ردگيري و تعقيب سه‌بعدي هدف مانوري هوايي با استفاده سنسور تصويري

Three-dimensional tracking of aerial maneuvering target using a visual sensor

ردگيري هدف براي پهپادهايي كه به سنسور تصويري مونوكولار (يا تك‌چشمي) مجهز هستند، دشوار است چرا كه سنسور نمي‌تواند برد ميان خود و هدف هوايي را با دقت مناسب اندازه‌گيري كند. اين مساله در ردگيري اهداف مانوري در فضاي سه‌بعدي تشديد مي‌شود. براي رفع اين مشكل، دقت مدل‌هاي ديناميكي براي پيش‌بيني حركت و مانور هدف از اهميت بالايي برخوردار مي‌شود. ما در اين مقاله، با شبيه‌سازي‌هاي عددي، عملكرد سه مدل ديناميكي مختلف را با مدل اندازه‌گيري يك دوربين مونوكولار در ردگيري يك هدف مانوري جرم‌-نقطه‌اي بررسي و مقايسه كرده‌ايم. اين مدل‌ها از لحاظ دستگاه مختصات و مدل در نظر گرفته شده براي مدل‌سازي شتاب هدف متفاوت هستند. زمان اجرا و مجذور ميانگين مربعات خطا به عنوان معيارهاي مقايسه بين اين مدل‌ها در نظر گرفته شده‌اند. كليدواژه‌ها

Since, monocular vision sensor cannot accurately measure relative range between the target and itself, it is difficult for UAVs equipped with this kind of sensors to track a target. This is exacerbated by the tracking a maneuvering aerial target in a three-dimensional space. To solve this problem, the accuracy of dynamic models is very important for predicting the movement and maneuvering of the target. This accuracy can be achieved by complicating and bringing the dynamic equations closer to the real dynamics of the vehicle, or by using appropriate models of the target acceleration. In this paper, we compare the performance three different dynamic models in tracking a mass-point maneuvering target. To do this, we used the UKF filter along with the monocular camera measurement model These models differ in terms of the coordinate system and the target acceleration model. The time spent and Root mean square error (RMSE) are considered as comparison criteria between these models.