автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка алгоритма определения путевой скорости летательного аппарата с помощью оптико-электронной системы

УДК: 681.51+04](043.3) На правах рукописи

КУТАРАНОВ Айдар Хамидуллаевич

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПУТЕВОЙ СКОРОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ПОМОЩЬЮ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ

Специальность 05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (информатика, управление и вычислительная техника)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2008

003462885

Работа выполнена на кафедре «Приборы и измерительно-вычислительные комплексы» Московского авиационного института (государственный технический университет)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Костюков Вячеслав Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Рыбников Сергей Игоревич доктор технических наук, профессор Берикашвили Валерий Шалвович

Ведущая организация: НПО «Измерительной техники»

Защита состоится «16» марта 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационно го совета Д212.125.11 при Московском авиационном институте (государственны" технический университет) «МАИ» по адресу: 125993, А-80, ГСП-3, Москва, Воло коламское шоссе, 4, главный административный корпус, зал заседаний Ученого Со вета МАИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ. Автореферат разослан «_»_2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета

Горбачев Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность задачи

Актуальность задачи, решаемой в диссертации, обусловлена необходимостью автономного вычисления путевой скорости летательного аппарата (ЛА) в навигационных режимах полета. Автономность достигается за счет использования инерци-альной навигационной системы (ИНС), но точность при этом обеспечить не удается. У беспилотных ЛА платформенные ИНС не используются, так как они дороги, а у бесплатформенных ИНС (БИНС) с течением времени недопустимо падает точность. Спутниковая навигация в настоящее время не устойчива к помехам. Поэтому исследуется алгоритм вычисления путевой скорости ЛА, движущихся на малых высотах, автономный и малочувствительный к помехам, основанный на оптико-электронном способе определения путевой скорости по анализу изображения подстилающей поверхности.

Дель диссертационной работы

Целью работы является повышение точности навигации (коррекции БИНС) за счет использования сигнала от внешнего источника информации о путевой скорости

Для достижения сформулированной цели в настоящей работе поставлены и решены следующие задачи:

• разработан алгоритм работы оптико-электронной системы (ОЭС) определения

• проведено исследование точности работы устройства на основе данного алгоритма;

• разработан полунатурный стенд работы ОЭС на борту ЛА, реализующий трехмерную визуализацию подстилающей поверхности, наблюдаемой камерами ЛА, и бортовой алгоритм определения путевой скорости ЛА;

• проведены полунатурные испытания, подтвердившие верность предложенного пути решения поставленной задачи с требуемой точностью.

Методы исследования ,

ЛА.

путевой скорости" ЛА, основанный на анализе поле яркостей земной поверхности;

Г'Л

Методы исследования задачи основаны на теории математических моделей, корреляционной теории вычисления сходства двух фрагментов изображений, теории движения ЛА, ЗБ моделировании поверхности земли, видимой с борта ЛА, методах обработки цифровых изображений и экспериментального исследования на полунатурном стенде моделирования работы ОЭС на борту ЛА. Научная новизна:

•, создан алгоритм определения полного вектора путевой скорости ЛА, он основан на измерении скорости перемещения изображения подстилающей поверхности, видимой в поле зрения двух фотоприемных устройств (ФПУ) ОЭС, же стко закрепленных на ЛА и не требует эталонных изображений;

• найдены оптимальные параметры устройства, при которых погрешность опре деления путевой скорости минимальна.

Практическая ценность:

• разработано бортовое программно-математическое обеспечение (ПМО) опре деления путевой скорости ЛА. И проведены исследования влияния парамет ров системы на точность решения задачи определения путевой скорости;

• все разработанные модели реализованы в виде программных модулей, ориен тированных на стандартное обеспечение ПЭВМ, и имеют стандартный инте фейс, что позволяет использовать их в разработках перспективных ОЭС;

• разработан стенд полунатурного моделирования определения путевой скоро сти, получены экспериментальные результаты отработки натурного маке системы определения путевой скорости;

• проведены испытания (включая полунатурные) на стенде с визуализацией по верхности местности;

• выполнена оценка точности определения путевой скорости ОЭС; она соизме рима с точностью ДИСС и составляет порядка 1% от измеряемой путевой ско роста ЛА.

Защищаемые положения

Оптико-электоронный алгоритм определения путевой скорости, реализованный на базе оптической линейки, обеспечивающий требование по точности к ОЭС коррекции ИНС по скорости.

Достоверность результатов исследования, подтверждена сравнением полученных результатов работы стенда полунатурного моделирования с результатами теоретических исследований. Погрешность определения путевой скорости при угле наклона второго ФПУ равного 29 град., составляет 0,6%, а при угле наклона, равном 50 град., - 0,275% от измеряемой путевой скорости ЛА.

Апробация работы

Основные положения работы доложены на конференциях головного предприятия по ОЭС ФГУП «ЦНИИ АГ», международной конференции в Алуште, обсуждались на научных семинарах кафедры № 303 МАИ.

Реализация результатов работы

Разработанное программное обеспечение и алгоритм определения путевой скорости использованы при создании ОЭС в ЦНИИАГ, что подтверждается актом внедрения результатов диссертационной работы в ФГУП «ЦНИИ АГ».

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы, содержит 138 листов машинописного текста, 6 таблиц, 81 рисунок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертационной работе определена проблема повышения точности навигации путем использования оптических изображений подстилающей поверхности, обосновывается актуальность ее решения; приведен краткий исторический обзор корреляционных навигационных систем; формулируется цель и задачи диссертации; охарактеризована научная новизна и практическая значимость результатов работы, а также перечислены положения, выносимые на защиту. В первой главе рассмотрена тенденция развития навигационных систем. Точность полета беспилотного летательного аппарата (БПЛА) в автоматических режимах полета обеспечивается в первую очередь использованием БИНС, т.к. такие системы автономны и дешевы. У БИНС с течением времени недопустимо падает точность. Поэтому данные системы необходимо корректировать. Для корректировки БИНС используются различные сигналы от внешних источников. В зависимости от внешних источников можно выделить следующие виды коррекции:

• скоростная (ДИСС, СНС и д.р.);

• позиционная (СНС, РСБН, РСДН, РЛС, высотомеры и т.п.);

• по угловой информации (астросистемы, базовые ИНС, СНС с антенными системами).

Из проведенного анализа существующих методов определения путевой скорости, которые можно использовать для коррекции, следует, что наиболее точным методом на сегодняшний день является Доплеровский метод определения путевой скорости. Недостатком Доплеровского измерителя путевой скорости является высокая стоимость аппаратуры и нежелательное для работы ЛА электромагнитное излучение во внешнее пространство.

Для БПЛА, летящих постоянно на малых высотах, имеющих длинные участки ортодромии и двигающихся над контрастной в оптическом диапазоне поверхностью земли, естественным является желание использовать яркостное поле контрастной подстилающей поверхности для коррекции работы БИНС.

Постановка задачи. Необходимо:

• -разработать алгоритм определения вектора путевой скорости на основе обра-

ботки изображения контрастного оптического поля подстилающей поверхности; • ',

• обеспечить точность вычисления вектора путевой скорости на квазистационарных участках низко-высотного полета, не уступающих по точности ДИСС, т.е. 0,3%-0,б% от измеряемой скорости;

• проанализировать ошибки, присущие данному алгоритму, при его реализации на борту самолета лаборатории имитирующий полет БПЛА;

• разработать инструментарий, обеспечивающий оценку влияния параметров контура управления ЛА, включающий оценку влияния точности работы измерительной системы БИНС, БВ, ОЭС, системы управления (стабилизации) на точность навигации.

Движение ЛА находится под воздействием внешних возмущении (ветер) и внутренних шумов (БИНС, баровысотомер и т.д.) и носит сложный характер, а подстилающая поверхность имеет переменный рельеф. Поэтому без экспериментов с визуализацией того, что видно из камер ОЭС оценка эффективности алгоритма не может быть получена.

Для решения задачи разработки алгоритма и анализа его точности необходимо разработать комплексную модель формирования вида на поверхность Земли с борта ЛА, алгоритма ОЭС и взаимодействия с различными бортовыми системами ЛА. Комплексная модель включает в себя:

- модель движения ЛА (самолет-лаборатория);

- модель измерительной системы (БИНС+БВ+ОЭС);

- модель системы управления (САУ);

- модель фоно-целевой обстановки (ФЦО).

Модель ФЦО отображает подстилающую поверхность, над которой пролетает ЛА, на экране.

Рис. 1. Структура комплексной модели: 1 - обобщенный вектор состояния модели объекта и системы управления, 2 - навигационные параметры для ОЭС, 3 - положение и ориентация камеры, 4 - поправка путевой скорости ЛА, 5 - навигационные параметры для системы управления, б -строка изображения, сформированного ФПУ, 7 - угловое положение ФПУ.

Во второй главе рассмотрена реализация комплексной модели информационных процессов на борту ЛА и структура цифрового моделирования движения ЛА по отношению к земной поверхности с учетом всех факторов, влияющих на то, какое изображение будет сформировано с помощью бортовых ФПУ, при полете над ЗБ поверхностью земли.

Все модели рассмотрены с максимально доступной полнотой:

• рассмотрена полная нелинейная нестационарная модель пространственного движения (не учитывалась только эластичность ЛА);

• измерительный контур содержит модели БИНС, баровысотомера, лазерного высотомера и ОЭС с учетом погрешностей;

• система управления реализует решение задачи стабилизации по сигналам от измерительной системы БИНС, БВ, ЛВ (с учетом погрешностей), реализуя режим стабилизации в соответствии с ПЗ (полетное задание); ПЗ представляет собой отрезки ортодромий с высотой полета от 30 до 300 метров;

• участки ортодромии сопрягаются с участками движения по кругу с заданными скоростями разворота; балансировочное значение управляющих сигналов рассчитывается для каждого стационарного участка;

• визуализация 3D подстилающей поверхности, видимой по линии визирования двух камер, реализована с использованием программного пакета MuItiGen Vega Prime.

В первую очередь анализируем факторы, которые сказываются на точности формирования изображения, и их влияние на возможность обработки двух разнесенных изображений с целью выявления времени пролета между двумя точками поверхности земли.

Задача аналитически не поддается анализу из-за большого количества факторов, влияющих на формируемое в ФПУ изображение. В работе сделана попытка исключить упрощающие модели описания JIA, системы управления и работы измерительного комплекса.

В третьей главе представлен алгоритм оптико-электронного определения путевой скорости.

Предлагаемый алгоритм определения вектора путевой скорости. основан на оценке скорости перемещения изображения подстилающей поверхности, получаемой на основе обработки изображений, сформированных двумя ФПУ. Схема измерения скорости перемещения показана на рис. 2.

» = Т1 1-Т2

Рис. 2. Принцип определения путевой скорости: Уп - путевая скорость, Н - высота полета ЛА, а, - угол между линиями визирования фоточувствительных приемников, Б - расстояние, которое пролетит ЛА за время Т.

Оптические оси ФПУ направлены под углом а. друг к другу. ФПУ одновременно записывают изображения подстилающей поверхности по ходу полета. Из рис. 2 ясно, что изображения, фиксируемые ФПУ 1 и ФПУ 2 (назовем их изображения Л и В), повторяют друг друга с точностью до ракурса, причем изображение В запаздывает по отношению к А на время:.

0)

' п

где У„ - скорость полета ЛА.

Отсюда скорость определяется через время запаздывания Т (величину относительной высоты Н полагаем известной, измеренной малошумящим лазерным высотомером).

Для определения Т зафиксируем в момент г, изображение первым ФПУ точки Р (АР) и дождемся момента /2, когда эта же точка Р видна на втором ФПУ (ВР) и, следовательно, ВР окажется максимально сходным с изображением АР, хотя и отличающимся из-за ракурса. Момент максимального сходства определяется по максимуму взаимной корреляции АР и ВР.

Откуда получаем: Уп (2)

'г

Особенность данного алгоритма:

• формирование изображений происходит с помощью двух ФПУ;

• изображения строятся построчно, так как используется линейка ФПУ;

• сравниваются два текущих изображения.

В соответствии с предложенным способом определения путевой скорости ЛА схема алгоритма имеет вид: -

Рис. 3. Блок-схема алгоритма определения путевой скорости ЛА: х - рассчитанная частота съемки строк изображений.

Вычисление параметров интерполяции.

Для того чтобы осуществить поиск одного изображения на другом изображении, необходимо привести фрагменты изображений к одному разрешению. Так как ФПУ 2 направлено под углом к линии визирования ФПУ 1, изображение 2 отличается от 1 по ракурсу. Алгоритм приведения фрагментов изображения 2 к изображению 1 следующий.

Необходимо рассчитать расстояние от центра ФПУ 2 до подстилающей поверхности. По линии визирования это расстояние равно:

СО

где: Я, - высота полета ЛА.

Далее необходимо рассчитать расстояние, которое накрывает ФПУ 2.

12= Я, *#(/?), (4)

где: р - угол зрения ФПУ 1 и ФПУ 2.

Расстояние, которое накрывает ФПУ 1 с высоты Я,, определяем по выражению (3). Рассчитываем сколько элементов на ФПУ 2 накрывают поверхность, которую не накрывают элементы с ФПУ 1.

(5)

где - количество фотодиодов в ФПУ 1 и ФПУ 2.

Далее определяем значение яркости для каждого из элементов ФПУ 2 с учетом не используемых элементов.

Расчет частоты съемки строк изображения.

Для вычисления путевой скорости ЛА необходимо рассчитать частоту съемки строк изображений, которая должна быть такой, чтобы изображение с первого ФПУ было без разрывов. Частота съемки равна:

у = , (6)

А

где У„ - предварительная оценка скорости (от БИНС), I,- расстояние, которое накрывает ФПУ 1.

Электронная стабилизация изображения.

Изображения, получаемые с помощью ФПУ, зависят от углов тангажа, крена и рысканья - 9,у,у/, которые определяют положение системы. Отображение точки поверхности и - (и,, u¡, и}) на изображение оптического датчика ФПУ 2 могут быть связаны с системой координат и' = (и\,и'2,и'}) оптического датчика ФПУ 1 уравнением в матричной форме:

и' = Ми, (7)

cos у/cos .9; sin у/ sin у - cos у/ sinocos у, sin ^ cos + cos у/ sin 9 sin у\ I

(8)

sin5; cos 9 cos у, -cos <9 sin y;

-sinocos .9; cos у/ siny + sin (/sin <9 cos y; cos у/ cos у - sin ^ sin 5 sin

где M - матрица перехода от связанной системы координат к нормальной системе координат.

Вычисление признаков.

Производя съемку, ФПУ получает строки изображения в оттенках серого. Данные строки изображения пересчитываем в черно-белое изображение. Для этого необходимо получить минимум две строки изображения. В полученных изображениях вычисляем диапазон яркости, устанавливаем пороговое значение яркости относительно полученного диапазона.

*,=0, если х„>хпр, (9)

дг„=1, если хт <х„р, (10)

где хр - результирующее значение, хт - значение текущей яркости пикселя, х„р - пороговое значение яркости.

Вычисление корреляции и путевой скорости.

При накоплении необходимого количества строк изображений производим поиск фрагмента одного изображения на другом изображении, по следующему алгоритму:

т

= ~хрг~)> пРи этом если Хкр < Хпорог, то фрагмент найден, (11) /.о

где i - номер текущей строки, ш - количество строк изображения, Xv - число не совпавших пикселей, Хпорог - пороговое значение.

' В результате поиска будет найден фрагмент изображения А, наиболее сходный с использованным при поиске фрагментом изображения В. После этого по разности времен фиксации соответствующих друг другу фрагментов А и В находим оценку путевой скорости JIA, используя выражение (2).

Важной особенностью устройства является необходимость контроля боковой скорости. Анализ диапазона изменения боковой скорости показывает, что скорость менее 1 м/с невозможно измерить, используя располагаемую линейку ФПУ производства «Sony», так как для определения таких малых скоростей требуются оптические приборы с чрезмерно высокой разрешающей способностью, порядка нескольких сантиметров. Рассматривать скорость выше 10 м/с также нет необходимости, так как при скорости больше 10 м/с БПЛА данного типа не летают.

Вышесказанное обусловлено тем, что если боковая скорость JIA равна V^-l м/с, высота полета 300 метров, путевая (продольная) скорость JIA 200 м/с, угол закрепления второго ФПУ равен 50 градусам, частота съемки строки изображения й/ =0,01 секунда, то4- расстояние, которое пролетает JIA за время ht. с _ V * t

Д бок '<кя Д •

Г

Из выражения N =—, количество итераций до начала совпадения строк изо-

бражений (при заданных параметрах равно N=179). ЛА за это время Т пролети расстояние равное:

а именно ^ = 1*0,01*179= 1,79 метров.

Для определения такого перемещения необходима ФПУ, которая будет имет разрешающую способность 1,79 метра. Чтобы обеспечить данную разрешающу способность, фокусное расстояние существующей ФПУ должно быть равно:

J

с _V * t* N

бок Д' "

(12)

A -£i

F Н

где: - размер фотодиода (для существующего ФПУ D, = 0,0014 метра), F-фокусное расстояние, D2 - расстояние, которое фиксирует один фотодиод (в данном случае D2-1,79 метра), Я - высота полета.

Из выражения (13):

(14)

2

Для данной задачи F = 0,234 метра. Теоретически в таких случаях можно использовать оптическую систему, которую ставят на телескопы, или использовать ФПУ с большим количеством фотодиодов, но данные способы дорогостоящие, а изменения фокуса и размера фотодиода, приведут к увеличению размера и массы ОЭС. Поэтому нецелесообразно использовать их для решения данной задачи.

При вычислении боковой скорости в диапазоне от 1м/с до 10 м/с данным методом необходимо учитывать то, что при боковой скорости JIA крайние элементы второго ФПУ будут захватывать поверхность, которую не фиксировало первое ФПУ.

При вычислении боковой скорости с использованием ФПУ, имеющих одинаковое количество чувствительных элементов, крайние элементы ФПУ 2 будут получать изображение поверхности, которое не фиксировало ФПУ 1. При расчете корреляции их нельзя учитывать. Данный факт повлияет на падение коэффициента корреляции и в результате может привести к срыву корреляционного поиска. Чтобы это предотвратить, необходимо увеличить количество фотодиодов первого ФПУ.

При данных параметрах полета и заданного диапазона боковых скоростей количество необходимых фотодиодов рассчитывается следующим способом:

N =^£2. (15)

14 фотодиодов ~ s 2

где: N^ma)mtm - количество фотодиодов, - расстояние в боковом направлении, которое пролетает JIA, до начала совпадения строк изображений с ФПУ 1 и ФПУ 2, D2 - расстояние, которое фиксирует один фотодиод.

При максимально необходимом контроле скорости V^ =10м/с расстояние, которое пролетит ЛА в боковом направлении по выражению (12), равно:

с = т/ * . * д г

бох К6ох к' " >

где Уь, = 10 м/с - боковая скорость ЛА, лг = 0,01с - время съемки строки изображения, N = 179 - число строк изображения ФПУ 2, которые снимает ЛА до начала совпадения с фрагментом изображения ФПУ 1. Отсюда выражение (12) равно:

= 10*0,01*179 = 17,9 метров.

Подставляя £>2 в выражение (15), имеем //^„„¿^ - дополнительное количество фотодиодов необходимых для определения боковой скорости в одном направлении:

•^отоЛюЛи = 10 .

Соответственно, для определения боковой скорости в диапазоне от 1 до 10 м/с в двух направлениях необходимо, чтобы ФПУ 1 имело на 2*И (на 20) фотодиодов больше, чем ФПУ 2. Если ФПУ 1 имеет 16 фотодиодов, то у ФПУ 1 должно быть 36 фотодиодов. На сегодняшний день ФПУ имеют до нескольких тысяч фотодиодов. Единственным недостатком в данном методе определения боковой скорости является длинный фокус. Для того чтобы 1 фотодиод фиксировал 1 метр поверхности, фокусное расстояние по выражению (14) должно бьггь равно:

Б = 0,21м.

Если количество фотодиодов увеличить, как было предложено выше, то определить боковую составляющую путевой скорости возможно по выражению (2), в котором перемещение рассчитывается по выражению:

N *

1 фотодиодов

где Я - высота полета, р - угол зрения ФПУ, Л^т0()В0д0, - количество фотодиодов н первом ФПУ.

Рис. 4. Определение боковой составляющей путевой скорости при использовании ФПУ с различным количеством фотодиодов: Б - боковое смещение фрагмента изображения, относительно номинального положения.

Используя в алгоритме оценку высоты, формулируем требования к точности её измерения. Из выражения (2) следует, что погрешность измерения скорости линейно зависит от погрешности определения высоты. Из заданной погрешности определения скорости следует, что оценить высоту с необходимой точностью удается с помощью лазерного дальномера ДЛ-1. Систематическая ошибка такого дальномера равна:

±(0,3+0,001*0) м,..

где: О - текущее значение дальности.

Далее в работе проведен анализ погрешности определения путевой скорости, | оптимизированы параметры конструкции и алгоритма по критериям минимизации ошибок. Рассчитаны погрешности, возникающие при движении с ускорением, оговорены требования к ФПУ для возможности определения боковой скорости в диапазоне от 1 до 10 м/с, определены требования к точности оценивания высоты полета ЛА. I

Проведено исследование влияния изменения высоты подстилающей поверхности и скорости изменения высоты на одних и тех же участках изображении, видимых различными камерами. Аналитическое изучение данного вопроса не пред-

17

ставляется возможным, поскольку выделить такие участки и оптимизировать алгоритм работы на них в настоящее время не удается. Поэтому в работе проведены экспериментальные исследования на полунатурном стенде с целью выявления допустимых наклонов рельефа, на котором срабатывает корреляционный анализ изображения, В случае если уровни корреляции ниже порогового уровня и при этом наблюдается изменение высоты рельефа, то это является основанием для выключения коррекции БИНС от ОЭС алгоритма, и переход на прогнозирование ошибки БИНС и ее компенсации в комплексной обработке на основании предложенного алгоритма.

Формирование оценки навигационной ошибки в случае отсутствия коррекции от ОЭС.

Схема формирования наилучшей оценки навигационной ошибки У в случае отсутствия внешнего сигнала коррекции производится в соответствии с рис. 7.

На основном участке, когда есть коррекция БИНС от ОЭС, строится модель ошибок БИНС. В условиях потери внешней коррекции от ОЭС (модели формирующих фильтров уже созданы) прогноз ошибок БИНС производится формирующими фильтрами: + АУ. Алгоритмы обработки изложены ниже.

Рассмотрим аппроксимацию ошибок измерения БИНС (рис.5). Детерминированная часть ошибки по скорости, полученной на этапе коррекции от ОЭС, БИНС в каждом канале аппроксимируется выражением вида (рис. 5):

У^-су+Сг/'+Ы+е,, (16)

где С„...С, - константы.

Динамическая составляющая ошибки БИНС может быть представлена: АГ-Г-Г^, (17)

о о

5000 10000 N

Рис. 5. Измерение путевой скорости БИНС без коррекции от ОЭС: Уп - путевая скорость (продольная составляющая), N - количество итераций, Со = 0, С| = 0.000241, Сг = -0.000641, С3 = 0.009995.

Рис. 6. Динамическая ошибка скорости по оси X, Упх (м/с): Кл - путевая скорость (продольная составляющая), N - количество итераций коэффициенты динамических ошибок равны: ВП= -0.00939623, В12= 1.72159, В13= 1.20408, В21= -0.912763, В22= -8.43853, В23= 8.3504, ВЗ1= -0.66492, В32= 1.73477, В33=0.0080379, В41= -0.000919355, В42= 0.00249627, В43= -0.00160352, В51= -0.000393262, В52= 0.00114961, В53= 0.000347244, В61= -0.000989115, В63= -0.00236705, В71= 0.0113615, В72= 0.00447568, В73=-0.0207692, В81= 0.000174663, В82= 0.000794310, В83= -0.00548654, В91= -0.0137934, В92= 0.0177255, В93= -0.198472, А1 = -0.126884, А2 = -0.0970979, АЗ = -0.0612155, СО = 0.00582538, СКСЮ.0400121.

6.00Е-01

-4.00Е-01

N

Рис. 7. Схема наилучшей оценки навигационных параметров

1) X - режйм коррекции от ОЭС;

2) X - режим коррекции от найденной (в режиме коррекции от ОЭС) модели ошибок БИНС.

Переход к дискретному времени к-г/Т0 позволяет описать поведение формирующего фильтра с помощью разностного уравнения: ЛВД+а.ДУеЫ )+аг&У(к-2)+... +атАУ(к-т)~

=Ь„г1(кА)+Ь1л(к-2)+...+Ь^г1(к-т) + ... + Ълг/к-\)+Ъп22п<к-1)+..лЪшг„(к-т),

где АУ(0- выходной сигнал динамической ошибки БИНС, г/у,....г/у-составляющие

вектора состояния ЛА измеряемые в БИНС.

Задача идентификации формирующего фильтра заключается в определении коэффициентов разностного уравнения в, и Ьй по известным измерениям входного вектора состояния 7,(0.-.г„(0 - измерения от БИНС, и выходного процесса (ошибок БИНС) в дискретные момента времени.

Модель формирующего фильтра динамических составляющих ошибки АУ находим, используя метод параметрической идентификации.

Найденная в основном режиме АУ(0 используется для задачи идентификации параметров формирующего фильтра динамической ошибки ДУ, т.е. вектора параметров А, В.

Используем рекуррентную формулу для оценивания параметров фильтра: в(к+\) = в(к)+г(к)[АУ(к+\ )-<р*(к)в(к)],

где 0Т = [а,,а1,...,ат,Ьи,Ьп,...,Ь1т.......А1 А2>->6™Ь

Т*

ПТ(к)Н(к)+Л

Е Н(к)Нт(к)

G (к),

где Н(к) = G(k)q>(kH); С(0)=с^Е, с-»а>, Я-фактор памяти, <р(к) - вектор измерений.

В четвертой главе рассмотрена программная реализация алгоритма определения путевой скорости. Алгоритм реализован на языке программирования С++ в среде VISUAL STUDIO 6.0. ОЭС модель реализована в виде динамической библиотеки (DLL).

Был собран стенд полунатурного моделирования. С помощью стенда полунатурного моделирования произведены оценки влияния конструктивных параметров на определение путевой скорости. Построены графики этих зависимостей.

Параметры моделирования были следующими:

• высота полетов от 30 метров до 300 метров;

• время между съемками строк изображения от 0,2 с до 0,01 с.

• Далее представлены результаты моделирования.

На рис. 8, представлен результат моделирования. Путевая скорость определялась без учета ускорения. Для определения скорости использовалось выражение (2). В начале эксперимента дополнительная погрешность, вызванная наличием ускорения, была равна 0,0238 м/с, а к окончанию моделирования погрешность определения путевой скорости составляла 3,4699 м/с и продолжала расти.

На рис. 8 представлен результат моделирования с учетом ускорения.

Рис. 8. Результат моделирования с учетом ускорения: Уп - путевая скорость, N - количество итераций.

По результатам работы математического и полунатурного моделирования выявлено влияние следующих параметров на погрешность определения путевой скорости:

• конструктивных параметров второго ФПУ;

• шага между съемками строк изображения;

® высоты полета ЛА.

С помощью математического и полунатурного моделирования проверена работоспособность алгоритма при следующих режимах работы:

• приведены оценки точности вычисления навигационных оценок параметроа БИНС+ОЭС для стационарных режимов полета и заданных точностных характеристик измеряемой части (с учетом и без учета ОЭС);

• с постоянной скоростью;

» с ускорением.

Заключение и общие выводы

1. Разработана комплексная математическая модель движения ЛА с БИНС, корректируемой от ОЭС.

Комплексная модель включает в себя:

- модель движения ЛА;

- модель измерительной системы;

- модель системы управления;

- модель фоно-целевой обстановки.

Разработанные модели позволили оценить точность определения путевой скорости ЛА при различных подходах к коррекции ошибок вычисления скорости.

2. Разработан алгоритм определения путевой скорости ЛА. Алгоритм заключается в сравнении двух изображений, полученных двумя установленными под разными углами и жестко закрепленными на борту ЛА ФПУ, и определения времени, когда на разных ФПУ появляются изображения одних и тех же участков подстилающей поверхности. Зная время между появлением двух одинаковых участков подстилающей поверхности на изображениях, высоту и углы установки ФПУ, вычисляем вектор путевой скорости ЛА. Проанализированы погрешности и алгоритм их исключения из показаний в комплексной системе.

3. Проведено моделирование, позволившее установить:

• влияние структуры и параметров звеньев, входящих в алгоритм определения скорости;

• влияние конструктивных параметров фоточувствительного приемника на точность определения путевой скорости;

• влияние движения с ускорением ЛА на погрешность определения путевой скорости;

• эффективность применения коррекции от ОЭС.

4. Предлагаемый алгоритм принят к внедрению в перспективную ОЭС.

/

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Костюков В.В., Кутаранов А.Х., Павлова Н.В., Фролов М.Д. Программно-алгоритмическое обеспечение для эмулирования навигационной аппаратуры и обеспечения ее взаимодействия с БЦВМ «Багет»./ Труды XII международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», МЭИ, Алушта, 2003г,

2. Корнеев С.А., Кутаранов А.Х., Павлова Н.В., Щеглов Ю.В. Программно-аппаратная поддержка проектирования цифровых устройств ИВК на базе ПЛИС АЬЕП1А.. Труды X международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматизации и обработки информации», Алушта, 2001г.

3. Кутаранов А.Х., Фролов М.Д. Определение путевой скорости на базе сравнения двух цифровых изображений. Труды XV международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматизации и обработки информации», МИФИ, Алушта, 2006 г.

4. Кутаранов А.Х., Павлова Н.В., Фролов М.Д. Влияние сжатия изображения на распознавание образов. Труды XV международного научно-технического семинара «Современные технологии в задачах управления, автоматизации и обработки информации», МИФИ, Алушта, 2006 г.

5. Костюков В.В, Кутаранов А.Х., Павлова Н.В., Фролов М.Д. Определение путевой скорости с помощью оптико-электронной системы. Труды Х1П международного научно-технического' семинара «Современные технологии в задачюс управления, автоматизации и обработки информации», МГУ, Алушта, 2004 г.

6. Кутаранов А.Х. Повышение устойчивости корреляционного поиска идентичных фрагментов на изображениях.4-я международная конференция «авиация и космонавтика», МАИ, 2005 г.

7. Кутаранов А.Х. Электронная стабилизация изображений/ Вопр. оборон. Техники. Сер. 9. Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. - 2004 г.

8. Костюков В.В. Кутаранов А.Х., Павлова Н.В., Фролов М.Д Программно-алгоритмическое обеспечение для эмулирования навигационной аппаратуры и обеспечения ее взаимодействия с БЦВМ «Багет»./ Проблемы создание перспективной авиационной техники, МАИ, 2003 г.

9. Костюков В.М., Кутаранов А.Х. Определения путевой скорости помощью опти-ко-элеюронной системы. «МехатронИка, автоматизация, управление», Москва, №4(85) 2008г.

Множительный центр МАИ (ГТУ) Заказ от/О.Ра 2009 г. Тираж55~ экз.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Состояние проблемы и тенденции развития навигационных систем

1.1. Инерциальные навигационные системы.

1.2. Обзор методов измерения путевой скорости.

1.2.1. Метод решения навигационного треугольника скоростей.

1.2.2. Метод визирования земной поверхности.

1.3.3. Корреляционный метод измерения путевой скорости.

1.3. Классификация существующих ОЭС навигационного контура ЛА.

1.4. Обзор ОЭС систем зарубежных стран.

1.5. Постановка задачи исследования.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. Математические модели движения ЛА, измерительной системы, системы управления.

2.1. Модель движения ЛА.

2.2. Балансировочные параметры.

2.3. Режим стабилизации.

2.4. Математическая модель среды движения.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. Алгоритм определения путевой скорости ЛА с помощью ОЭС.

3.1. Разработка алгоритма вычисления путевой скорости.

3.2. Модель формирования изображения.

3.3. Поиск идентичных участков фрагментов двух изображений местности.

3.3.1. Сравнение двух изображений равного размера.

3.3.2. Сравнение изображения меньшего размера с изображением большего размера.

3.4. Модель определения путевой скорости ЛА.

3.5. Определение допустимого диапазона угла наклона второго ФПУ.

3.6. Анализ погрешности за счет движения с ускорением.

3.7. Определение боковой скорости.

3.8. Определение путевой скорости с помощью кадрового ФПУ.

3.9. Влияние погрешности высотомера на алгоритм вычисления путевой скорости.

ЗЛО. Формирование оценки навигационной ошибки, в случае отсутствия коррекции от ОЭС.

3.11. Влияние рельефа на работу алгоритма вычисления путевой скорости .91 Выводы по главе.

ГЛАВА 4. Программная реализация оптико-электронного метода определения путевой скорости.

4.1. Требования к аппаратуре при реализации оптико-электронного алгоритма определения путевой скорости JIA.

4.2. Параметры моделирования - исходные данные для анализа результатов

4.3. Реализация алгоритма определения путевой скорости.

4.4. Получение и анализ зависимости погрешности путевой скорости от угла наклона второго фоточувствительного приемника.

4.5. Получение и анализ зависимости погрешности измерения скорости от параметров.

4.6. Анализ движения с положительным ускорением.

4.7. Анализ движения с отрицательным ускорением.

4.8. Получение и анализ зависимости погрешности определения путевой скорости от параметров при движении с ускорением.

4.9. Стенд полунатурного моделирования.

4.10. Описание работы модели ФЦО.

4.11. Описание функционирования стенда.

4.12. Результаты полунатурного моделирования.

Выводы по главе.

Одной из важнейших задач современного авиаприборостроения является задача определения путевой скорости летательных аппаратов (ЛА). Путевая скорость - это один из основных аэронавигационных элементов, определяющих горизонтальную проекцию скорости движения ЛА относительно Земли.

Путевая скорость - проекция земной скорости на горизонтальную плоскость нормальной системы координат [ГОСТ 20058-80].

Земная скорость - скорость начала О связанной системы координат (ССК) относительно какой-либо из земных систем координат [ГОСТ 20058-80].

Нормальная система координат - подвижная система координат, ось которой ОУ8 направлена вверх по местной вертикали, а направление ОХк и 02к выбирается в соответствии с задачей [ГОСТ 20058-80].

В настоящее время для определения путевой скорости применяется аппаратура, использующая эффект Доплера. Получили широкое распространение Доплеровские измерители скорости. Они обеспечивают автономную навигацию и автоматическое управление полетом различных ЛА [37, 18].

Известны также корреляционные измерители путевой скорости и угла сноса самолетов[22, 23], использующие эффект Доплера.

Недостатком Доплеровского измерителя путевой скорости является высокая стоимость аппаратуры и демаскирующее ЛА электромагнитное излучение.

В данной работе, исследуется алгоритм и реализация оптико-корреляционного метода определения путевой скорости, который до настоящего времени не был известен.

Современные оптические устройства обладают низкой стоимостью, при этом работают в условиях почти полного отсутствия света, что позволяет их использовать даже ночью. Оптико-электронная система (ОЭС) малочувствительна к помехам. Создать помеху ОЭС, находящейся на ЛА, движущимся на малых высотах с фотоприемными устройствами (ФПУ) направленным вниз, практически невозможно, так как источник помех должен в этом случае находиться в поле зрения ФПУ (двигаться вместе с ЛА).

Следует отметить, что кратковременная помеха не повлияет на выход из строя работы алгоритма ОЭС.

Актуальность задачи

Актуальность задачи, решаемой в диссертации, обусловлена необходимостью автономного вычисления путевой скорости ЛА в навигационных режимах полета. Автономность достигается за счет использования инерциальной навигационной системы (ИНС), но точность при этом обеспечить не удается. У БПЛА платформенные ИНС не используются, так как они дороги, а у бесплатформенных ИНС (БИНС) с течением времени недопустимо падает точность. Спутниковая навигация в настоящее время не устойчива к помехам. Поэтому исследуется алгоритм вычисления путевой скорости ЛА, движущихся на малых высотах, автономный и малочувствительный к помехам, основанный на оптико-электронном способе определения путевой скорости по анализу изображения подстилающей поверхности.

Цель диссертационной работы

Целью работы является повышение точности навигации (коррекции БИНС) за счет использования сигнала от внешнего источника информации о путевой скорости ЛА.

Для достижения сформулированной цели в настоящей работе поставлены и решены следующие задачи:

• разработан алгоритм работы ОЭС определения путевой скорости ЛА, основанный на анализе поле яркостей земной поверхности;

• проведено исследование точности работы устройства на основе данного алгоритма;

• разработан полунатурный стенд работы ОЭС на борту ЛА, реализующий трехмерную визуализацию подстилающей поверхности, наблюдаемой камерами ЛА, и бортовой алгоритм определения путевой скорости ЛА;

• проведены полунатурные испытания, подтвердившие верность предложенного пути решения поставленной задачи с требуемой точностью.

Методы исследования

Методы исследования задачи основаны на теории математических моделей, корреляционной теории вычисления сходства двух фрагментов изображений, теории движения ЛА, ЗБ моделировании поверхности земли, видимой с борта ЛА, методах обработки цифровых изображений и экспериментального исследования на полунатурном стенде моделирования работы ОЭС на борту ЛА.

Научная новизна:

• создан алгоритм определения полного вектора путевой скорости ЛА, он основан на измерении скорости перемещения изображения подстилающей поверхности, видимой в поле зрения двух ФПУ ОЭС, жестко закрепленных на ЛА и не требует эталонных изображений;

• найдены оптимальные параметры устройства, при которых погрешность определения путевой скорости минимальна.

Практическая ценность:

• разработано бортовое программно-математическое обеспечение (ПМО) определения путевой скорости ЛА. И проведены исследования влияния параметров системы на точность решения задачи определения путевой скорости;

• все разработанные модели реализованы в виде программных модулей, ориентированных на стандартное обеспечение ПЭВМ, и имеют стандартный интерфейс, что позволяет использовать их в разработках перспективных ОЭС;

• разработан стенд полунатурного моделирования определения путевой скорости, получены экспериментальные результаты отработки натурного макета системы определения путевой скорости;

• проведены испытания (включая полунатурные) на стенде с визуализацией поверхности местности;

• выполнена оценка точности определения путевой скорости ОЭС; она соизмерима с точностью ДИСС и составляет порядка 1% от измеряемой путевой скорости ЛА.

Защищаемые положения

Оптико-электоронный алгоритм определения путевой скорости, реализованный на базе оптической линейки, обеспечивающий требование по точности к ОЭС коррекции ИНС по скорости.

Достоверность результатов исследования, подтверждена сравнением полученных результатов работы стенда полунатурного моделирования с результатами теоретических исследований. Погрешность определения путевой скорости при угле наклона второго ФПУ равного 29 град., составляет 0,6%, а при угле наклона, равном 50 град., - 0,275% от измеряемой путевой скорости ЛА.

Апробация работы

Основные положения работы доложены на конференциях головного предприятия по ОЭС ФГУП «ЦНИИ АГ», международной конференции в Алуште, обсуждались на научных семинарах кафедры № 303 МАИ.

Реализация результатов работы

Разработанное программное обеспечение и алгоритм определения путевой скорости использованы при создании ОЭС, что подтверждается актом внедрения результатов диссертационной работы в ФГУП «ЦНИИ АГ».

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы, содержит 138 листов машинописного текста, 6 таблиц, 81 рисунок.

Выводы по главе

С использованием математических моделей был собран стенд полунатурного моделирования. С помощью стенда полу натурного моделирования были оценены влияние параметров на определение путевой скорости.

Сформулированы требования к аппаратной части стенда полунатурного моделирования:

• компьютер с процессором не ниже PENTIUM - 160;

• 64 Мб оперативной памяти;

• 512 Мб свободного места на диске;

• операционная система Microsoft Windows 9х, NT, ME, 2000;

• накопитель на гибких дисках или CD-ROM для установки программного обеспечения.

С помощью стенда полунатурного моделирования были получены результаты, которые полностью подтвердили теоретические расчеты:

1. Влияние движения с положительным ускорением на погрешность определения путевой скорости, при движении с положительным ускорением, рассчитываемая скорость с помощью предложенного алгоритма будет больше, чем истинная скорость;

2. Влияние движения с отрицательным ускорением на погрешность определения путевой скорости, при движении с отрицательным ускорением скорость, рассчитываемая с помощью алгоритма, будет ниже, чем истинная скорость;

3. Влияние угла наклона второго ФПУ на погрешность определения путевой скорости, при уменьшении угла наклона второго ФПУ погрешность определения путевой скорости увеличивается и соответственно, при увеличении угла наклона, погрешность уменьшается.

Заключение

1. Разработана комплексная математическая модель движения ЛА с БИНС, корректируемой от ОЭС.

Комплексная модель включает в себя:

- модель движения ЛА;

- модель измерительной системы;

- модель системы управления;

- модель ФЦО.

Разработанные модели позволили оценить точность определения путевой скорости ЛА при различных подходах к коррекции ошибок вычисления скорости.

5. Разработан алгоритм определения путевой скорости ЛА. Алгоритм заключается в сравнении двух изображений, полученных двумя установленными под разными углами и жестко закрепленными на борту ЛА ФПУ, и определения времени, когда на разных ФПУ появляются изображения одних и тех же участков подстилающей поверхности. Зная время между появлением двух одинаковых участков подстилающей поверхности на изображениях, высоту и углы установки ФПУ, вычисляем вектор путевой скорости ЛА. Проанализированы погрешности и алгоритм их исключения из показаний в комплексной системе.

2. Проведено моделирование, позволившее установить:

• влияние структуры и параметров звеньев, входящих в алгоритм определения скорости;

• влияние конструктивных параметров фоточувствительного приемника на точность определения путевой скорости;

• влияние движения с ускорением ЛА на погрешность определения путевой скорости;

• эффективность применения коррекции от ОЭС.

3. Предлагаемый алгоритм внедрен при выполнении научно-исследовательской работы «Сокон» и при разработке перспективной ОЭС определения путевой скорости, что подтверждается актом о внедрении.

1. Dikey F.R. The correlation aircraft navigation a vertically-beamed Doppler Radar. Proc. Nat. Cont. on Aeronautical Electronics. 1958, Dayton, Ohio.

2. Zilczer P. Space Navigation by Correlation. Nat. Telemetring Conf., USA, 1959.

3. Miller R.J. Air and Space Navigation uses correlation technique. Electronics, 1961, v. 34, №50.

4. Dikey F.R. Velocity sensing for soft lunar landing by correlation between spaced microwave receivers. IRE Int/ Convent Recording, 1961, pt. 5.

5. Авиационная радионавигация: Справочник./Под ред. А.А. Сосновско-го. М.: Транспорт, 1990 -264 с.

6. Анисимов Б.В., Курганов В.Д., Злобин В.К. Распознавание и цифровая обработка изображений. М.: Высшая школа, 1983.

7. Абдулин P.P. Методы автоматизации разработки и испытаний комплексов управления летательными аппаратами: М., 2006.

8. Александров А.Д. Введение в специальность Системы автоматического управления летательными аппаратами : Учеб. пособие / А. Д. Александров, В. П. Сидоров. М. : МАИ, 1985.

9. Анисимов Б.В. Распознавание и цифровая обработка изображений : Учеб. пособие для вузов по спец. ЭВМ и АСУ. / Б. В. Анисимов, В. Д. Курганов, В. К. Злобин. М.: Высш. шк., 1983.

10. Ю.Аппазов Р.Ф., Лавров С.С, Мишин В.П. Баллистика управляемых ракет дальнего действия. М.: Наука, 1966 г.

11. Аэродинамические характеристики летательных аппаратов : под ред. А.С. Шалыгина. СПб.: БГТУ, 2003.

12. Аэромеханика ЛА/ Бочкарев А.Ф. М., Машиностроение, 1977.

13. Баклицкий В.К., Юрьев А.Н. Корреляционно-экстримальные методы навигации. М.: Радио и связь, 1982.

14. Н.Баклицкий B.K. Корреляционно-экстремальные пеленгование протяженных и точечных источников электромагнитных колебаний. Изв. Вузов СССР. Радиоэлектроника, 1979, т. 22, № 3.

15. Баклицкий В.К. Оптимальное измерение параметров оптического сигнала на фоне пространственно-временной помехи. Изв. Вузов СССР. Радиоэлектроника, 1977, т. 20, № 9.

16. Бартенева О.Д., Полякова Е.А., Русин Н.П. Режим естественной освещённости на территории СССР. 1971г.

17. Белоглазов И. Н., Тарасенко В.П. Корреляционно-экстремальные системы. -М.:Сов. радио, 1974.

18. Бергер Ф.Б. Проектирование самолетных систем измерения скорости, использующих эффект Доплера. Вопросы радиолокационной техники, 1958, № 4(46).

19. Бернер Б.А. Бортовые оптико-электронные системы военной авиации зарубежных стран (аналитический обзор по материалам открытой печати). Типография 2 ЦНИИ МО РФ.

20. Беспилотные JIA/Под ред. Чернобровкина Л.С. М: Машиностроение, 1967г.

21. Боднер В.А. Авиационные приборы. М.: Машиностроение. 1969.

22. Боркус М.К. Основные вопросы теории и проектирования корреляционных измерителей путевой скорости и угла сноса. 1964.

23. Боркус М.К., Черный А.Е. Корреляционные измерители путевой скорости и угла сноса летательных аппаратов. — М.: Советское радио, 1973.

24. Бородин В.Т., Рыльский Г.И., Пилотажные комплексы и системы управления самолетов и вертолетов. -М.: Машиностроение, 1978.

25. Браславский Д.А. Приборы и датчики летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970.

26. Буймов А.Г. Корреляционно-экстремальная обработка изображений -Томск: Изд-во Том. ун-та, 1987.

27. Бутко Г. И. Оценка характеристик систем управления летательными аппаратами / Г. И. Бутко, В. А. Ивницкий, Ю. П. Порывкин. М.: Машиностроение, 1983.

28. Бюшгенс Г.С., Студнев Р.А. Аэродинамика ЛА. Продольное и боковое движение. -М.: Машиностроение, 1979.

29. Виттих В.А., Сергеев В.В., Сойфер В.А. Обработка изображений в автоматизированных системах научных исследований. М.: Наука, 1982.

30. В.Л. Солунин, Б.Г. Гурский, Э.П. Спирин. Корреляционно-экстремальные системы для высокоточной навигации ЛА и компьютерной диагностики сложных заболеваний. Гироскопия и навигация. №2, 2005 г.

31. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М.: Техносфера, 2005г.

32. Грязин Г.А. Оптико-электронные системы для обзора пространства: системы телевидения. Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1988.

33. Гуськов Ю.П., Загайнов Г.И., Управление полетом ЛА. М.: Машиностроение, 1980.

34. Дегтярева В.Б. Системы автоматического управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1988 175,1. с. ил.

35. Денежкина И.Е., Шаронова И.М. Основы моделирования задач динамики полета: Учеб. Пособие. -М.: Изд-во МАИ, 1993.

36. Доброленский Ю.П., Иванова В.И., Поспелов Г.С. Автоматика управляемых снарядов. -М.: ОБОРОНГИЗ, 1963.

37. Дудко Г., К., Резников Г.Б. Доплеровские измерители скорости и угла сноса ЛА. М.: Сов. радио, 1964.

38. Дынников А.И., Шелюхин Ю.Ф, Курилкина П.И. Применение БЦВМ в системах штурвального управления самолетов// Обзор ОНТИ ЦАГИ. 1985, №665.

39. Дятлов А.П. Корреляционные устройства в радионавигации: Таганрог радиотехн. ин-т им. В. Д. Калмыкова. Таганрог: ТРТИ, 1988.

40. Егорова С.Д. Оптико-электронное цифровое преобразование изображений / С. Д. Егорова, В. А. Колесник. М.: Радио и связь, 1991.

41. Жовинский В.Н., Арховский В.Ф. Корреляционные устройства. М., Энергия, 1974 г.

42. Жуков А .Я. Динамика полета. Движение ЛА как материальной точки: А .Я. Жуков, В. Г. Ципенко. М.: МИИГА, 1981.

43. Запорожец A.B., Костюков В.М. Проектирование систем отображения информации. -М.: Машиностроение, 1992.

44. Изнар А.Н. Электронно-оптические приборы. М.: Машиностроение, 1977.

45. Изнар А.Н., Павлов A.B., Федоров Б.Ф. Оптико-электронные приборы космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1972.

46. Инсаров В.В. Структурно-лингвинистический алгоритм обработки изображений и распознавания образов наземных сцен в системе наведения JIA. Известия РАН. Теории и системы управления. №1, 2005 г.

47. Каргу Л.И. Измерительные устройства летательных аппаратов. М.: Машиностроение 1988.

48. Козубовский С.Ф. Корреляционно-экстримальные системы. — Киев: Науковая думка, 1973.

49. Колчинский В.Е., Мандуровский И.А., Константиновский М.И. Автономные доплеровские устройства и системы навигации летательных аппаратов. -М.: Советское радио, 1975.

50. Компанец И.Н. О структуре и возможностях оптоэлектронной системы пространственной цифровой обработки изображений / И. Н. Компанец, С. К. Ли, С. А. Попов. М.: ФИАН, 1989.

51. Коннор Д., Брейнард Р., Лимб Дж. Обработка изображений при помощи цифровых вычислительных машин. -М.: Мир, 1973.

52. Корреляционно-экстремальные видеосенсорные системы для роботов / Под ред. А. М. Корикова, В. П. Тарасенко.- Томск: Изд-во Том. ун-та, 1986.

53. Корреляционно-экстремальные системы : Сб. ст. / Под ред. В. П. Та-расенко. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1975.

54. Кочин JI. Б. Цифровая обработка изображений: Учеб. пособие / Л.Б. Кочин, Ю.Ф. Романов; М-во образования Рос. Федерации. Балт. гос. техн. ун-т Военмех. Каф. радиоэлектрон, систем упр. СПб.: БГТУ, 1999.

55. Ким Н.В., Степанова Н.В. Бортовая система оценки собственных координат ЛА на основе обработки изображений наземных ориентиров. «Авиакосмическое приборостроение». №5, 2005 г.

56. Ким Н.В., Степанова Н.В Решение целевых и навигационных задач на основе обработки изображений на борту беспилотного ЛА. Вестник компьютерных и информационных технологий. №6, 2006 г.

57. Красильников H.H. Теория передачи и восприятия изображений. М.: Радио и связь, 1986.

58. Красовский A.A., Белоглазов И.Н., Чигин Г. П. Теория корреляционно-экстремальных навигационных систем. М.: Наука, 1979.

59. Костюков В.В. Электронная стабилизация изображений в оптических экстремальных системах. /Сборник докладов VI-й всероссийской конференции «Проблемы совершенствования робототехнических и интеллектуальных систем летательных аппаратов», МАИ, Москва,2002г.

60. Кревецкий A.B. Обработка изображений в системах ориентации летательных аппаратов/ A.B. Кревецкий; Марийс. гос. техн. ун-т. Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998.

61. Кунт М., Икономонулос А., Клшер М. Методы кодирования изображений второго поколения. ТИИЭР 4 59 (1985).

62. Машиностроение. Энциклопедия/Под общ. Ред. А. М. Матвеенко М.: Машиностроение, 2004.

63. Медведев Г.А., Тарасенко В.П. Вероятностные методы исследования экстремальных систем. -М., Наука, 1967.

64. Методы и средства обработки изображений : Сб. науч. ст. Новосибирск: Ин-т автоматики и электрометрии, 1982.

65. Механика полета (общие сведения, уравнения движения)/ Инженерный справочник. Под ред. Горбатенко С.А. — М.: Машиностроение, 1969г.

66. Москаленко В.Я., Шелюхин Ю.Ф., Динамика JIA с цифровой системой управления. М.: МАИ, 1987.

67. Мосягин Г.М. Преобразование сигналов в оптико-электронных приборах систем управления летательными аппаратами / Г. М. Мосягин, В. Б. Немтинов. М.: Машиностроение, 1980.

68. Мурашев С.А., Гебгарт Я.И., Кислицын A.C. Аэрофотогеодезия. М.: Недра, 1985.69,Олянюк П.В., Астафьев Г.П., Грачев В.В. Радионавигационные устройства и системы гражданской авиации. М.: Транспорт, 1983.

69. Оптико-электронные системы определения координат объектов / В. М. Комаров, Т. И. Дегтева, И. А. Зуевская, М. Г. Лукина; Под ред. А. Н. Павловского. М.: ВНИИПИ, 1990.

70. Ориентация и навигация подвижных объектов./ Алешин Б.С., Вереме-енко К.К., Черноморск А.И. и д.р. М: ФИЗМАТЛИТ, 2006.

71. Павлов К.А., Милевский В.И. Задачи оптимизации траекторного движения ЛА. -М.: МАИ, 1986.

72. Пашковский И.М. Устойчивость и управляемость ЛА. М.: Машиностроение, 1975.

73. Печенин В.В. Радиотехнические устройства навигации летательных аппаратов: Харьков: ХАИ, 1987.

74. Прэтт У. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ. М.: Мир, 1982.

75. Разоренов Г. Н. Системы управления летательными аппаратами (баллистическими ракетами и их головными частями): М.: Машиностроение, 2003.

76. Расчет и анализ движения JIA инженерный справочник./ Науч. ред. д-р физ.-мат. наук Демин В.Г. М.: Машиностроение, 1971.

77. Резник A.JI. Методы, алгоритмы и программы для ускоренного решения трудоемких задач обработки случайных дискретных полей и цифровых изображений: Новосибирск, 2004.

78. Себряков Г.Г., Обросов К.В., Лисицын В.М., Дановский В.Н., Тихонова C.B. Метод коррекции навигационной системы ЛА в условиях маловысотного полета с использованием лазерного локатора. Вестник компьютерных и информационных технологий. №3, 2006 г.

79. Себряков Г.Г., Инсаров В.В. Высокоточное управление ЛА с использованием технологий «компьютерного зрения». Вестник компьютерных и информационных технологий. №1, 2004 г.

80. Системы адаптивного управления летательными аппаратами / A.C. Новоселов, В.Е. Болнокин, П.И. Чинаев, А.Н. Юрьев. М.: Машиностроение, 1987.

81. Снешко Ю.И. Устойчивость и управляемость ЛА в эксплуатационной области режимов полета. М.: Машиностроение, 1987.

82. Сойфер В.А. Методы компьютерной обработки изображений. 2-е изд., испр. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.

83. Сосновский A.A. Измерительные устройства радиолокационных и радионавигационных систем: М.: Изд-во МАИ, 1994.

84. Спиди К., Гудвин Р., Браун Дж. Теория управления: Пер. с англ. М.: Мир, 1973.

85. Сюе Л.Л. Разработка и исследование системы навигации и управления полетом ЛА в зоне аэродрома: СПб., 1996.

86. У правление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий/Под ред. М.Н. Красилыцикова и Г.Г. Серебрякова : М.: Физматлит, 2003.

87. Форсайт Д.А., Понс Ж. Компьютерное зрение. Современный подход.: Пер. с англ. — М.: Издательский дом Вильяме, 2004.

88. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника: Пер. с англ. М.: Мир, 1989.

89. Фурман Я.А. Цифровые методы обработки и распознавания бинарных изображений: Изд-во Краснояр. ун-та, 1992.

90. Цифровая обработка изображений в информационных системах: Новосибирск: НГТУ, 2002.

91. Цифровая оптика: Обраб. изображений и полей в эксперим. исслед. -М.: Наука, 1990.

92. Цифровые и оптико-цифровые методы обработки изображений: -Томск: ТПИ, 1985.

93. Шапиро Л., Дж. Стокман. Компьютерное зрение: Пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

94. Шестов Н.С. Выделение оптических сигналов на фоне случайных помех. М.: Машиностроение 1989.

95. Шипин Е.В., Боресков A.B. Компьютерная графика. -М.: Диалог-МИФИ.2001.

96. Шкирятов В.В. Радионавигационные системы и устройства. М.: Радио и связь, 1984.

97. Э.Баталов Ю.В., Мирошников Н.М. Методы представления изображений и их обработка / Оптико-механическая промышленность, 1977, №7.

98. Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения. М.: Советское радио, 1977.

99. Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.Л. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. М.: Радио и связь, 1981.

100. Ярославский Л.П. Введение в цифровую обработку изображений. М.: Советское радио, 1979.

101. Ярославский Л.П. Цифровая обработка сигналов в оптике и голографии: введение в цифровую оптику. — М.: Радио и связь, 1987.