Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 4.
-
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ВИЗУАЛЬНОЙ НАВИГАЦИИ ПО ЕСТЕСТВЕННЫМ ОРИЕНТИРАМ ДЛЯ БПЛА, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ НЕДОСТУПНОСТИ ГНСС
С. В. Кулешов , А. В. Кваснов , А. А. Зайцева , А.Л. Ронжин2025-04-27Аннотация ▼Целью исследования является обеспечение возможности навигации БПЛА при невозможно-
сти применения спутниковых средств глобального позиционировании с использованием ГНСС в
условиях РЭБ. Для достижения поставленной цели предлагается комплексный подход к обеспече-
нию навигации БПЛА по визуальным ориентирам с использованием систем технического зрения.
Предлагается синтез изображений подстилающей поверхности за счет комплексирования данных
сенсоров, повышающий качество позиционирования БПЛА при условии отсутствия спутниковых
навигационных систем. Показано, что при совмещении изображений дистанционного зондирова-
ния, имеющих различную природу происхождения и изменяющиеся внешние условия эксплуатации
(день-ночь, зима-лето и т.д.), важно наиболее полно локализовать объекты подстилающей по-
верхности. В системе технического зрения для визуальной навигации БПЛА по естественным ори-
ентирам предложен метод электромеханической развертки изображения, позволяющий увели-
чить поле зрения камеры произвольного диапазона. Проведено моделирование характеристик сис-
темы технического зрения с электромеханической разверткой для определения границ применимо-
сти к задаче визуальной навигации. Показано, что наиболее значимым параметром точности
позиционирования является высота съемки подстилающей поверхности, которая квазилинейна
при условии фиксированного угла наклона камеры, а для качественного позиционирования наилуч-
шим вариантом является фронтальное положение камеры в точке надира. Предложенный подход
позволяет создавать виртуальные 3D-модели подстилающей поверхности, тем самым увеличивая
возможности по более точному распознаванию объектов на основе масштаба и размеров сегмен-
тируемых областей. Измерение угла места камеры может быть использовано для обнаружения и
распознавания естественных ориентиров, которые могут быть заранее определены (точки пере-
сечения дорог, здания или сооружения, объекты коммуникаций и т.д.). С другой стороны, фрон-
тальное положение камеры с нулевым углом места выгодно для сверки маршрута полета, пози-
ционируя положение БПЛА относительно опорного ориентира. Это обусловлено тем, что с ши-
роким использованием программного обеспечения, основанного на математических моделях, тех-
нологию фотограмметрической линейки стало целесообразно применять для количественного
измерения планов местности и карт. -
ИССЛЕДОВАНИЕ ОГРАНИЧЕНИЙ ПРИМЕНИМОСТИ МИКРОПРОЦЕССОРОВ РЯДА ЭЛЬБРУС ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ
К. А. Суминов , Н. А. Бочаров2022-04-21Аннотация ▼Одним из ключевых направлений развития области искусственного интеллекта явля-
ется направление технического зрения. Для ресурсоемких задач технического зрения соз-
даются высокопроизводительные вычислительные комплексы (ВК), использующие специа-
лизированные ускорители. Использование таких ускорителей обусловлено неспособностью
микропроцессоров (МП) общего назначения решить такие задачи за поставленное время
вследствие большой вычислительной нагрузки. Однако, в настоящее время, МП ряда Эль-
брус успешно используются для решения задач технического зрения как в серверном, так и
в бортовом режимах, а появление МП Эльбрус шестого поколения должно еще больше
повысить производительность на таких задачах. В силу дороговизны, большей сложности
и ограничений в использовании систем со специализированными ускорителями встает во-
прос об определении условий, в которых для решения рассматриваемых задач достаточно
использовать МП общего назначения, например из ряда Эльбрус, без специальных ускори-
телей. Одними из самых ресурсоемких задач в области технического зрения являются за-
дачи обнаружения и классификации объектов на изображении. Для обнаружения объектов
одним из популярных методов является метод Виолы-Джонса. Для решения задачи клас-
сификации как правило используются сверточные нейронные сети. На примере сетей
VGG16 и VGG19 разработаны математические модели вычислений применительно к ак-
туальным микропроцессорам ряда Эльбрус. С использованием разработанных моделей
обоснована теоретическая достаточность производительность микропроцессоров Эль-
брус для задач технического зрения. Также, на основе данных методов разработаны про-
граммы моделирования поиска и объектов на фото и в видеопотоке. Программы написаны
на языке C++ с использованием библиотеки OpenCV, ОПО Эльбрус, библиотеки Платфор-
мы-ГНС и базы данных соревнований ImageNet. С использованием реализованных программ
было проведено сравнительное тестирование на ряде ВК с процессорами Эльбрус, а также
ВК с процессорами intel и ускорителем в виде видеокарты Nvidia. На основе полученных
результатов показано, что для решения задачи поиска объектов на изображении выбран-
ным методом достаточно МП Эльбрус-8С для входных разрешений до 1920 х 1080, где
обеспечивается скорость обработки видеопотока более 20 кадров в секунду. -
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МОДУЛИ COM-EXPRESS НА БАЗЕ МИКРОПРОЦЕССОРОВ ЭЛЬБРУС ДЛЯ БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Н.А. Бочаров , А.В. Глухов , Н. Б. Парамонов2022-04-21Аннотация ▼Исследования в области создания специализированных вычислительных комплексов
для роботов ведутся во многих мировых научных центрах и в том числе в нашей стране.
Развитие возможностей сенсорных систем, систем глобальной навигации, рост вычисли-
тельной мощности и совершенствование алгоритмов позволяют создавать бортовые вы-
числительные комплексы, обладающие широкими интеллектуальными возможностями.
Важной, но нерешенной проблемой остается оснащение таких вычислительных комплек-
сов микропроцессорами отечественного производства. Необходимость учета предельных
массогабаритных характеристик, требований к системе охлаждения вычислительного
комплекса, требований к бортовой электросети и потребляемой мощности, требований к
производительности и к внешним интерфейсам обуславливают сложность и дороговизну
разработки бортовых вычислительных комплексов. Отсутствие унификации вычисли-
тельных модулей при разработке создает дополнительные сложности для разработчиков
робототехнических комплексов, повышает конечную стоимость робототехнических ком-
плексов и усложняет его модернизацию. Использование стандартизированного форм-
фактора типа COM-Express позволяет разделить бортовой вычислительный комплекс на
универсальную высокотехнологическую системную часть и плату-носитель. Микропроцес-
сор, контроллер периферийных интерфейсов, оперативная память и жесткий диск разме-
щаются на системном модуле, который выпускается большим тиражом и может быть
заменен на более новый при появлении новых поколений отечественной вычислительной
техники. Плата-носитель в свою очередь проста в разработке и дешева в производстве, а
по своим характеристикам может быть скомпонована для конкретного робототехниче-
ского комплекса. В данной статье рассмотрены вычислительные модули в формате COMExpress
на базе отечественных микропроцессоров Эльбрус. Показана их применимость для
создания перспективных бортовых вычислительных комплексов. Полученные авторами
результаты говорят о перспективах импортозамещения в области робототехники. -
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МИКРОПРОЦЕССОРА ЭЛЬБРУС-8СВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕНИЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ
Н.А. Бочаров , А.Г. Зуев , О. А. Славин2021-04-04Аннотация ▼Исследования в области создания специализированных вычислительных комплексов для
роботов ведутся во многих мировых научных центрах и в том числе в нашей стране. Развитие
возможностей сенсорных систем, систем глобальной навигации, рост вычислительной мощ-
ности и совершенствование алгоритмов позволяют создавать бортовые вычислительные
комплексы, обладающие широкими интеллектуальными возможностями. Важной, но нере-
шенной проблемой остается оснащение таких вычислительных комплексов микропроцессора-
ми отечественного производства. Появление отечественных вычислительных и программных
средств нового поколения, таких как микропроцессор «Эльбрус-8СВ» и ОС «Эльбрус» откры-
вает новые возможности для разработчиков робототехнических комплексов. Пиковая произ-
водительность микропроцессора «Эльбрус-8СВ» составляет более 0,25 ТФлопс двойной точ-
ности, что позволяет решать вычислительно сложные задачи, например задачи технического
зрения, на микропроцессоре. Другим важным требованием бортовой вычислительной техни-
ки, помимо вычислительной мощности, является низкое энергопотребление. Как правило, на
микропроцессорах общего назначения высокая вычислительная мощность невозможна при
низком энергопотреблении, и для решения вычислительно сложных задач технического зрения
используются специализированные процессоры, например, векторные или нейропроцессоры.
Для снижения энергопотребления микропроцессоров общего назначения существуют специ-
альные методы, среди которых авторами были рассмотрены: отключение физических ядер,
снижение тактовой частоты, отключение конвейера, отключение синхроимпульсов в состоя-
нии простоя. Авторами рассмотрены типовые задачи технического зрения, решаемые борто-
выми вычислительными комплексами. Проведены экспериментальные исследования по оценке
энергопотребления и времени выполнения алгоритмов технического зрения при снижении
тактовой частоты и отключения ядер микропроцессора. Эксперименты показали возмож-
ность снижения энергопотребления ядер микропроцессора Эльбрус-8СВ на 36-46% с увеличе-
нием времени выполнения программ. По результатам эксперимента сделаны выводы о приме-
нимости микропроцессора Эльбрус-8СВ для создания перспективных бортовых вычислитель-
ных комплексов, имеющих возможность работы как в режиме высокой производительности,
так и пониженного энергопотребления. Полученные авторами результаты говорят о пер-
спективах импортозамещения в области робототехники.
1 - 4 из 4 результатов
