3.4 KiB
2.1 Постановка задачи возврата БПЛА в точку старта
В данной работе рассматривается задача автономного возврата беспилотного летательного аппарата в точку старта при отсутствии или потере сигналов спутниковой навигации (GPS/ГЛОНАСС) и любой другой внешней связи. Дрон оснащен: бортовой камерой для получения изображений местности в реальном времени; инерциальной навигационной системой, обеспечивающей измерения угловых скоростей и ускорений; бортовым вычислителем, способным выполнять обработку изображений и управляющие вычисления. В рамках настоящей работы предполагается только наличие бортовой камеры. Исходные данные: Циклический маршрут – последовательность координат точек {p_0,p_1,\ldots,p_n}, где p_0=p_n (первая точка совпадает с последней); Эталонная карта местности – изображение или последовательность изображений вдоль траектории маршрута, полученная до начала полета (например, спутниковые снимки или предварительная загрузка участков карты); Видеопоток в реальном времени – последовательности кадров, получаемых бортовой камерой в процессе полета. Задача: разработать алгоритм навигации, который корректирует угол и направление полета таким образом, чтобы пройти через каждую заданную точку маршрута {p_1,p_2,\ldots,p_{n-1}}, вернуться в исходную позицию p_o с наименьшей с наименьшей погрешностью в координатах и обеспечить устойчивость к различиям между эталонной картой и реальными изображениями. Формально говоря, цель состоит в минимизации конечной ошибки позиционирования: e_{final}=\left|\left|p_{actual}\left(T\right)-p_0\right|\right|, Где p_{actual}\left(T\right) – фактическое положение БПЛА в момент завершения возврата, p_0 – исходная точка старта. Дополнительным критерием точности может выступить минимизация средней накапливаемой ошибки на каждой точке: s_{final}=\sum_{i=1}^{P}\left|\left|p_{actual}\left(i\right)-p_i\right|\right|, где p_{actual}\left(i\right) – фактическое положение БПЛА при прохождении через точку i, а p_i – положение точки i, P - количество точек