Мустаев А.Ф.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ «МАШИННОГО ЗРЕНИЯ» ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ БПЛА *
Аннотация:
в данной статье рассматриваются особенности использования технологии «машинного зрения» для навигации и наведения беспилотных летательных аппаратов в автономном полёте
Ключевые слова:
беспилотные летательные аппараты, БПЛА, машинное зрение, автономный полёт
Использование технологий «машинного зрения», включая методы теории обработки изображений и распознавания образов, являются альтернативой ГЛОНАС/GPS технологиям (а в некоторых случаях и их дополнением) при формировании облика бортовых высокоточных интегрированных систем навигации и наведения маневренных БПЛА. Практическая применимость технологий «машинного зрения» в значительной степени основана на достижениях в области микроэлектроники и разработках сенсорных бортовых технических устройств в видимом, инфракрасном и радиолокационном диапазонах излучения электромагнитного спектра, а также на возможности реализации сложных алгоритмов комплексной обработки текущей информации от нескольких источников. С технической точки зрения проблема использования технологий «машинного зрения» для навигации и наведения беспилотных летательных аппаратов формулируется следующим образом. Необходимо сопоставить текущее и эталонное изображения с последующей локализацией на текущем изображении заданных объектов сцены и определением значений текущих координат этих объектов с целью формирования сигналов управления движением летательного аппарата с использованием: – существующей априорной информации о рассматриваемой сцене (участке земной поверхности), включающей тип и количество объектов сцены, их взаимное расположение, геометрические и яркостные характеристики, характеристики двумерных полей (например – поля рельефа, оптического контраста и т.п.), позволяющей построить её эталонное изображение; – апостериорной информации о наблюдаемой в процессе полета сцене (условиях её наблюдения, характеристиках сенсорных датчиков и их ошибках, и т. п.), представляющей собой текущее изображение на выходе бортового сенсора в том или ином спектральном диапазоне. При этом понятие «эталонное изображение» рассматривается в самом широком смысле: непосредственно изображения, двух- BD и трехмерные CD геометрические модели, векторы признаков, неформальные описания объектов и сцен и т. п. Существенными ограничениями практической разрешимости сформулированной технической проблемы являются: – наличие существенной априорной неопределенности в информации об объектах распознавания и сцене в целом (неточность определения координат объектов, изменчивость двумерных полей и т.д.); – наличие так называемых изоморфных преобразований (искажений) текущего изображения (изменение общего уровня яркости, масштаба, сдвиг и поворот изображения относительно всех трех ортогональных осей и т.д.), приводящих к его пространственно-временной трансформации; – наличие помех естественного и искусственного происхождения, включая полное или частичное затенение (загораживание) объектов или сцены в целом. При таком подходе входная информация представляет собой изображение рассматриваемой сцены (или несколько изображений, включая стереопары), а выходная состоит из информации о сцене, породившей это изображение (или изображения). Например, выходная информация может являться описанием сцены в какой-либо форме. Такие описания должны соответствовать как эталонному, так и текущему изображениям и быть представлены в форме, обеспечивающей возможность последующего сопоставления этих описаний для локализации объектов наблюдаемой (текущей) сцены и определения необходимых для управления координат. Следует отметить основные особенности формирования эталонного обеспечения для систем рассматриваемого класса, а именно: – возможность использования результатов аэрокосмофотосъемки участков земной поверхности (плановых, наклонных, стереоизображений) в качестве основного информационного материала; – возможность использования дополнительных материалов — каталогов отражательных характеристик различных конструкций и поверхностей, размеров типовых объектов и т. д.; – существенная объемность (трехмерность) рассматриваемых сцен, поскольку точка прицеливания может задаваться на поверхности пространственного объекта, при этом подразумевается известность третьей координаты этой точки; – относительно большие размеры наблюдаемых участков земной поверхности на текущем изображении с линейными размерами на местности до 1—2 км и высокая объектовая насыщенность этих участков – до 10 -15 объектов; – возможность затенения и загораживания отдельных поверхностей и объектов в целом как на аэрокосмофотоснимках, так и на текущих изображениях рассматриваемых сцен; – наличие ошибок в определении относительных и собственных координат объектов в процессе дешифрирования и локализации различных объектов или характерных черт местности естественного и искусственного происхождения на снимках; – изменчивость характеристик участков земной поверхности - изменение яркостных, геометрических, текстурных и т. п. свойств объектов в зависимости от освещенности, времени суток, времени года и т. д.
Номер журнала Вестник науки №12 (21) том 5
Ссылка для цитирования:
Мустаев А.Ф. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ «МАШИННОГО ЗРЕНИЯ» ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ БПЛА // Вестник науки №12 (21) том 5. С. 195 - 198. 2019 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/2544 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2019. 16+