Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.cosmos.ru/comp/2009/Grishin_.htm
Дата изменения: Fri Oct 30 14:41:25 2009
Дата индексирования: Tue Oct 2 08:50:20 2012
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: вторая космическая скорость
Цикл работ, посвященный использованию методов обработки изображений,

Гришин В. А., Белинская Е. В.

 

Цикл работ: 'Разработка и исследование алгоритмов обработки изображений и компьютерного зрения для решения задач навигации и управления автоматическими беспилотными летательными аппаратами различных классов'.

 

Аннотация

Цикл работ посвящен развитию методов обработки изображений в системах компьютерного зрения, предназначенных для решения задач навигации и управления автоматическими беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) различных классов, включая космические аппараты (КА). В настоящее время сфера применения БПЛА стремительно расширяется. Количество разрабатываемых во всем мире различных БПЛА исчисляется сотнями. Системы технического зрения могут использоваться также и для повышения безопасности процессов посадки пилотируемымых человеком летательных аппаратов.

Актуальность данной тематики применительно к задачам управления полетом КА подтверждается тем, что в США в 2006 г. стартовала программа ALHAT (Autonomous Precision Landing and Hazard Detection and Avoidance Technology development). Задачей этой программы является развитие технологий высокоточной автоматической посадки для КА, в том числе с использованием технологий компьютерного зрения. В ИКИ РАН исследования по данной тематике ведутся применительно к задачам информационного обеспечения (информационной поддержки) процесса посадки КА на поверхность Фобоса (проект 'Фобос-грунт').

Данный цикл работ соответствует следующим направлениям деятельности Института:

ћ        Фундаментальные и прикладные научные исследования в области механики, систем управления и информатики

ћ        Фундаментальные и прикладные научные исследования планет и малых тел Солнечной системы

 

Перечень работ и их аннотации:

 

1. Гришин В. А. Оценка точности установления соответствия в системах технического зрения // Цифровая обработка сигналов, N 4, 2008. C. 2-6.

Точностные параметры систем технического зрения, используемых для определения параметров движения летательных аппаратов относительно визируемой поверхности, в значительной степени определяются точностью установления соответствия изображений одних и тех же опорных точек на последовательности кадров. В статье предлагается оценивать ошибки установления соответствия методом эллипсоидов по результатам локального анализа критериальной функции соответствия (близости) изображений в окрестности экстремума. Метод пригоден для реализации в реальном времени на борту летательного аппарата.

 

 

2. Гришин В. А. Системы технического зрения в решении задач управления беспилотными летательными аппаратами // Датчики и системы, N 2, 2009. C. 46-52.

Системы технического зрения (СТЗ) в настоящее время находят все более широкое применение в системах управления полетом беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). СТЗ имеют очень высокую информативность и способны измерять большое количество параметров движения и внешней среды. В статье показана степень готовности имеющихся технологий обработки изображений и распознавания образов для выполнения основных задач по управлению БПЛА, в том числе и наиболее сложной задачи - автоматической посадки БПЛА.

 

 

3. Vladimir Grishin. Evolution of Computer Vision Systems // В сборнике: Binocular Vision: Development, Depth Perception and Disorders. Под ред.: Jacques McCoun and Lucien Reeves. Серия: Eye and Vision Research Developments. Изд-во: Nova Science Publishers. Статья прошла рецензирование и принята к публикации. Срок выхода в свет - 1-й квартал 2010. Информация на сайте издательства по адресу: https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=11692

В статье рассматриваются приложения систем технического зрения (СТЗ) для решения задач управления полетом беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Существует большое количество проектов, в которых СТЗ используются для высокоточной навигации, измерения относительных линейных и угловых перемещений, управления процессом посадки (в частности, посадки на палубу корабля), наведения и др. Развитие перспективных СТЗ можно разделить на два этапа. Первый этап развития перспективных СТЗ - реализация всех перечисленных задач в единой полнофункциональной универсальной СТЗ, имеющей приемлемые размеры, вес и потребляемую мощность. Таким образом, все задачи по управлению БПЛА могут быть решены в полностью автоматическом режиме на базе информации, поступающей от СТЗ. Все необходимые технологии для разработки такой СТЗ известны и степень их готовности высока. Второй этап развития перспективных СТЗ - их интеграция с системой управления на основе искусственного интеллекта (ИИ). Такая интеграция даст с одной стороны существенное улучшение надежности и точности работы СТЗ за счет использования дополнительной информации об окружающей среде. С другой стороны система ИИ получит высокую степень осведомленности о текущем состоянии окружающей среды. Это позволит реализовать высокоэффективное управление в условиях быстро изменяющейся и враждебной окружающей среды.

 

 

4. Гришин В. А. Алгоритмы измерения высоты и компонент скорости по телевизионным изображениям при посадке на Фобос // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции 'Современные проблемы определения ориентации и навигации космических аппаратов'. Серия Механика, управление и информатика. ИКИ РАН. Россия. Таруса. 22-25 сентября 2008 г. М.: ИКИ РАН, 2008. С. 279-293.

В статье представлены требования, предъявляемые к алгоритмам измерения высоты (стереорежим) и компонент скорости (монокулярный режим) исходя из задач и баллистики процесса посадки. Показано, что указанные требования могут быть удовлетворены путем использования двухканальных измерителей указанных параметров. Основными являются каналы низкого разрешения. После захвата на автосопровождение в каналах низкого разрешения включаются каналы высокого разрешения, обеспечивающие более высокую точность. Представлены структурные схемы алгоритмов и рассмотрены некоторые вопросы их реализации. Показана важность анализа динамики процессов прогноза и слежения за текущими параметрами в стереорежиме и монокулярном режиме.

 

 

5. Белинская Е. В. История и перспективы использования систем технического зрения для управления процессом посадки на планеты и малые тела Солнечной системы // Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции 'Современные проблемы определения ориентации и навигации космических аппаратов'. Серия Механика, управление и информатика. ИКИ РАН. Россия. Таруса. 22-25 сентября 2008 г. М.: ИКИ РАН, 2008. С. 268-278.

В статье рассматриваются и анализируются примеры использования систем технического зрения (СТЗ) в составе автоматических систем управления, обеспечивающих посадку на поверхность планет и малых тел Солнечной системы. Изначально, такие СТЗ были разработаны для лунных миссий, однако, в настоящее время с их помощью осуществлены посадки как на поверхность Марса, так и на поверхность астероидов. За последнее десятилетие СТЗ зарекомендовали себя как надежные и недорогие датчики навигационной информации. Развитие и использование СТЗ обеспечит существенное повышение безопасности автоматической посадки, а, следовательно, успешности выполнения миссии по исследованию малоизученных или не изученных в настоящее время объектов Солнечной системы.

 

 

6. Гришин В. А. Оптимизация состава спектральных коэффициентов базиса преобразования Адамара для решения задач установления соответствия изображений // Пятая Юбилейная Открытая Всероссийская конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". Москва, ИКИ РАН, 12-16 ноября 2007 г. Сборник научных статей Вып. 5. Т. 1. М.: ООО 'Азбука-2000', 2008. С. 77-83.

Одним из наиболее критичных вопросов при разработке бортовых систем технического зрения, предназначенных для управления движением летательных аппаратов, являются алгоритмы установления соответствия изображений точек поверхности на различных кадрах. В рамках рассматриваемого спектрального представления образов окрестностей точек изложена методика и приведены результаты оптимизации состава используемых спектральных коэффициентов по критерию надежности установления соответствия.

 

 

7. Гришин В. А., Белинская Е. В. Сравнение спектральных представлений образов окрестностей точек для решения задач установ