SPIS TREŚCI
1
SPIS TREŚCI
Rozdział 1. Wstęp ... 5
1.1. Historia robota mobilnego i jego systemu wizyjnego ... 5
1.2. Autonomiczne Bezzałogowe Aparaty Latające (BAL) ... 11
1.2.1. Klasyfikacja BAL ... 12
1.2.2. Stan obecny i kierunki rozwoju bezzałogowych aparatów latających... 13
1.3. Wizyjne metody rozpoznania i lokalizacji przeszkód ... 14
1.4. Laboratoryjne stanowiska do badań metod detekcji przeszkód ... 18
Rozdział 2. Tematyka, cel, teza i układ pracy ... 20
2.1. Teza pracy... 20
2.2. Cel pracy ... 20
2.3. Układ pracy ... 21
Rozdział 3. Metoda detekcji nieba ... 23
3.1. Segmentacja obrazu... 23
3.2. Detekcja linii horyzontu... 26
3.3. Algorytm przeciwdziałania powstawaniu refleksów świetlnych ... 32
3.4. System kontroli jasności otoczenia ... 35
3.4.1. Badania jasności obrazu dla różnych poziomów otwarcia przysłony ... 36
3.4.2. Wyniki badań systemu kontroli jasności ... 39
Rozdział 4. Metoda przepływu optycznego ... 42
4.1. Lokalizacja wektorów... 45
4.2. Opis przeszkody ... 48
4.3. Kierunek wektorów opisujących przeszkodę... 50
4.4. Ocena odległości od przeszkody ... 52
4.5. Decyzja o istnieniu zagrożenia... 53
Rozdział 5. Stereowizyjna metoda detekcji i mapowania otoczenia... 57
5.1. Wstępne przetworzenie obrazów... 58
5.2. Kontrola poziomu intensywności obrazów... 59
5.3. Komputerowe porównanie obrazów... 61
5.4. Ocena odległości od przeszkód ... 62
5.5. Tworzenie przestrzennej mapy pojedynczej sceny ... 64
SPIS TREŚCI
2
5.7. Mapowanie obszaru przeszkód ... 72
Rozdział 6. Metody sterowania BAL wykorzystywane w zadaniu omijania przeszkód ... 75
6.1. Metody grafowe ... 76
6.2. Sztuczne pola potencjałowe ... 76
6.3. Algorytm inteligencji roju... 77
6.4. Sterowanie predykcyjne... 78
6.5. Logika rozmyta... 79
Rozdział 7. Badania symulacyjne ... 82
7.1. Projektowanie misji autonomicznej ... 82
7.2. Tryb lotu po zadanym torze (AUTO) ... 82
7.2.1. Określenie parametru kierunku lotu... 83
7.3. Tryb lotu omijania przeszkód... 84
7.3.1. Kierunek manewru dla trybu omijania przeszkód... 93
7.4. Struktura układu sterowania... 95
7.4.1. Sterowanie orientacją... 98
7.4.2. Sterowanie pozycją ... 100
7.4.3. Tryb omijania przeszkód... 101
7.5. Wyniki badań symulacyjnych ... 102
7.5.1. Modelowanie powierzchni sterowania dla trzech badanych metod omijania przeszkód... 103
7.5.2. Badania symulacyjne zamodelowanego obszaru testów poligonowych... 105
Rozdział 8. Badania eksperymentalne ... 108
8.1. Oprogramowanie autopilota... 108
8.2. Symulacja działania trybu lotu OMIJANIE_AUTO ... 110
8.3. Badania poligonowe ... 112
8.3.1. Badania poligonowe metody detekcji nieba ... 114
Rozdział 9. Porównanie trzech typów metod detekcji przeszkód ... 123
Rozdział 10. Podsumowanie, wnioski, dalsze badania ... 128
Bibliografia ... 130
Załącznik Z1. Podstawowe zagadnienia teorii przetwarzania obrazu ... 135
Z1.1 Reprezentacja obrazów... 135
Z1.2 Operacje arytmetyczne wykonywane na obrazach ... 135
Z1.3 Wybrane operacje morfologiczne obrazów binarnych... 136
Z1.4 Histogram obrazu ... 139
SPIS TREŚCI
3
Z1.6 Filtracja obrazu ... 141
Załącznik Z2. Eksperymentalne stanowiska badawcze ... 144
Z2.1 Opis oprzyrządowania stanowiska jedno-kamerowego ... 144
Z2.1.1 Autopilot ArdupilotMega2.0 ... 145
Z2.1.2 Układ optyczny systemu jedno-kamerowego ... 145
Z2.1.3 Kalibracja systemu jedno-kamerowego ... 146
Z2.2 Oprzyrządowanie systemu stereowizyjnego... 148
Z2.2.1 Kamera Bumblebee 2... 149
Z2.2.2 Komputer wizyjny ... 150
Z2.2.3 Oprogramowanie systemu stereowizyjnego... 154
