سیستم ناوبری مبتنی بر تصویر برای پهپاد

چکیده برای هدایت پهپاد می توان از ناوبری ماهواره ای جی پی اس و گلوناس یا سیستم ناوبری اینرسی استفاده کرد. با وجود دقت خوب و مقرون به صرفه بودن استفاده از ناوبری ماهواره ای، وابستگی ناوبری پهپاد به یک سیستم خارجی در شرایط جنگی به دلایل مسایل فنی و سیاسی ممکن است امکان پذیر نباشد. همچنین سیستم ناوبری اینرسی به دلیل این که خطایش با گذشت زمان افزایش می یابد قابل اعتماد نیست. برای غلبه بر این مشکل، استفاده از یک سیستم ناوبری که به عوامل خارجی وابستگی نداشته باشد به صورت منفرد یا در کنار سایر سیستم های ناوبری لازم است. یکی از روش هایی که می تواند برای این منظور مورد استفاده قرار گیرد استفاده از ناوبری مبتنی بر تصویر می باشد. در این روش تصاویری از مسیر پرواز پهپاد در کامپیوتر آن ذخیره شده و در طی مسیر، تصاویر دریافتی از طریق دوربین همراه پهپاد با تصویر ذخیره شده تطبیق داده می شود. با توجه به اینکه هدف این پروژه ناوبری مبتنی بر تصویر پهپاد است، لذا محیطی که در آن ناوبری صورت می گیرد، محیطی فاقد ساختار است. ناوبری در چنین محیطی بر اساس استخراج ویژگی هایی خاص از تصاویر ذخیره شده در پهپاد و تصاویر دریافتی توسط دوربین است. اصلی ترین مراحل در ناوبری مبتنی بر تصویر که این پروژه نیز بر آن ها تاکید خواهد داشت انتخاب و استخراج این ویژگی ها، توصیف ویژگی های استخراج شده به گونه ای که به راحتی از یکدیگر قابل تفکیک باشند و سرانجام تناظریابی ویژگی های تصاویر دریافتی با تصاویر ذخیره شده است. استخراج ویژگی های تصویر از طریق نگاشت تصویر ورودی به فضای مقیاس گاوسی انجام می شود و به همین خاطر این نقاط نسبت به مقیاس مقاوم هستند. توصیف این نقاط بر اساس گرادیان محلی تصویر، آن ها را نسبت به چرخش تغییرناپذیر می نماید. همچنین با اعمال روش هایی تغییرناپذیری نسبت به سایر متغیرها نظیر تغییرات روشنایی و نویز نیز حاصل می شود. برای توصیف ویژگی های استخراج شده، با استفاده از اطلاعات محلی تصویر، یک بردار 1×128 به هر ویژگی اختصاص داده می شود. در مرحله تناظریابی با توجه به ابعاد بالای بردارهای ویژگی، از الگوریتم bbf که بهبود یافته الگوریتم k-dtree است، استفاده شده است. کلمات کلیدی: پهپاد، ناوبری مبتنی بر تصویر، فضای مقیاس، sift