}
+\end{equation}
+
+\section{Получение кадров}
+
+Метод `get_chunk()` возвращает текущий кадр в формате `VisionChunk`. Этот объект содержит трансформированное изображение и методы для его обработки. Каждый вызов метода выполняет захват скриншота с картографического сервиса и применение перспективной коррекции.
+
+\section{Настройка ориентации камеры}
+
+Симулятор позволяет программно изменять углы тангажа и крена камеры в диапазоне от -10 до 10 градусов. Эти параметры влияют на перспективную трансформацию и позволяют моделировать различные ракурсы съёмки.
+
+Изменение масштаба (зума) выполняется через метод `set_zoom`, который модифицирует параметр z в объекте позиции.

dissertation/chapter_3/3.1_simulation_engine/readme.md

@@ -0,0 +1,5 @@
+# 3.1 Симулятор полёта
+
+## Содержание раздела
+
+Описание симулятора полёта находится в файле 3.1_simulation_engine.md