Σχεδιασμός και προσομοίωση κίνησης μη επανδρωμένου αεροσκάφους σε τρισδιάστατο κόσμο για την λήψη κινηματογραφικών πλάνων
Creators: name: Αθανασιάδου, Σοφία Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Κινηματογραφία με χρήση μη επανδρωμένων αεροσκαφών
Σχεδιασμός τροχιάς
Αυτόνομα μη επανδρωμένα αεροσκάφη
Τύποι εναέριων πλάνων
UAV cinematography
Trajectory planning
Autonomous drones
Aerial shot types

description: Σε αυτήν την εργασία, σχεδιάσαμε και αναπτύξαμε ένα εργαλείο προσομοίωσης για τον σχεδιασμό κίνησης μη επανδρωμένου αεροσκάφους σε τρισδιάστατο κόσμο, με το ενδιαφέρον μας να εντοπίζεται στην ιχνηλάτηση στόχου. Αυτή είναι μια διαδικασία δύο βημάτων: Πρώτον, οι χρήστες θέτουν την τροχιά ενός κινούμενου στόχου σε ένα εικονικό τρισδιάστατο περιβάλλον. Στη συνέχεια, σχεδιάζουν την τροχιά και την κίνηση της κάμερας ενός εικονικού drone το οποίο ακολουθεί έναν στόχο επιλέγοντας από ένα σύνολο διαθέσιμων τύπων εναέριων πλάνων και προσδιορίζοντας τις αντίστοιχες παραμέτρους. Το σύστημα επιτρέπει στους χρήστες να σχεδιάσουν και να κάνουν προεπισκόπηση των πλάνων τους με ακριβή έλεγχο και χρονομέτρηση. Υλοποιήσαμε λύσεις για προβλήματα τα οποία εμπίπτουν σε τρεις κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία περιλαμβάνει προβλήματα γεωμετρικής γεωδαισίας, τα οποία είναι προβλήματα λύσης υπολογισμών που αφορούν σημεία συντεταγμένων στο ελλειψοειδές της Γης. Οι αλγόριθμοι της δεύτερης κατηγορίας υλοποιούν λύσεις που υποστηρίζουν τη δημιουργία τροχιάς στόχου που κινείται σε τρισδιάστατο περιβάλλον και πρέπει να πληροί προϋποθέσεις φυσικής κίνησης. Η τρίτη κατηγορία περιλαμβάνει λύσεις που υλοποιήθηκαν για τη προσομοίωση καινοτόμων εναέριων πλάνων που χρησιμοποιούνται από την εφαρμογή μας. Είμαστε έτσι σε θέση να προτείνουμε ένα λειτουργικό λογισμικό σχεδιασμού και προσομοίωσης για κινηματογραφία με τη χρήση μη επανδρωμένων αεροσκαφών σε τρισδιάστατο περιβάλλον, το οποίο ιχνηλατεί έναν εικονικό στόχο με ένα εικονικό drone, και το οποίο υλοποιεί καινοτόμα εναέρια πλάνα.
description: In the context of this dissertation, we have designed and developed a simulator tool for planning drone and drone camera movement in a virtual globe environment, with a focus on target tracking. This is a two-step process: First, the users set the trajectory of a single moving target in the virtual globe environment. Then, they plan the trajectory and camera motion of a virtual single drone which tracks the target by selecting among a number of available aerial shot types and specifying the corresponding parameters. The system allows the users to plan and then preview their shot with precise control and timing. We have implemented solutions for problems that fall into three different categories. The first category includes geometric geodesy problems, which are problems of solving calculations that involve points given in terms of their coordinates on the Earth ellipsoid. The algorithms in the second category implement solutions that assist the creation of a trajectory of a target traversing a 3D environment that needs to fit certain criteria of natural motion. The third category includes the solutions that were implemented to create the novel aerial shot types that are utilized by our application. We are thus able to propose a functional planning and simulation tool for drone cinematography in a virtual 3D environment, which focuses on tracking a single target with a single virtual drone, while implementing novel camera motion types.