ارائه یک روش برای تعیین موقعیت اولیه مراکز تصاویر پهپاد بر مبنای تصویر گوگل ارث

GPS/GNSS در پژوهش های اخیر در زمینه موقعیت یابی و ناوبری، پهپادها به ویژه در محیط های شهری اغلب به روش های یادگیری عمیق یا سامانه های نقشه برداری سنگین متکی اند که نیاز محاسباتی بالا داشته و پیاده سازی بلادرنگ آن ها روی سخت افزار سبک پهپاد دشوار است. از سوی دیگر، تکیه صرف بر سناریوهای انسداد، سیگنال چند مسیرگی و اخلال عمدی ریسک عملیاتی را افزایش می دهد. در این راستا، استفاده از منابع داده ای عمومی و کم هزینه مانند تصاویر گوگل ارث به عنوان مرجع مکانی، گزینه ای جذاب برای موقعیت یابی مطلق مبتنی بر بینایی ماشین محسوب می شود. این تحقیق یک رویکرد عملی برای تخمین موقعیت مطلق پهپاد بدون اتکا به GPS ارائه می کند که در آن تصاویر هوایی پهپاد با تصویر مرجع گوگل ارث هم مرجع شده مقایسه می شوند. ابتدا ویژگی های محلی مقاوم با الگوریتم SIFT از هر دو تصویر استخراج می گردد سپس با تطبیق ویژگی ها مجموعه ای از نقاط متناظر اولیه تشکیل شده و برای حذف تطبیق های نادرست RANSAC به کار می رود تا هموگرافی مقاوم برآورد و درون ریخت ها (Inliers) به عنوان تطبیق های معتبر انتخاب شوند. در ادامه با نگاشت مختصات نقاط معتبر از تصویر پهپاد به صفحه مرجع و تبدیل آن ها به دستگاه مختصات جغرافیایی تصویر گوگل ارث، موقعیت تقریبی پهپاد تخمین زده می شود. نوآوری اصلی، روش سادگی و کم هزینه بودن آن در کنار قابلیت کارکرد در شرایط اختلال GNSS است. آزمایش ها روی محدوده شهری ملارد تهران انجام شد و دقت افقی موقعیت یابی با معیار RMSE در بازه ۱.۴۷ تا ۲.۰۶ متر به دست آمد. نتایج نشان می دهد این روش از نظر پایداری و دقت ظرفیت استفاده به عنوان ماژول کمکی ناوبری و بازپشتیبان (Fallback) در ماموریت های شهری را دارد.

کلیدواژه ها:

موقعیت یابی ، پهپاد ، بینایی ماشین ، گوگل ارث ، موقعیت یابی مستقل