Разработка программно-аппаратного комплекса для управления группой беспилотных транспортных средств на основе робастных алгоритмов компьютерного зрения
Повсеместное введение в эксплуатацию автоматизированных робототехнических систем требует гарантий эффективности и безопасности их использования. Для проверки этих критериев разрабатываются макеты, имитирующие внешнюю среду с похожими на среду эксплуатации параметрами. Особенность построения систем, ориентированных на выполнение задач в реальных условиях, состоит в их устойчивости к изменениям внешней обстановки. Цель исследования заключается в разработке такого программно-аппаратного комплекса для управления группой беспилотных транспортных средств (БТС), который был бы устойчив к условиям агрессивного влияния внешних факторов. В рамках исследования был разработан прототип БТС и упрощенная версия среды, в которой планируется его использовать. В основе центра принятия решений каждого БТС лежит система компьютерного зрения, включающая в себя алгоритмы позиционирования, коррекции прямолинейного движения, а также детектирования других транспортных средств. Для верификации разработанной системы были проведены экспериментальные исследования с целью определения влияния таких внешних факторов, как изменение уровня и тона освещения, а также изменение внешнего вида поверхности, предназначенной для передвижения. Результаты исследования показали, что разработанная и реализованная система компьютерного зрения БТС отвечает требованиям надежности и устойчивости независимо от условий внешней среды и может гарантировать: исключение нарушений запланированного маршрута, точность локализации в пределах 10 % погрешности, точность детектирования других БТС с вероятностью 84 %, а также возможность автономной работы без нарушений в течение двух часов. Разработанный программно-аппаратный комплекс с макетом внешней среды может быть использован для исследования и тестирования алгоритмов безопасности и управления «умным городом», а также для других задач, требующих предварительного прототипирования.
Авторы: А. М. Белов, П. Ю. Беляев, И. И. Викснин, Ю. В. Ким, В. С. Радабольский, Т. А. Турушев, С. С. Чупров
Направление: Информатика, вычислительная техника и управление
Ключевые слова: беспилотные транспортные средства, компьютерное зрение, нейронные сети, предварительная обработка изображений, робототехнические системы
Открыть полный текст статьи