ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ

Анализ существующих зарубежных и отечественных публикаций показывает, что новыми (альтернативными) системами навигации выступают системы видео навигации (системы технического зрения — СТЗ). Представленные системы на данном этапе развития алгоритмов и способов снижения погрешности в определении навигационных параметров позволяют решить следующее противоречие: методы, которые обеспечивают улучшение точности навигации, одновременно приводят к потере системой автономности и помехоустойчивости [1].

Многими отечественными и зарубежными производителями беспилотных систем проводятся исследования и разработки, направленные на обеспечение автономности применения БпЛА в условиях отсутствия внешних сигналов управления (сигналов спутниковой навигации) на основе альтернативных источников данных [2]:

- видовой информации, поступающей с бортовых фото- и видеокамер оптического и инфракрасного диапазонов;

- синтезированных изображений радара;

- данных цифрового рельефа местности;

- космических снимков;

- сигналов природного происхождения (вектора силы тяжести, магнитного поля Земли, положения светил).

Развитие и миниатюризация компьютерных систем, систем сбора и обработки видовой информации сделали возможной реализацию подобных систем в составе аппаратных средств навигации и управления БпЛА.

Проведем анализ существующих СТЗ.

Практическая применимость технологий технического 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 в современных вычислительных архитектурах [3].

СТЗ находят применение в том случае, когда для решения задач управления необходим анализ внешней обстановки в реальном времени. Они являются источниками информации при автоматическом решении задач обнаружения, распознавания, навигации или наведения. Следует отметить, что применение СТЗ также позволит решить задачу обеспечения безопасности полета БпЛА.

Согласно современным представлениям задачи, решаемые посредством СТЗ, ориентированы в первую очередь на анализ внешней обстановки, распознавание целей, а задачи навигации — на сравнительно-обзорный метод навигации, либо навигацию по ориентирам с известными координатами [4].

Опираясь на различные источники, СТЗ определяется как система, обеспечивающая обнаружение, автоматический контроль, анализ и классификацию объектов по их изображениям на основе теории и технологий компьютерного зрения [1].

СТЗ представляет собой трехуровневую систему, состоящую из:

- подсистемы сбора видеоизображения (камер оптического и инфракрасного диапазона, ультрафиолетовых и радиолокационных датчиков);

- подсистемы анализа, описания и распознавания (мощных вычислителей);

- искусственного интеллекта.

Преимущества СТЗ в сравнении с существующими «традиционными» системами навигации:

-автономность функционирования системы и высокая помехозащищенность (возможность применения системы в условиях применения противником средств радиоэлектронной борьбы и подмены сигналов, исключение дистанционного доступа противника к системе позиционирования);

- использование высокотехнологичных сенсорных датчиков (применение камер с высоким разрешением);

- применение мощной вычислительной аппаратуры;

- малые массогабаритные размеры;

Однако СТЗ имеют и ряд таких недостатков, как:

- зависимость от метеоусловий (дождь, снег, и т. п.) и времени суток;

- сложные вычислительные процессы (сложность алгоритмов обработки изображения);

- влияние приземных градиентов температуры воздуха.