Determining the location of an unmanned aerial vehicle based on video camera images

Abstract

The paper deals with the problem of determining the location of an unmanned aerial vehicle from video and photo images taken by surveillance cameras. As the observation area is considered to be sufficiently limited, the area under consideration can be taken as part of a plane. The solution to the problem is based on the construction of a bijective mapping between the known geographic coordinates of three different objects recognized in the images and their coordinates relative to the monitor plane. To this end, the geographical coordinates of the objects (latitude and longitude) are first converted to the Mercator projection, and a bijective mapping is built between the coordinates of the objects calculated in the Mercator projection and the coordinates relative to the camera monitor plane. Then, based on the current orientation angles of the unmanned aerial vehicle, the coordinates of the projection of its position on the monitor plane are calculated, and the geographical coordinates are found by applying the inverse of the constructed bijective mapping.У статті розглядається питання визначення місця розташування безпілотного літального апарату на основі фото, зроблених відеокамерами спостереження. Вважається, що зона спостереження досить обмежена і розглянуту територію можна сприймати як частину площини. Рішення проблеми засноване на побудові бієктивного відображення між відомими географічними координатами трьох різних об'єктів, розпізнаних на фотографіях, і їх координатами відносно площини монітора. Для цього спочатку переходимо від географічних координат об'єктів (широти і довготи) до координат в проекціях Меркатору і будуємо лінійно-функціональне відображення між координатами об'єктів, розрахованими в проекції Меркатору і координатами відносно площини монітора відеокамери. Потім, виходячи з поточних кутів орієнтації безпілотного літального апарату, обчислюються координати проекції його розташування на площині монітора і знаходяться географічні координати із застосуванням зворотного побудованого бієктивного відображення.