Способ автоматического сопровождения наземных объектов для повышения эффективности управления робототехническими комплексами

В работе рассматривается возможность применения алгоритма автоматического сопровождения для задач определения линейных координат сопровождаемого объекта. Практическая значимость работы заключается в эффективном использовании беспилотных летательных аппаратов для нужд дистанционного зондирования поверхности Земли.

Одной из важных областей применения системы обработки, хранения и анализа, фото- и видеоинформации являются системы обнаружения и сопровождения объектов. Эти системы применяются в робототехнических комплексах разных классов. Целями для таких систем могут служить люди, летательные аппараты, автомобили и другая техника. При этом обнаружение и сопровождение возможно осуществлять в различной фоновой обстановке. В зависимости от ситуаций, изображения целевых объектов могут иметь различные размеры. Особое место системы обнаружения и сопровождения объектов занимают в области робототехники и искусственного интеллекте на базе новых информационных технологий.

Анализ научных работ по данному направлению исследований показал, что задача поиска объекта изучается многими исследователями (Т. Анштедт, И.Келлер, Х. Лутц, Guoshen Yu, P. Viola, M.J. Jones, Соколов С.М., Богуславский А.А., Потапов А.С. и др.) [1–5]. Однако на сегодняшний день задача не является полностью решённой. Процесс поиска объекта усложняется аффинными, проективными преобразованиями, перекрытием объекта другими объектами и шумом приёмника.

Целью работы является разработка способа автоматического сопровождения наземных объектов для повышения эффективности управления робототехническими комплексами воздушного базирования. Для достижения поставленной цели проанализированы методы поиска и обнаружения объектов на цифровых изображениях, а также проведено экспериментальное исследование эффективности работы системы и оценка качества процесса поиска и сопровождения объекта в видеопотоке.

Сопровождение объекта должно осуществляться в различных условиях съемки: наличие плохой видимости, быстрое изменение фоноцелевой обстановки, а также яркости и контраста объекта с фоном. При этом потеря объекта должна сопровождаться запуском новой процедуры сопровождения.

В качестве базовой категории методов выбраны комбинированные методы, предполагающие динамическое обучение в процессе съемки. В связи с вышеизложенным, задача сопровождения является актуальной.

Сопровождение наземного объекта по видеоряду обуславливается двумя этапами.

1. Метод локализации объекта на последовательности динамических изображений. Данный способ применяется для поиска и обнаружения наземных объектов путем анализа видеоряда, получаемого с оптико-электронной системы БПЛА. Основан на применении цифровых фильтров, анализаторов спектров и корреляционных алгоритмов.

2. Способ построения системы автоматического регулирования. Данный способ предполагает использование внешнего управления гиростабилизированной платформой для компенсации отклонений линии визирования оптической системы от направления на наземный объект путем применения алгоритмов автоматического регулирования для следящих систем.