Апаратно-програмне моделювання підсистеми визначення 3D координат за модифікованим методом стереопари

Автори:
1
Національний університет «Львівська політехніка»

Проведено розробку та вдосконалення базових алгоритмів та базових апаратних структур для оптимального обчислення тривимірних координат візуального об'єкта в реальному режимі часу. Розкито апаратно-програмне моделювання та подальшу розробку підсистеми визначення координат об’єкта ідентифікованого на відео зображенні  злітно-посадкової смуги та прилеглого простору аеропорту. Розроблена апаратно-програмна реалізація алгоритму для розрахунку тривимірних координати візуального об'єкта за допомогою модифікованого методу стереопари. А саме,  обробка вхідного аналогового сигналу, бінаризація кадру, який  взятий з відеоряду шляхом  кадрування, та визначення координат візуального об’єкта для кожного з трьох зображень по його центру мас, а потім розрахунок тривимірних координат за допомогою модифікованого методу стереопари. Розроблена система призначена бути допоміжною для існуючих систем безпеки польотів контрольно-диспетчерських пунктів (КДП), і забезпечує відображення реальної обстановки в аеропорту та прилеглих зонах в межах поля зору відеокамери. Змодельовано  підсистему розрахунку тривимірних координат візуального об'єкта та перевірено на коректність її роботи, для цього було використано еталонне відеозображення з відомими координатами літака для кожного кадру, зняте на аналогову відеокамеру  Sony XC-ST30 з ССD-матрицею. В результаті моделювання автоматичної підсистеми визначення тривимірних координат літальних апаратів були отримані результати доволі близькі до реальних координат візуального об’єкту та не перевищували 2% (для прикладу 745 кадр: моделювання Х=74м., Y=427м., Z=1751м., еталон X=73м., Y=431м., Z=1753м.), що допустимо для систем даного типу. Похибку в вимірюваннях можна багато в чому пояснити типом відеокамери, яка використовувалась для створення відеозображення.. Ррезультати випробування програми є хорошими, що свідчить про правильну реалізацію алгоритму.

  1. A.Myts and V.Puyda, “Subsystem of aircraft observation in the airspace of airport”, Lviv Polytechnic National University Journal of “Computer system and networks”, no. 603. pp. 102-104, Lviv, Ukraine, 2008
  2. A.Myts and V.Puyda, “The subsystem of input of image in the system of supervision after mobile object”, in Proc. 3rd International Scientific Conference ACSN-2007 “Modern computer systems and networks: development and usage”, vol. 3, pp. 174-175, Lviv, Ukraine, 2007.
  3. W. K. Pratt, Digital Image Processing: PIKS Inside, 3rd ed. New York, USA: John Wiley & Sons, 2001.
  4. S. W. Smith, The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, 2nd ed. San Diego, USA: California Technical Publishing, 1999.
  5. K. Jack, Video demystified: a handbook for the digital engineer, 3rd ed. Eagle Rock, USA: LLH technology Publishing. 2001.
  6. D.T. Pham and D. Karaboga, Intelligent Optimi­sation Techniques, Berlin, Germany: Springer, 2000