Найти

Результаты поиска

• ВИЗУАЛЬНАЯ НАВИГАЦИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕМАНТИЧЕСКИХ ОПИСАНИЙ МЕСТНОСТИ

  Н.В. Ким , Н. В. Удалова , Н. Е. Бодунков , Д.С. Гиренко , Н.А. Ляпин

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  Рассматривается задача визуальной навигации беспилотных летательных аппаратов
  (БЛА), которая заключается в автоматическом определении текущего положения БЛА (коорди-
  нат в земной (местной) системе координат), на основе сравнения и идентификации описаний при-
  нимаемых на борту текущих изображений (ТИ) подстилающей поверхности и эталонных описаний, хранящихся в виде цифровой карты местности в памяти бортового вычислителя БЛА. Целью
  работы является повышение эффективности применения методов визуальной навигации, с точки
  зрения повышения вычислительной производительности, устойчивости и точности алгоритмов
  идентификации изображений в сложных и изменяемых условиях наблюдения, за счет использова-
  ния семантических описаний наблюдаемых сцен. В данной работе под семантическими описания-
  ми будем понимать описания, включающие классы наблюдаемых на сцене объектов, атрибуты
  этих объектов и отношениями между ними. Подготовка семантических описаний карты произ-
  водится на этапе предполетной подготовки БЛА с помощью предварительно обученных нейрон-
  ных сетей семантической сегментации. Семантические описания принимаемых ТИ формируются
  на борту БЛА. При этом использование нейросетевых алгоритмов позволяет реализовать этот
  процесс в реальном времени для широкого спектра условий наблюдений (различного времени суток
  и года). Использование семантических описаний карты и ТИ позволяет сократить вычисления по
  сравнению с традиционным попиксельным сопоставлением растровых изображений. Семантиче-
  ские описания сравниваются путем сопоставления классов объектов, их атрибутов и отношений.
  В работе приведены: общий алгоритм визуальной навигации, основные этапы методики формиро-
  вания семантических описаний и алгоритм сравнения и идентификации семантических описаний
  ТИ и описаний карты. Предложен иерархический алгоритм сравнения и идентификации изобра-
  жений, основанный на последовательном применении семантических, и растровых описаний на-
  блюдаемых сцен. Показано, что использование процедуры сравнения семантических описаний ТИ и
  карты по присутствующим классам объектов позволяет существенно совратить вычисления,
  необходимые для идентификации изображений

• ОРГАНИЗАЦИЯ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПОДВИЖНЫХ СРЕДСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗРИТЕЛЬНЫХ ОРИЕНТИРОВ

  С. М. Соколов , Н.Д. Беклемишев , А. А. Богуславский

  2021-04-04

  Аннотация ▼

  Рассматривается решение навигационной задачи с помощью системы технического
  зрения, определяющей положение подвижного средства относительно ориентиров, ука-
  занных в окружающем пространстве. Навигация по ориентирам является наиболее объек-
  тивным критерием расположения подвижного средства в окружающем пространстве.
  Способ измерения параметров соотношений, характеризующих расположение подвижного
  средства относительно ориентиров, является почти независимым от других навигацион-
  ных измерений. Ввод данных для корректировки координат и других параметров движения
  может производится не непрерывно, а в некоторые дискретные, и, в общем случае, до-
  вольно редкие моменты времени. Рассматривается общая схема решения: от постановки,
  до получения навигационной информации. Кратко описывается комплексирование получен-
  ных данных с данными от других навигационных средств, анализируются ключевые про-
  блемы и параметры СТЗ, влияющие на точность получаемых результатов. Ключевым мо-
  ментом в рассматриваемом способе является решение системы уравнений, описывающих
  положение робототехнических комплексов относительно указанных ориентиров. Эта
  система решается модифицированным методом Гаусса-Ньютона для нелинейной переопределенной системы уравнений. Заменой левой части каждого уравнения ее дифференциа-
  лом в точке начального приближения осуществляется линеаризация. Значения неизвестных
  в переопределенной системе линейных уравнений, при которых сумма квадратов невязок в
  уравнениях является минимальной, могут быть получены либо методом SVD (сингулярного
  разложения), либо с помощью симметризации системы. При этом SVD более устойчив к
  накоплению вычислительной погрешности, но несколько более требователен к ресурсам
  компьютера и сложнее в реализации. Мы использовали решение методом симметризации
  как более простое. Полученная система решается методом квадратного корня (Холецко-
  го). Для обнаружения ориентиров в составе СТЗ используются два вида модулей СТЗ –
  панорамный, на основе камеры с объективом типа «рыбий глаз» и стерео. Предложенный
  способ позволяет решать задачу уточнения параметров движения по отдельным, разре-
  женным измерениям собственного положения и скорости относительно ориентиров в
  окружающем пространстве. Независимо и в комплексе с другими средствами навигации
  описанный подход обеспечивает высокоточное определение навигационных параметров в
  различных условиях движения. Описываются результаты натурных экспериментов с ма-
  кетом предложенной системы при движении в различных условиях. Обсуждаются пути
  совершенствования и развития рассмотренного подхода.

• ВЫЧИТАНИЕ ПОМЕХИ ОБРАТНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ В СИСТЕМАХ ПОДВОДНОГО ВИДЕНИЯ ДЛЯ РАБОТЫ В МУТНОЙ ВОДЕ

  Н.А. Будко , А.Ю. Будко , М.Ю. Медведев

  2022-08-09

  Аннотация ▼

  Исследование морских глубин в целях обеспечения безопасности, эффективного использо-
  вания подводных ресурсов является актуальной задачей. В первой части статьи кратко рас-
  смотрены физические феномены и ограничения, возникающие при распространении электро-
  магнитных волн видимого диапазона в подводной среде. Показано, что системы подводного
  видения (как класс специализированных систем технического зрения, - СТЗ) на основе обычных
  ПЗС матриц сталкиваются с рядом фундаментальных ограничений в вопросе повышения эф-
  фективности функционирования в природной воде низкой прозрачности. В частности, исполь-
  зование искусственных источников освещения в составе систем подводного видения в мутной
  воде приводит к возникновению помехи обратного распространения (ПОР), приводящей к пара-
  зитной засветке матрицы оптического прибора. В качестве перспективного направления раз-
  вития систем подводного видения предлагается использовать методы вычитания ПОР на ос-
  нове информации о поляризации света. В обзорной части статьи рассмотрены последние дос-
  тижения в данной области. В основной части статьи представлена методология исследования
  предлагаемого метода вычитания ПОР на основе сравнения с результатами, получаемыми при
  обработке изображений известными методами оценки параметров вектора Стокса DoLP и
  AoLP, позволяющими получать информацию о степени поляризации и преобладающих углах
  поляризации света соответственно. Представлены экспериментально полученные резуль-
  таты обработки данных съемок подводной сцены в воде различной степени мутности
  посредством алгоритмов DoLP, AoLP и предлагаемым методом вычитания ПОР. Отли-
  чительными особенностями является использование при расчетах четырех, а не двух на-
  правлений поляризации, а также оригинальный математический аппарат обработки сиг-
  налов матрицы камеры машинного зрения.