Drónokon alkalmazott optikai áramlás alapú legyezési szögsebességbecslés és hibadetektálás
Napjainkban a drónok gyors elterjedése és méret növekedése megköveteli a redundáns rendszerek használatát. A szögsebesség-szenzorok jelentős szerepet töltenek be a drónok irányításában, ezért meghibásodásuk gyors észlelése fontos feladat a személy- és vagyonbiztonság érdekében. A legtöbb drón különböző funkciók ellátása végett (pl.: felvétel készítése, videószemüveg) fel van szerelve kamerával, mely célszerűvé teszi annak használatát a szenzorhibák detektálására.
Kutatásom célja volt egy hexakopterre erősített, gimballal stabilizált, lefelé néző kamera képe alapján becsülni a legyezési szögsebességet az optikai áramlás segítségével, majd ezen szögsebesség felhasználásával valós repülési adatokon mesterségesen generált hibákat detektálni.
Ehhez először levezetésre kerültek az egyenletek, melyek a lyukkamera modell segítségével kapcsolatot teremtenek az optikai áramlás és a légijárművünk sebességei között. Ezeket az egyenletek korábban nem tömegközéppontba helyezett, előre, ferdén lefele néző kamerához vezették le merevszárnyas pilóta nélküli légi járművekre. Ezen egyenletek jelenlegi problémára történő aktualizálását mutatom be a dolgozat első részében.
A dolgozat második részében bemutatásra kerül az optikai áramlás meghatározása. Az optikai áramlás számításához az egymást követő képeken jellemzőpontokat (feature point) kell találnunk és összepárosítanunk. Viszont mivel közelítő eljárásokat használunk, ezért fontos a hibás párosítások kiszűrése, melyre szintén az optikai áramlást hívjuk segítségül. A meghatározott optikai áramlás és az előző részben levezetett egyenletek segítségével becsülhető a legyezési szögsebesség.
A dolgozat utolsó részében ismertetem a vizsgált szenzorhibákat, a hibadetekciós eljárást és ezek alkalmazásának eredményeit. A valós repülési adatokon ezen hibák mesterségesen előállításra kerülnek. A detektáláshoz összehasonlításra kerül a kamerakép alapján számolt legyezési szögsebesség és a mért legyezési szögsebesség, utóbbi két külön szenzor adatainak használatával melyből egy tartalmazza a generált hibákat. Továbbá bemutatásra kerül egy számlálókat és határértékeket használó hibadetekciós eljárás. Minden időpillanatban kiértékelésre kerül az összehasonlítás, és ha ennek eredménye egy bizonyos határérték felett van akkor egy számláló értékét növeljük, ha a határérték alatt van akkor pedig csökkentjük egy előre meghatározott értékkel. A hibás szenzort, a számláló egy bizonyos értéken való átlépése jelzi számunkra és innentől kezdve a vizsgált szenzorunkat hibásnak tekintjük.
A későbbiekben a többi szögsebesség komponens becslése és hibadetektálása is cél, merevszárnyas pilóta nélküli légi járműveken, nem tömegközéppontba helyezett ferdén lefelé néző kamera képe és valós repülési adatok felhasználásával.
szerző
-
Jevuczó Gábor
Járműmérnöki
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Bauer Péter
tudományos munkatárs, Közlekedés- és Járműirányítási Tanszék
