10.14489/vkit.2019.04.pp.025-032

DOI: 10.14489/vkit.2019.04.pp.025-032

Тихомирова Т. А., Федоренко Г. Т., Назаренко К. М., Назаренко Е. С.
ДИНАМИЧЕСКАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ ВИЗУАЛЬНЫХ КОНТУРНЫХ РЕПЕРОВ
(c. 25-32)

Аннотация. Представлен упрощенный дескриптор локальных особенностей контурных объектов ландшафта, используемых в качестве визуальных реперов. Дано описание алгоритма динамического отбора реперов с учетом контекста допустимых смещений, масштабов и пространственной частоты выборки. Показано, что на типовых природных и городских ландшафтах предложенный алгоритм позволяет отобрать 10 – 20 наиболее надежных реперов на последовательности из трех-пяти кадров.

Ключевые слова: навигация; визуальные ориентиры; особенности контуров; мультивекторный дескриптор.

Tikhomirova T. A., Fedorenko G. T., Nazarenko K. M., Nazarenko E. S.
DYNAMIC FILTERING OF VISUAL EDGE LANDMARKS
(pp. 25-32)

Abstract. Navigation of UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) in unfamiliar terrain can be greatly simplified with reliable visual landmarks. However, their selection and tracking commonly is a serious problem, since, due to the wide variety of landscapes, it is impossible to guarantee the detection of objects with a priori specified properties. For navigation tasks the most interesting features of images of natural landscapes are the long contours produced by the peculiarities of the relief, such as coastlines, field boundaries, forest edges, mountain ranges, and so on. For shortterm tasks in a small time interval, it is also possible to use the boundaries of light and shadow, as well as other optical effects associated with the conditions of illumination and observation. Due to its size and the presence of a pronounced texture, extended contours are easily detectable and positioned quite accurately. However, their realtime tracking is difficult because their global shape highly depend on observation conditions. Therefore, instead of tracking the contour as a whole, it is preferable to track its small fragments containing sharp features. Such landmarks are not very sensitive to distortions, but at the same time they are not unique enough to provide standalone recognition. Therefore, in order to select reliable landmarks from those preselected from a static image, they should be additionally filtered during the flight of the UAV. The article proposes a new handle of the contour landmarks and describe its usage for tracking and dynamic filtering of a large sample of preselected landmarks. It is shown that on typical landscapes of both natural and urban origin, dynamic filtering allows selection of 10 – 20 reliable landmarks from 100 candidates by processing a sequence of 3 – 5 frames.

Keywords: Navigation; Visual reference points; Contour features; Multivector handle.

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

Рус

Т. А. Тихомирова, Г. Т. Федоренко (ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» ГНЦ РФ, Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
К. М. Назаренко, Е. С. Назаренко (Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия)

Eng

T. A. Tikhomirova, G. T. Fedorenko (State Research Institute of Aviation Systems State Scientific Center of Russian Federation, Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
K. M. Nazarenko, E. S. Nazarenko (Moscow State University of Technology “STANKIN”, Moscow, Russia)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов / под ред. М. Н. Красильщикова, Г. Г. Себрякова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 556 с.
2. Блохинов Ю. Б, Андриенко Е. Э. О применении расширенного метода Хафа для выделения разметки аэродрома // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2018. № 11 С. 11 – 21. doi: 10.14489/vkit.2018.11.pp.011-021
3. Тихомирова Т. А. Метод выбора визуальных ориентиров для задачи наведения // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 10. С. 3 – 12. doi: 10.14489/vkit.2017.10.pp.003-012
4. Касательное накрытие контуров: синтез и применение / Т. А. Тихомирова и др. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2011. № 7. С. 17 – 21.
5. Быстрая трассировка контурных изображений / Т. А. Тихомирова и др. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2011. № 12. С. 22 – 29.
6. Тихомирова Т. А., Федоренко Г. Т., Назаренко К. М. Векторностатистические дескрипторы контурных изображений ландшафта // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 2. С. 11 – 20. doi: 10.14489/vkit.2017.02.pp.011-020
7. Биненко В. И., Иванов Р. В., Родионов В. З. Мониторинг рек, озер, суши на основе использования беспилотных летательных аппаратов // Ученые записки. 2014. № 34. С. 106 – 114.
8. Усанов С. В., Ручкин В. И., Желтышева О. Д. Технология мониторинга нелинейных деформаций зданий и сооружений // Физикотехнические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014. № 6. С. 53 – 60.
9. Захарова Л. Н. Распознавание границ кластеров на земной поверхности в массиве горных пород в процессе их необратимых сдвижений // Изв. Юго-Западного гос. ун-та. Сер.: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2017. Т. 7, № 2(23). С. 12 – 19.
10. Google Earth: Самый подробный глобус [Электронный ресурс]. URL: https://www.google.com/earth/ (дата обращения: 01.03.2018).

Eng

1. Krasil'schikov M. N. (Ed.), Sebryakov G. G. (2009). Modern information technologies in the tasks of navigation and guidance of unmanned maneuverable aircraft. Moscow: FIZMATLIT. [in Russian language]
2. Blohinov Yu. B, Andrienko E. E. (2018). On the application of the extended Hough method for the selection of aerodrome markings. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (11), pp. 11-21. [in Russian language] doi: 10.14489/vkit.2018.11.pp.011-021
3. Tihomirova T. A. (2017). The method of selection of visual reference points for the task of guidance. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (10), pp. 3-12. [in Russian language] doi: 10.14489/vkit. 2017.10.pp.003-012
4. Tihomirova T. A. et al. (2011). Tangent covering of contours: synthesis and application. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (7), pp. 17-21. [in Russian language]
5. Tihomirova T. A. et al. (2011). Quick trace of contour images. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (12), pp. 22-29. [in Russian language]
6. Tihomirova T. A., Fedorenko G. T., Nazarenko K. M. (2017). Vector statistical descriptors contour images of the landscape. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (2), pp. 11-20. [in Russian language] doi: 10.14489/vkit.2017.02.pp.011-020
7. Binenko V. I., Ivanov R. V., Rodionov V. Z. (2014). Monitoring of rivers, lakes, land based on the use of unmanned aerial vehicles. Uchenye zapiski, 34, pp. 106-114. [in Russian language]
8. Usanov S. V., Ruchkin V. I., Zheltysheva O. D. (2014). Technology for monitoring nonlinear deformations of buildings and structures. Fiziko-tekhnicheskie problemy razrabotki poleznyh iskopaemyh. (6), pp. 53-60. [in Russian language]
9. Zaharova L. N. (2017). Recognition of the boundaries of clusters on the earth's surface in the rock mass in the process of their irreversible displacements. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Upravlenie, vychislitel'naya tekhnika, informatika. Meditsinskoe priborostroenie, Vol. 7, 23(2), pp. 12-19. [in Russian language]
10. Google Earth: The most detailed globe. Available at: https://www.google.com/earth/ (Accessed: 01.03.2018)

+ - 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.2019.04.pp.025-032

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.2019.04.pp.025-032

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.