Published August 26, 2015
| Version v1
Publication
Open
MISSION-ORIENTED SENSOR ARRAYS AND UAVs – A CASE STUDY ON ENVIRONMENTAL MONITORING
- 1. Universidade Federal de Minas Gerais
Description
Abstract. This paper presents a new concept of UAV mission design in geomatics, applied to the generation of thematic maps for a multitude of civilian and military applications. We discuss the architecture of Mission-Oriented Sensors Arrays (MOSA), proposed in Figueira et Al. (2013), aimed at splitting and decoupling the mission-oriented part of the system (non safety-critical hardware and software) from the aircraft control systems (safety-critical). As a case study, we present an environmental monitoring application for the automatic generation of thematic maps to track gunshot activity in conservation areas. The MOSA modeled for this application integrates information from a thermal camera and an on-the-ground microphone array. The use of microphone arrays technology is of particular interest in this paper. These arrays allow estimation of the direction-of-arrival (DOA) of the incoming sound waves. Information about events of interest is obtained by the fusion of the data provided by the microphone array, captured by the UAV, fused with information from the termal image processing. Preliminary results show the feasibility of the on-the-ground sound processing array and the simulation of the main processing module, to be embedded into an UAV in a future work. The main contributions of this paper are the proposed MOSA system, including concepts, models and architecture.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص. تقدم هذه الورقة مفهومًا جديدًا لتصميم مهمة الطائرات بدون طيار في الجيوماتكس، ويتم تطبيقه على إنشاء خرائط مواضيعية للعديد من التطبيقات المدنية والعسكرية. نناقش بنية مصفوفات المستشعرات الموجهة نحو المهمة (MOSA)، المقترحة في فيغيرا وآخرون. (2013)، والتي تهدف إلى فصل وفصل الجزء الموجه نحو المهمة من النظام (الأجهزة والبرامج غير الضرورية للسلامة) عن أنظمة التحكم في الطائرات (السلامة الحرجة). كدراسة حالة، نقدم تطبيقًا للرصد البيئي للتوليد التلقائي للخرائط المواضيعية لتتبع نشاط الطلقات النارية في مناطق الحفظ. تدمج وزارة الشؤون الاجتماعية المصممة لهذا التطبيق المعلومات من كاميرا حرارية ومصفوفة ميكروفون على الأرض. استخدام تقنية صفائف الميكروفون له أهمية خاصة في هذه الورقة. تسمح هذه المصفوفات بتقدير اتجاه وصول الموجات الصوتية الواردة. يتم الحصول على معلومات حول الأحداث المثيرة للاهتمام من خلال دمج البيانات التي توفرها مجموعة الميكروفون، التي تلتقطها الطائرة بدون طيار، والتي تندمج مع المعلومات من معالجة الصور النهائية. تُظهر النتائج الأولية جدوى مصفوفة معالجة الصوت على الأرض ومحاكاة وحدة المعالجة الرئيسية، ليتم تضمينها في طائرة بدون طيار في عمل مستقبلي. المساهمات الرئيسية لهذه الورقة هي نظام وزارة الشؤون الاجتماعية المقترح، بما في ذلك المفاهيم والنماذج والهندسة المعمارية.Translated Description (French)
Résumé. Cet article présente un nouveau concept de conception de missions d'UAV en géomatique, appliqué à la génération de cartes thématiques pour une multitude d'applications civiles et militaires. Nous discutons de l'architecture des réseaux de capteurs orientés vers la mission (MOSA), proposée dans Figueira et al. (2013), visant à séparer et à découpler la partie orientée vers la mission du système (matériel et logiciel non critiques pour la sécurité) des systèmes de contrôle de l'avion (critiques pour la sécurité). Comme étude de cas, nous présentons une application de suivi environnemental pour la génération automatique de cartes thématiques pour suivre l'activité des coups de feu dans les zones de conservation. Le MOSA modélisé pour cette application intègre des informations provenant d'une caméra thermique et d'un réseau de microphones au sol. L'utilisation de la technologie des réseaux de microphones est particulièrement intéressante dans cet article. Ces réseaux permettent d'estimer la direction d'arrivée (DOA) des ondes sonores entrantes. Les informations sur les événements d'intérêt sont obtenues par la fusion des données fournies par le réseau de microphones, capturées par l'UAV, fusionnées avec les informations provenant du traitement de l'image terminale. Les résultats préliminaires montrent la faisabilité de la matrice de traitement du son au sol et de la simulation du module de traitement principal, à intégrer dans un UAV dans un futur travail. Les principales contributions de cet article sont le système MOSA proposé, y compris les concepts, les modèles et l'architecture.Translated Description (Spanish)
Resumen En este trabajo se presenta un nuevo concepto de diseño de misiones UAV en geomática, aplicado a la generación de mapas temáticos para multitud de aplicaciones civiles y militares. Discutimos la arquitectura de los Arreglos de Sensores Orientados a la Misión (MOSA), propuestos en Figueira et al. (2013), destinados a dividir y desacoplar la parte del sistema orientada a la misión (hardware y software no críticos para la seguridad) de los sistemas de control de la aeronave (críticos para la seguridad). Como estudio de caso, presentamos una aplicación de monitoreo ambiental para la generación automática de mapas temáticos para rastrear la actividad de disparos en áreas protegidas. El MOSA modelado para esta aplicación integra información de una cámara térmica y una matriz de micrófonos en el suelo. El uso de la tecnología de matrices de micrófonos es de particular interés en este documento. Estas matrices permiten estimar la dirección de llegada (DOA) de las ondas sonoras entrantes. La información sobre eventos de interés se obtiene mediante la fusión de los datos proporcionados por la matriz de micrófonos, capturados por el UAV, fusionados con información del procesamiento de imágenes termales. Los resultados preliminares muestran la viabilidad de la matriz de procesamiento de sonido en tierra y la simulación del módulo de procesamiento principal, para ser integrado en un UAV en un trabajo futuro. Las principales aportaciones de este trabajo son el sistema MOSA propuesto, incluyendo conceptos, modelos y arquitectura.Files
isprsarchives-XL-1-W4-305-2015.pdf.pdf
Files
(1.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8fc564b3c28e24696da3c9967079b36f
|
1.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- صفائف أجهزة الاستشعار الموجهة نحو المهام والطائرات بدون طيار – دراسة حالة حول الرصد البيئي
- Translated title (French)
- RESEAUX DE CAPTEURS ORIENTÉS MISSION ET UAV – une ÉTUDE DE CAS sur LA SURVEILLANCE DE L'ENVIRONNEMENT
- Translated title (Spanish)
- ARREGLOS DE SENSORES Y UAV ORIENTADOS A LA misión – UN ESTUDIO DE CASO sobre MONITOREO AMBIENTAL
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2284398643
- DOI
- 10.5194/isprsarchives-xl-1-w4-305-2015
References
- https://openalex.org/W1515932869
- https://openalex.org/W1577297395
- https://openalex.org/W2036647862
- https://openalex.org/W2120186858
- https://openalex.org/W2145488820