Інтерфейсна архітектура модульної платформи відеоаналізу для автономного керування бпла

<jats:p>Метою роботи є представлення інтерфейсної архітектури модульної програмної платформи відеоаналізу для систем автономного керування БпЛА з акцентом на розширюваність та взаємозамінність компонентів. Платформа організована навколо трьох незалежних рівнів модульності. Перший – це контракт відеоджерел(CameraSource): незалежно від типу камери, кожне джерело запускає фоновий потік захоплення та записує кадри до спільного буферу. Доступні три реалізації: USBCameraSource через OpenCV VideoCapture, PiCameraSource з використанням бібліотеки Picamera2 для CSI-камер Raspberry Pi (включаючи інфрачервоні моделі) та VideoFileSource для офлайн-розробки із записаним відеоматеріалом. Перемикання між ними вимагає зміни одного рядка в конфігурації сервера. Другий рівень – це контракт обробки кадрів (FrameProcessor), побудований на структурній типізації замість формального наслідування. Дослідник реалізує один обов'язковий метод – photo_processing(frame) – який отримує поточний кадр BGR як масив NumPy. Три додаткові методи розширюють взаємодію: catch_cmd(roi) викликається, коли оператор клікає на відеопотік, щоб вибрати область інтересу; customize_processing(id) реагує на одну з чотирьох кнопок панелі керування, що дозволяє параметризувати алгоритм під час польоту; getPreparedVector() замикає автономний цикл керування, повертаючи значення складових швидкості vx, vy та час виконання команди t. Третій рівень охоплює підключення контролера польоту: клас FlightController огортає MAVSDK та приймає рядок підключення MAVLink як єдиний параметр конфігурації, що дозволяє прозоре перемикання між апаратним забезпеченням Pixhawk, SpeedyBee, Matek та програмним симулятором SITL. Чотири реалізації FrameProcessor – трекер CSRT з ініціалізацією SIFT, утримання позиції на основі гомографії SIFT, виявлення об'єктів YOLO та мінімальний шаблон – були інтегровані та перевірені на платформі, кожна з яких реалізована як окремий клас без внесення змін в інші компоненти системи. Запропонована архітектура знижує бар'єр для інтеграції нових алгоритмів обробки відео до реалізації інтерфейсу мінімального класу. Дослідник, який працює з платформою, повинен зосередитися лише на самому алгоритмі – робота з камерою, реєстрація телеметрії та виконання команд польоту вжереалізовані. Це робить платформу практичною та відтворюваною базою для досліджень автономності БПЛА на основі комп’ютерного зору.</jats:p>