Разработка и исследования метода стереореконструкции карты глубины на основе динамического программирования

В современной авиации беспилотные летательные аппараты (далее - БЛА) используются для решения широкого круга задач, некоторые из которых предъявляют специфические требования к характеристикам БЛА. Одним из таких требований возможность его полета без использования датчиков спутниковых навигационных систем.

В работе исследуется возможность удовлетворения указанному требованию путем применения в бортовом комплексе навигации и управления БЛА стереоскопической системы наблюдения за поверхностью, работающей в режиме «реального» времени. Системы стереоизображений определяют расстояние до объектов рельефа (т.е. формируют трехмерную форму рельефа) на основании двух двумерных изображений, которые были сделаны в один момент времени с незначительно отличающихся ракурсов. Такие двумерные изображения называются стереопарой.
Для получения изображений стереопары допускается использование как фото-, так и видеоаппаратуру БЛА, обеспечивающей предоставление последовательности частично перекрываемых снимков земной поверхности.

Для решения задачи построения трехмерной формы рельефа в данной работе был использован метод стереореконструкции карты глубины, реализованный с помощью алгоритма на основе динамического программирования.

Для оценки возможности применения разработанного алгоритма в практических приложениях проведена оценка точности вычисления карты глубины. В качестве тестовых данных использованы изображения стереопар с заранее известными значениями карты глубины.

Экспериментальная проверка результатов работы алгоритма построения стереоизображений на основе динамического программирования выявила ряд преимуществ таких, как: относительно высокая точность и надежность вычислений, высокое быстродействие за счет возможности распараллеливания вычислений и отсутствия необходимости в предварительной обработке изображений стереопары.

Также в ходе анализа были выявлены направления дальнейшего совершенствования разработанного алгоритма, в частности: инвариантность к условиям освещенности при получении изображений стереопары и снижение технических затрат при выполнении вычислений.