Файл: Реферат Выпускная.docx

в реальном времени с камеры. Положение точек функции необходимо отслеживать в каждом последовательном кадре. Чтобы оценить движение пикселей между двумя последовательными кадрами в видеопоследовательности без каких-либо знаний относительно содержимого этих изображений, используется метод, известный как оптический поток. Каждый пиксель в кадре связан с некоторой скоростью и смещением в последовательных кадрах. Методы оптического потока имеют два типа: а) методы плотного оптического потока; б) методы разреженного оптического потока.

Процесс отслеживания движения каждого пикселя в кадре называется плотным оптическим потоком. Алгоритм Хорна-Шунка широко использует метод плотного оптического потока. Этот алгоритм пытается вычислить скорость каждого пикселя в кадре. Это делает алгоритм вычислительно интенсивным.

8. 1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   35

---

Дальномер Leddar One Lidar

Leddar One Lidar - это легкий и недорогой лидар с 40-метровым диапазоном, скоростью обновления 70 Гц и 3-градусным диффузным лучом.

13. 
    На рисунке 2.17 представлен дальномер Leddar One Lidar. Данное устройство предназначено для более точного измерения высоты автономного охранного квадрокоптера.
    

Использование барометрического датчика полетного контроллера для измерения высоты не является хорошей идеей, так как это решение связанно с погрешность измерения высоты, особенно на небольших высотах. Дальномер в процессе работы отлично себя зарекомендовал и справляется с возложенными на него функциями.




Рисунок 2.17 – Дальномер Leddar One Lidar

Подключение датчика происходит по последовательному соединению, которое подключено через свободный последовательный порт Serial4 на контроллере полета.

На рисунке 2.18 показан квадрокоптер с установленными на него PX4Flow и дальномер Leddar One Lidar.



Рисунок 2.18 – Вид снизу на PX4Flow и дальномер Leddar One Lidar

9. Миникомпьютер Raspberry Pi 3

Это одноплатный компьютер, предназначенный для универсального использования во встроенных системах, для управления «умными домами» а также в проектах IoT (интернет-вещей) и т.д.

---

В целом, компоненты построены на единой плате без необходимости активного охлаждения, что, наряду с использованием флэш-памяти обеспечивает большую надежность. Универсальность его использования определяется в основном широкими коммуникационными возможностями, обеспечиваемыми наличием беспроводного модуля Wi-Fi, Ethernet и Bluetooth, с возможностью связи через 40-контактную линию ввода общего назначения, четыре порта USB 2 [14]. Графический выход на устройстве формирования изображения возможен через порт мультимедийного интерфейса высокой четкости (HDMI). На рисунке 2.19 изображен одноплатный компьютер Raspberry Pi 3.


Рисунок 2.19 – Одноплатный компьютер Raspberry Pi 3

Одноплатный компьютер с этими параметрами предлагает гораздо больше возможностей для реализации автономности. Основным преимуществом, которое дает Raspberry Pi 3, является возможность установки любого дистрибутива операционной системы GNU/Linux или версии операционной системы Windows 10 IoT, предназначенной для компьютеров с одним компьютером на базе ARM. В нашем случае это дистрибутив Ubuntu в MATE версии 16.04, потому что доступна версия, предназначенная для Raspberry Pi 3.

Основные характеристики представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Основные характеристики Raspberry Pi 3

Компонент	Значение
Чипсет	Broadcom BCM2837
CPU	4x Cortex A-53 (ARMv8, max. 1,2 GHz)
GPU	Broadcom VideoCore IV (1080p, max. 300 MHz)
RAM	1 GB LPDDR2 (900 MHz)
Проводная сеть	10/100 Ethernet
Беспроводная сеть	802.11n 2,4 GHz

---

Продолжение таблицы 2.1

Bluetooth	4.1 Classic, Bluetooth Low Energy
GPIO	40 универсальных пинов ввода/вывода
Порты	Micro HDMI, аналоговый 3.5мм аудио-видео разъем, 4x USB 2.0, CSI (Camera Serial Interface), DSI (Display Serial Interface)

10. 1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   35

---

Результат сборки квадрокоптера

Итогом разработки аппаратной архитектуры автономного охранного квадрокоптера является его сборка. Было необходимо подготовить соединительные провода и инструменты. В результат сборки представлен на рисунке 2.16.



Рисунок 2.20 – Автономный охранный квадрокоптер

2. Разработка архитектуры и алгоритма системы управления автономного охранного квадрокоптера

В начале проекта было обнаружено, что правильный способ общения с квадрокоптером – это стандартизованная система обмена сообщениями, называемая MAVLink. Эта система обмена сообщениями удобна для навигации и других целей, поскольку она позволяет передавать конкретные маршруты, а также команды управления ориентацией на транспортные средства. Кроме того, уже имелся предыдущий опыт использования операционной системы для роботов (ROS), которая является общей основой для обмена данными и командами в роботизированных системах. ROS предназначен для модульной и сетевой работы, что позволяет нам эффективно использовать разные части программного обеспечения на устройствах, которые работают в одной и той же сети, с бесшовной связью. ROS – это общая инфраструктура, но в ней есть плагины, которые обеспечивают дополнительную функциональность. Один из таких плагинов, использованный в данной работе, это MAVROS. MAVROS - это

---