DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2022.6(37).2.26-36

Дослідження методів стабілізації відео та будови гіростабілізованих підвісів відеокамер для безпілотних літальних пристроїв

О.О. Майданик, Є.В. Мелешко, А.М. Мацуй, С.В. Шимко

Об авторах

О.О. Майданик, аспірант, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: maidanyksmail@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-8580-7502

Є.В. Мелешко, професор, доктор технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: elismeleshko@gmail.com, ORCID ID: 0000-0001-8791-0063

А.М. Мацуй, професор, доктор технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: matsuyan@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-5544-0175

С.В. Шимко, аспірант, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: shymko.sv@meta.ua, ORCID ID: 0000-0002-1132-484X

Анотація

Метою даної роботи було дослідження будови гіростабілізованих підвісів відеокамер для дронів, що застосовуються для механічної стабілізації відео при відеоспостереженні або візуальній навігації. Від якості стабілізації відео залежить і якість отриманого зображення з дрону, а отже і кількість одержаної корисної інформації. Існує дві основні групи методів стабілізації відео: оптико-механічна та цифрова стабілізація. Для максимального покращення якості зображення з відеокамери безпілотного літального апарату (БПЛА) та зведення до мінімуму наслідків дрижання камери, необхідно в першу чергу виконувати механіко-оптичну стабілізацію відео, а потім за необхідності доповнювати її цифровою стабілізацією. Тільки цифрова стабілізація без механіко-оптичної виконується лише з метою здешевлення дрону. Оптико-механічна стабілізація зазвичай базується на показах гіроскопу. У даній роботі було проведено порівняльне дослідження наступних методів механічної стабілізації відео з БПЛА: на основі 3-х та 2-х осьових гіростабілізованих підвісів з одним мікроконтролером та на основі гіростабілізованих підвісів з енкодерами і декількома мікроконтролерами.

Ключові слова

дрон, безпілотний літальний апарат, гіростабілізовані підвіси відеокамер, цифрова стабілізація відео, механічна стабілізація відео, відеоспостереження

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Aswini, N. & Uma, S.V. (2021). Video Stabilization for Drone Surveillance System. In: Venugopal, K.R., Shenoy, P.D., Buyya, R., Patnaik, L.M., Iyengar, S.S. (eds) . Data Science and Computational Intelligence (ICInPro 2021). Communications in Computer and Information Science, Vol. 1483. Springer, Cham, P. 468-480. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-91244-4_37

2. Kowal, D. (2015). Considerations for opto-mechanical vs. digital stabilization in surveillance systems. Proceedings, Vol. 9451, Infrared Technology and Applications XLI, 94510B, Event: SPIE Defense + Security, 2015, Baltimore, Maryland, United States. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2178123

3. Aguilar, W.G. & Angulo, C. (2016). Real-Time Model-Based Video Stabilization for Microaerial Vehicles. Neural Process Lett 43, P. 459-477. DOI: https://doi.org/10.1007/s11063-015-9439-0

4. Zhou, X., Zhang, H. & Yu, R. (2014). Decoupling control for two-axis inertially stabilized platform based on an inverse system and internal model control. Mechatronics, Vol. 24, Issue 8, P. 1203-1213. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0957415814001317 . DOI: https://doi.org/10.1016/ j.mechatronics.2014.09.004

5. Kanchenko, V.Ya., Karnaushenko, R.V., Kliuchnykov, O.O., Marynoshenko, O.P. & Chepur, M.L. (2015). Unmanned aerial vehicles for radiation reconnaissance and agricultural purpose. Chernobyl: Institute of Safety Problems of Nuclear Power Plants, 180 p. URL: http://www.ispnpp.kiev.ua/wp-content/uploads/2017/mono/khan-2015.pdf (in Ukrainian)

6. STorM32 NT brushless gimbal controller. olliw.eu. URL: http://www.olliw.eu/storm32bgc-wiki/Main_Page

7. AS5600 Position Sensor. ams.com. URL: https://ams.com/zh/as5600

8. AS5600 12-Bit Programmable Contactless Potentiometer. ams.com. URL: https://ams.com/documents/20143/36005/AS5600_DS000365_5-00.pdf

9. Tstorm32. olliw.eu. URL: http://www.olliw.eu/storm32bgc-wiki/File:Tstorm32-wiring-scheme-sketch.jpg

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  1. Aswini, N., Uma, S.V. Video Stabilization for Drone Surveillance System / In: Venugopal, K.R., Shenoy, P.D., Buyya, R., Patnaik, L.M., Iyengar, S.S. (eds) Data Science and Computational Intelligence (ICInPro 2021), Communications in Computer and Information Science, Vol. 1483. Springer, Cham. 2021. P. 468-480. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-91244-4_37
  2. Kowal D. Considerations for opto-mechanical vs. digital stabilization in surveillance systems // Proceedings, vol. 9451, Infrared Technology and Applications XLI, 94510B, Event: SPIE Defense + Security, 2015, Baltimore, Maryland, United States. 2015. URL: https://doi.org/10.1117/12.2178123
  3. Aguilar W.G., Angulo C. Real-Time Model-Based Video Stabilization for Microaerial Vehicles // Neural Process Lett 43. P. 459-477. 2016. URL: https://doi.org/10.1007/s11063-015-9439-0
  4. Zhou X., Zhang H., Yu R. Decoupling control for two-axis inertially stabilized platform based on an inverse system and internal model control // Mechatronics, Vol. 24, Issue 8. 2014. P. 1203-1213. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0957415814001317. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.mechatronics.2014.09.004
  5. Безпілотні літальні апарати радіаційної розвідки і сільськогосподарського призначення: монографія / В.Я. Канченко та ін.; Чорнобиль: Інститут проблем безпеки атомних електростанцій. 2015. 180 с. URL: http://www.ispnpp.kiev.ua/wp-content/uploads/2017/mono/khan-2015.pdf
  6. STorM32 NT brushless gimbal controller. URL: http://www.olliw.eu/storm32bgc-wiki/Main_Page
  7. AS5600 Position Sensor . URL: https://ams.com/zh/as5600
  8. AS5600 12-Bit Programmable Contactless Potentiometer. URL: https://ams.com/documents/20143/ 36005/AS5600_DS000365_5-00.pdf (Last accessed: 29.10.2022)
  9. Tstorm32. URL: http://www.olliw.eu/storm32bgc-wiki/File:Tstorm32-wiring-scheme-sketch.jpg (Last accessed: 29.10.2022)

Copyright (c) 2022 О.О. Майданик, Є.В. Мелешко, А.М. Мацуй, С.В. Шимко