Algorithms for finding non-intersecting roads on images

Abstract

Research relevance The use of GPS for UAVs to determine their current coordinates (navigation) leads to a number of problems. The development and improvement of the autonomous navigation method without the use of GPS is an actual issue, and this issue is considered in the article. The subject of study in the article is the issue of UAVs navigation based on video images. The purpose of work to develop an algorithm for autonomous navigation of UAVs that requires less resources. The following tasks are solved in the article: software modules are developed based on image processing algorithms; suitable model for invariant identification of curves was studied and applied. The following results were obtained: an algorithm was developed for the invariant identification of winding roads (curves) without intersections from different angles; developed software modules have been tested in the Republic of Azerbaijan on the basis of a map of the region called "Agsu Pass". Conclusions: the application of the method proposed in the article will enable rotation-invariant autonomous navigation of UAVs using less resources.Дослідження присвячене розгляду питань забезпечення автономного руху безпілотних літальних апаратів. Актуальність дослідження. Використання GPS для БПЛА для визначення їх поточних координат (навігація) призводить до ряду проблем. Розробка та вдосконалення методу автономної навігації без використання GPS є актуальною проблемою, і це питання розглядається в статті. Предметом дослідження в статті є питання навігації БПЛА на основі відеозображень. Метою роботи є розробка алгоритму автономної навігації БПЛА, що вимагає менших ресурсів. У статті вирішуються наступні завдання: розроблено програмні модулі на основі алгоритмів обробки зображень; вивчена та застосована відповідна модель інваріантної ідентифікації кривих. Отримано наступні результати. Розроблено алгоритм інваріантної ідентифікації звивистих доріг (кривих) без перетинів з різних кутів. Алгоритм Zhang-Suen Thinning був застосований для зменшення товщини кривих на зображеннях до 1 пікселя. Розроблені програмні модулі пройшли випробування в Азербайджанській Республіці на основі карти регіону під назвою «Агсуський перевал». Висновки: застосування запропонованого в статті методу дозволить здійснювати ротаційно-інваріантну автономну навігацію БПЛА з меншими ресурсами.