10.14489/vkit.2015.04.pp.025-030

DOI: 10.14489/vkit.2015.04.pp.025-030

Тюфлин Ю. С., Князь В. А., Степаньянц Д. Г.
ОПЕРАТИВНЫЙ МОНИТОРИНГ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ СРЕДСТВАМИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
(с. 25-30)

Аннотация. Предложена методика оперативной обработки снимков местности от беспилотного летательного аппарата (БЛА), обеспечивающая получение точных, актуальных и геопозиционированных данных для решения задач мониторинга, детектирова-ния изменений, обнаружения и определения геодезических координат объектов интереса. Методика учитывает и компенсирует искажения съемочной системы БЛА, оцениваемые в ходе предварительной процедуры калибровки. Разработан комплекс алгоритмов, позволяющих в автоматическом режиме формировать массив опорных точек на снимке, определять положение БЛА по выделенным опорным точкам и формировать геопозиционированное ортотрансформиро-ванное изображение участка местности, которое пригодно для решения задач оперативного мониторинга, прослеживания изме-нений, обнаружения объектов. Создан комплекс программ, реализующий разработанные алгоритмы, и проведено тестирование алгоритмов на данных реальной съемки.

Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат; мониторинг земной поверхности; ортофотоплан; ориентирование; оценка неизвестных параметров.

Tjuflin Yu. S., Knyaz V. A., Stepanyantc D. G.
EARTH SURFACE MONITORING USING UNMANNED AERIAL VEHICLES
(pp. 25-30)

Abstract. A technique for on-line processing of the earth surface images from UAV (Unmanned Aerial Vehicle) camera is developed. This tech-nique provides accurate and actual data for surface monitoring, change detection and object detection. The developed procedure for images from UAV processing supposes that digital elevation model (DEM) of earth surface is given. The al-gorithm includes several steps such as UAV camera calibration, exterior coordinate system determination, image exterior orientation and image orthotransformation. The first step is preliminary UAV camera calibration for distortions identification and compensation. Then exterior system of coordinates is determined using a set of reference points on the earth surface. This set of reference points is the result of image feature detection by SURF algorithm. After UAV image exterior orientation its orthotransformation is performed basing on known DEM. A set of algorithms is developed which supports all stages of UAV image processing, such as: automatic selection and matching of reference points in the acquired image and old orthophotoplan, image orientation basing on detected reference points and image orthotransformation and positioning in given system of coordinates. The original software is developed for algorithms testing and evaluation. The results of algorithms evaluation on model and real UAV images showed its high accuracy and robustness.

Keywords: Unmanned aerial vehicle; Earth surface monitoring; Orthophotoplan; Orientation; Parameters estimation.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Ю. С. Тюфлин, В. А. Князь, Д. Г. Степаньянц (ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» ГНЦ РФ, Москва) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

Yu. S. Tjuflin, V. A. Knyaz, D. G. Stepanyantc (State Research Institute of Aviation Systems State Scientific Center of Russian Federation, Moscow) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Beyer, H. Advances in Characterization and Cali-bration of Digital Imaging Systems. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. 17th ISPRS Congress, Washington. Com. 1992. V. 29. Р. 545 – 555.
2. Knyaz V. A., Zheltov S. Yu. Method for Accurate Camera Orientation for Automobile Photogrammetric System. Proc. of Intern. Workshop on Mobile Mapping Technology. Bangkok, Thailand, April 21 – 23, 1999. Р. 4-3-1 – 4-3-6.
3. Harris C. A., Stephens M. Combine Corner and Edge Detector // In Fourth Alvey Vision Conference, Manchester, UK. Р. 147 – 151.
4. Herbert B., Andreas Ess, Tinne Tuytelaars, Luc Van Gool. SURF: Speeded Up Robust Features // Computer Vision and Image Understanding (CVIU). 2008. V. 110, No. 3. Р. 346 – 359.
5. Lowe D. G. Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints // International Journal of Computer Vision. 2004. 2(60). Р. 91 – 110.
6. Морозов В. П. Курс сфероидической геодезии. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1979. 296 с.

Eng

1. Beyer, H. (1992). Advances in characterization and calibration of digital imaging systems. International archives of photogrammetry and remote sensing. 17th ISPRS Congress, Washington. Com. Vol. 29, pp. 545-555.
2. Knyaz V. A., Zheltov S. Yu. (1999). Method for accurate camera orientation for automobile photo-grammetric system. Proceedings of International Workshop on Mobile Mapping Technology. Bangkok, Thailand, April 21 – 23, pp. 4-3-1 – 4-3-6.
3. Harris C. A., Stephens M. Combine corner and edge detector. In Fourth Alvey Vision Conference, Manchester, UK, pp. 147-151.
4. Herbert B., Andreas Ess, Tinne Tuytelaars, Luc Van Gool. (2008). SURF: Speeded up robust features. Computer Vision and Image Understanding (CVIU), 110(3), pp. 346-359. doi: 10.1016/j.cviu.2007.09.014
5. Lowe D. G. (2004). Distinctive image features from scale-invariant keypoints. International Journal of Computer Vision, 60(2), pp. 91-110 doi: 10.1023/B:VISI. 0000029664.99615.94.
6. Morozov V. P. (1979). Course of sparodically ge-odesy. (2nd (Revised and Supplemented) ed.). Moscow: Nedra.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/vkit.2015.04.pp.025-030

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/vkit.2015.04.pp.025-030

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

Please specify the article DOI in the order comments.