RTK-GPS on a UAV Platform: Determining Coordinates from an Image

Kiinnostus älykkäiden ja autonomisten työkoneiden käyttämisestä teollisuudessa on kasvanut vuosi vuodelta. Antureiden ja laskentakapasiteetin edullistuminen ovat osaltaan mahdollistaneet eri mittalaitteiden integroimisen erilaisiin koneisiin, robotteihin. Robottien liikkuminen vaatii reittisuunnittelua. Reittisuunnitelmaa voidaan parantaa lisäinformaatiolla jota robotit voivat keskenään välittää toisilleen. Tämän diplomityön tavoitteena on ollut löytää menetelmä, jolla kameralla varustettu pieni lentävä kuvausalusta pystyy löytämään maasta kohteen ja määrittämään kohteelle karttakoordinaatit. Kohde voi olla asia, joka maastosta pitää löytää tai este, jota pitää välttää. Karttakoordinaatit voidaan välittää maassa toimivalle robotille, joka huomioi kohteen koordinaatit omassa reittisuunnittelussaan. Suurimmat haasteet diplomityössä olivat riittävään tarkkuuteen kykenevän GPS-vastaanottimen löytyminen ja sopivan antennin löytyminen. Työssä huomattiin eri antenneilla olevan suuriakin suorituskykyeroja. Rajoittava tekijä vastaanottimen ja antennin valinnassa oli paino, joka piti säilyttää mahdollisimman pienenä lentävän kuvausalustan rajallisen nostokyvyn takia. Haastavaa oli myös toimivan kuvamittausmenetelmän löytyminen, sekä mittausten synkronointi. Työ suoritettiin testaamalla ensin sopivimpia GPS-antenneja maassa kulkevan robotin avulla. Sopivin antenni asennettiin testeissä kuvausalustana toimineeseen heksakopteriin. Kohde, jolle koordinaatit määritetään, valittiin selkeästi maastosta erottuvaksi ja sen mittaamiseen käytettiin pääkomponenttianalyysi-menetelmää. Käytetyllä kameralla tehtiin ensin referenssimittauksia kohteen etäisyyden määrittämiseksi kuvasta, jonka jälkeen referenssiä käytettiin käytännön mittausten analysoinnissa. Saaduista mittauksista laskettiin kohteelle koordinaatit suhteessa kuvausalustan sijaintiin