Фрагменты прикладной теории систем технического зрения для беспилотных летательных аппаратов
200 likes | 480 Vues
Иллюстрации к докладу проф. Д.В.ВАСИЛЬЕВА (ОАО НПК СПП) на семинаре Института космических исследований РАН 17.03.2010. Фрагменты прикладной теории систем технического зрения для беспилотных летательных аппаратов. Варианты структур КД сдвигов.
Фрагменты прикладной теории систем технического зрения для беспилотных летательных аппаратов
E N D
Presentation Transcript
Иллюстрации к докладу проф. Д.В.ВАСИЛЬЕВА(ОАО НПК СПП)на семинаре Института космических исследований РАН17.03.2010 Фрагменты прикладной теории систем технического зрения для беспилотных летательных аппаратов
Варианты структур КД сдвигов Число умножений M при измерении аддитивного сдвига M>N2+m M ~ 2n2 n<<N
БСТЗ как комплекс слежения за многомерными сдвигами (обобщенная архитектура)
Анализ обобщенного алгоритма МКД 1. Постановка и решения вариационной задачи наилучшего приближения функций e = Bx-1 [dx(s)/ds]TQn + rs(k) Фундам.решение:e = Bx-1[dx(s)/ds]TQ[y-x]=Bx-1 mприBx = [dx(s)/ds]TQ[dx(s)/ds] Класс ортогональных МКД такой, гдеm = [dx(s)/ds]TQ[y-x] = [dx(s)/ds]TQy О линейности корреляционных уравнений оценивания 2. Коммутативность сомножителей в алгоритмах ненормированных оценок. m= [dx(s)/ds]TQy = dxTQy = dyTQx = d[(LTx)T(LTy)] = [d(Ly)T]Lx = [d(L1y)T]L2x =d(Qx)Ty … где d - оператор дифференцирования: [dx(s)/ds]T = dTx(s)= [d/ds1 d/ds2… d/dsm]Tx(s). 3. Многозначность решений задачи наилучшего приближения функции х к у. Эквивалентность решений по оптимальности. Разбросы множества решений{ Г }. e(1) =Bx-1[dx(s)/ds]TQ[y-x]=Bx-1 me(2) = Bу-1 [dу(s)/ds]TQ[х-у]=Bу-1 mт.к. Bx By B = ABx+ (I-A)ByB = [dx(s)/ds]TQ[dy(s)/ds] 4. Пути структурно-аппаратного синтеза каналов МКД по обобшенному алгоритму Парциальная ДХ в МКД по i-му выходу - зависимость i-ойкомпоненты оценки при s = si
АКФ АКФ АКФ АКФ №1 №2 №3 №4 Симметрии АКФ финитных изображений 1 2 3 4
Алгоритмическая база ортокорреляционных дискриминаторов сдвига сигналов Примеры 1D-процедур беспоисковой оценки сдвига по значению ОКФ
Обеспечение инвариантности ДХ парциального КД(алгоритмы взвешенной корреляции) Обобщение теоремы Карсона: Lim Ky(s) = Kx12(s) = 12(s) при Kx(s)(s) ВК индикатор сходства K(s)=с0+с2s2+с4s4+... – четная функция сдвига, при: a) П fc 12(s) (s) – идеальный коррелятор, b)12(-s)=12(s) ImM12(f)=0, где M12=M1* M2 – реальный коррелятор. Если ВК ДС = КР+ нелинейный э/п алгоритм оценки сдвига, в/затраты чрезмерны, ДХ неинвариантны к спектру сигнала. ВК беспоисковый КД R(s)=с1s+с3s3+с5s5+... – нечетная функция сдвига, при:a)12(-s)= -12(s) Re M12(f) = 0 – реальный ортокоррелятор, b) П << fc ДС с ДХ, ~ инвариантной к спектру сигнала, c) в/затраты малы, d) увеличена устойчивость ОЭСС + область захвата.
НКД одномерного аддитивного сдвига
Алгоритмическая схема «нестационарного» ОКДв составе ОЭСС с ОЗУ эталона
ФОС ФОС ФОС ФОС №1 №2 №3 №4 Двумерные функции оценок сдвига 1 2 3 4
Инвариантность ДХ ДХ(центральные сечения ФОС) 1 2 3 4
Перекрестная связь в двумерном КДбез компенсации анизотропности сюжета ДХ №1 (ненормированная) ДХ №1 (нормированная) ФОС Сюжет
Область автозахвата направления в звездном поле
Область автозахвата направления в точку прицеливания на ЗП z2 Обозначения z1, z2 – координаты в картинной плоскости ТП – точка прицеливания ЭП – эталонное поле ТИ – текущее изображение s = [s1s2s3]– вектор сдвига (ошибка целеуказания) ОЗ – область захвата ОЗ ТИ S ТП ЭП z1
Решение задачи о шуме в НКД аддитивного сдвига СП энергии выходного шума при идеальной ДХ (C/Ш)вых = (Пвх/Пш)(C/Ш)вх При (C/Ш)вх = 100 и (Пвх/Пш)=5.106/25 (C/Ш)вых=0,2.108 Процедура решения (основной граф) (s)12(s) M(j2 f) M2(2 f) M2(2 f)d f 22 f = Идеальная ДХ в НКД 12(s) M(j) = (2j/2)[2sin(A/2) - sin(A)] Шумовая полоса НКД по выходу M2(f)df= Пш M2max f0 ~1/2A Пш~1/2A M2max = M2 (f0) = 0,175 A4
Функциональная схема комплекса ОЭСС для ГСН летательного аппарата Ветви и модули структуры: ПИ с разделением каналов : АС и визуализации, ср-вами АРУ, с упр. зумом и раб. полем, общим СГ, синхр. источниками ВП, прогр. циклограммы. Контур АС с гиропл.(мех.+вирт.), внешн . ЦУ от БИНС +оператора. Обработка данных и упр.приводами – сигн.процессоры + ПЛИСы, спец.контроллеры.
Неаддитивные сдвиги, их преобразования и обобщенные АКФ изображений
Приведение сдвигов к аддитивной формеи обобщенная корреляция Функция меры и якобианпреобразования