Выпускная квалификационная работа на тему: Калибровка блока приемника оптоэлектронной системы посадки Выполнил: студент группы 5962 Ступников А. В Научный руководитель: Макаров А. Д Санкт-Петербург, 2015
Цель: исследование и дальнейшее проведение первоначальной калибровки блока приемника оптоэлектронной системы посадки беспилотного летательного аппарата. Задачи: • Изучение существующих типов посадки беспилотных летательных аппаратов • Подбор необходимого оборудования для блока приемника системы посадки, отвечающего заданным характеристикам • Математическое описание метода калибровки видеооборудования • Проведение измерений масштабного коэффициента и углового поля камеры. • Представление результата исследования в графическом виде
Основная концепция и общая структура ОЭСП Приемник Автопилот ЛА Устройство обработки АРУ Модулятор Передатчик Исследуемая поверхность
Анализ необходимых характеристик камеры • Разрешающая способность • Чувствительность • Формат матрицы видеокамеры • Кадровая частота • Угол обзора видеокамеры • Наличие вариообъектива
Математическая модель работы камеры
Калибровка камеры Этапы: • Подключение блока приемника • Калибровка параметров камеры • Выбор тестовой картины • Выделение тестовых объектов на изображении • Вычисление геометрических параметров
Выбор тестовой картины
Выделение тестовых объектов на изображении • Бинаризация изображения по среднему уровню яркости. В данном случае мы опираемся на условие о наличии светлого ( «белого» ) фона на тестовой картине. (в случае цветной тестовой картины можно производить бинаризацию по цвету). • Поиск связанных областей на изображении и маркировка объектов. • Отсечение «больших» объектов, по двойному уровню среднего значения площади для 25 объектов на изображении. • Отсечение по отношению сторон и коэффициенту заполнения описывающего объект прямоугольника. • Отсечение «маленьких» объектов по половине средней площади всех объектов. • Поиск центров найденных объектов. Анализ геометрического соответствия объектов тестовой картине.
Результат выделения тестовых объектов
Вычисление геометрических параметров • Поиск центров объектов тестовой картины на кадре. И вычисление наиболее правдоподобных геометрических параметров исходя из их взаимного расположения. • Определение геометрических параметров ТВ камеры при заданных значениях шага двигателя.
Результаты измерений Y 1, мм Y 2, мм Fix, Fiz, град. Mz 1, Mx 2, Mz 2, отн. ед. град. Mx 1, отн. ед. 1557. 8594 1507. 8594 49. 8418 34. 4606 2. 2620 2. 1894 2. 0692 2. 0046 1521. 7501 1471. 7501 49. 5658 34. 6656 2. 1894 2. 1173 2. 0041 1. 9391 1517. 4442 1467. 4442 47. 9874 33. 8364 2. 1166 2. 0471 1. 9392 1. 8759 1452. 9199 1402. 9199 48. 7298 34. 4073 2. 0473 1. 9765 1. 8744 1. 8099 1446. 5673 1396. 5673 47. 0598 33. 2014 1. 9770 1. 9090 1. 8117 1. 7496 1359. 7102 1309. 7102 48. 3891 34. 4278 1. 9091 1. 8389 1. 7496 1. 6851 1308. 1646 1258. 1646 48. 4297 34. 5538 1. 8385 1. 7682 1. 6841 1. 6193 1253. 7393 1203. 7393 48. 5740 33. 8969 1. 7679 1. 6974 1. 6190 1. 5555 1161. 8907 1111. 8907 50. 1206 36. 1204 1. 6978 1. 6247 1. 5555 1. 4876 1150. 9667 1100. 9667 48. 6198 34. 3765 1. 6248 1. 5542 1. 4884 1. 4240 1087. 7101 1037. 7101 49. 1405 34. 9291 1. 5541 1. 4827 1. 4234 1. 3579
График зависимости масштабных коэффициентов от расстояния до плоскости матрицы приемника
Выводы • Мы провели исследование существующих систем автоматической посадки БЛА. Были выявлены достоинства и недостатки. • Был произведен подбор видеооборудования для блока приемника ОЭСП. Была выбрана модель камеры Mintron 54 G 30 • Было произведено математическое описание метода калибровки камеры. Были выявлены параметры для измерений. • Были произведены измерения масштабного коэффициента и углового поля камеры. Значения углового поля с учетом погрешности составили: по оси X (48, 77± 2, 46◦), по оси Z (34, 37± 2, 21◦). Также приведен график зависимости отношения масштабных коэффициентов от расстояния до плоскости матрицы приемника. • На основе проведенных измерений можно сделать вывод, что данный метод калибровки работает и может применяться в качестве первоначального.
Спасибо за внимание! Санкт-Петербург, 2015
Скачать презентацию Выпускная квалификационная работа на тему Калибровка блока приемника
ступников.pptx