Автореферат (Автоматическая сшивка радиолокационных изображений земной поверхности при неизвестных элементах внешнего ориентирования), страница 5

Численное моделированиеразличных проявлений указанных факторов для некоторых авиационных и космических РСАпозволяетсформулироватьдвадополнительныхтребованияковходномунаборуобрабатываемых РЛИ земной поверхности:1) формирование единой радиолокационной карты с помощью разработанного алгоритмарекомендуется проводить для РЛИ равнинной или холмистой местности с перепадомвысот в пределах одного кадра РЛИ менее 50 метров;2) при заданной точности получаемой сшивки в 50 метров расстояние от центра базисного22РЛИ земной поверхности до самого удаленного изображения должно составлять не более250 км (ограничение на размер сшивки ~ 400 x 400 км).В заключении представлены основные результаты диссертационного исследования.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ представленной диссертационной работе проведены разработка и исследованиеалгоритмов автоматической сшивки РЛИ земной поверхности при неизвестных элементахвнешнего ориентирования и получены следующие основные результаты:1.

Существующие алгоритмы и программные комплексы обработки изображений непозволяют проводить автоматическую сшивку РЛИ земной поверхности принеизвестных элементах внешнего ориентирования. Кроме того, в настоящее время несуществует алгоритма, способного проводить объективную оценку насыщенностисемантики РЛИ2. Разработана модификация алгоритма SURF, позволяющая увеличить в среднем на 40%минимальное количество найденных опорных точек на РЛИ земной поверхности сперекрытием при увеличении времени работы на ~5,5%.3. На основе модифицированного алгоритма SURF и алгоритма поиска ближайшего соседас разбиением в kd-дерево разработан алгоритм автоматического поиска опорных точек наперекрывающихся РЛИ земной поверхности. Используемый алгоритм поискаближайшего соседа позволяет решать задачу сопоставления дескрипторов точекинтереса для двух РЛИ земной поверхности размером 80МПкс в 150-170 раз быстрее чемалгоритм полного перебора.

Продолжительность поиска опорных точек двухперекрывающихся РЛИ земной поверхности в зависимости от их площади можнооценить, как ~0,8МПкс/с.4. Разработан алгоритм определения количественной оценки насыщенности семантикиРЛИ земной поверхности, устойчивый к шуму на изображении. Полученные с помощьюнего показатели насыщенности семантики изображения S, Sps и Sm позволяютформализовать требования к РЛИ на предмет пригодности изображений к сшивке.Продолжительность работы алгоритма в зависимости от площади обрабатываемого РЛИможно оценить, как ~25,8МПкс/с.5.

Разработан итеративный алгоритм вычисления взаимной ориентации двух РЛИ земнойповерхности на основе набора опорных точек, устойчивый к наличию ошибочныхопорных точек (до 10-15% от общего количества), минимизирующий функционалпервого критерия оптимальности. В зависимости от количества итераций время работыданного алгоритма составляет от ~2 мс до 172 мс для набора из 10000 корректных и 1000ошибочных опорных точек.6.

Разработан итеративный алгоритм уточнения ориентации базового РЛИ земнойповерхности, позволяющий избежать некорректных преобразований обрабатываемыхРЛИ, а также приближающий плоскость получаемой единой радиолокационной карты к23плоскости земной поверхности, что способствует минимизации функционала второгокритерия оптимальности.7. Получен и реализован квазиоптимальный алгоритм автоматической сшивки РЛИ земнойповерхности при неизвестных элементах внешнего ориентирования. В рамкахмоделирования разработанного алгоритма успешно была получена сшивка РЛИ земнойповерхности с различными геометрическими и яркостными искажениями, а такжеполученными в различных диапазонах длин волн.

Формирование единойрадиолокационной карты из 10 РЛИ земной поверхности площадью около 80МПкскаждое заняло 662 секунды, при этом точность полученной сшивки составила 1-2элементов разрешения.8. Хранение полученной единой радиолокационной карты целесообразно в виде отдельныхтрансформированных РЛИ с файлами привязки и заранее сформированным архивомрастровых пирамид. Данный подход позволяет повысить эффективностьдешифрирования и вторичной обработки полученной сшивки, а также снижаеттребования к задействованным ЭВМ.9. Возвышенности рельефа или высотные объекты локального характера не влияют наточностью сшивки, в то время как глобальные перепады высот способствуютнепредсказуемым погрешностям.

В этой связи рекомендуется проводить сшивку РЛИравнинной или холмистой местности с перепадом высот менее 50 м в пределах кадра РЛИ.10. Кривизна земной поверхности снижает точность получаемой единой радиолокационнойкарты. При требуемой точности в 50 м расстояние от центра базисного РЛИ земнойповерхности до самого удаленного изображения должно составлять не более 250 км, приэтом максимально допустимый размер сшивки можно оценить в ~ 400 x 400 км.СПИСОК ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ1.

Романов, А.А. Особенности алгоритма SURF при сшивке РЛИ земной поверхности / А.А.Романов // Труды 56-й научной конференции МФТИ: Всероссийской научнойконференции «Актуальные проблемы фундаментальных и прикладных наук всовременном информационном обществе», Всероссийской молодежной научноинновационной конференции «Физико-математические науки: актуальные проблемы иих решения». Радиотехника и кибернетика. — 2013.

— С. 143-144.2. Романов, А.А. Методика расчета взаимной ориентации радиолокационных изображений /А.А. Романов // 63 Научно-техническая конференция. Сборник трудов. Ч.5.Радиотехнические системы специального назначения и их программное обеспечение /Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегопрофессиональногообразования«Московскийгосударственныйтехническийуниверситет радиотехники, электроники и автоматики».

— 2014. — С. 49-52.3. Романов,А.А.Количественнаяхарактеристикадетальностисемантикирадиолокационного изображения / А.А. Романов // 13-я Международная конференция«Авиация и космонавтика – 2014». 17-21 ноября 2014 года. Москва. Тезисы. — 2014.

—24С. 422-423.4. Романов, А.А. Обработка радиолокационных данных с использованием вычислительнойсистемы на базе NeuroMatrix Core 3 / А.А. Романов, А.В. Шаповалов // InternationalConference “Engineering & Telecommunication En&T 2014”. November 26-28, 2014. Book ofAbstracts.

— 2014. — С. 127-129.5. Романов, А.А. Вычисление взаимной ориентации перекрывающихся радиолокационныхизображений с помощью нейронных сетей / А.А. Романов // Труды 57-й научнойконференции МФТИ: Всероссийской научной конференции с международным участием«Актуальные проблемы фундаментальных и прикладных наук в области физики»,Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием«Актуальные проблемы фундаментальных и прикладных наук в современноминформационном обществе».

Радиотехника и кибернетика. — 2014. — С. 90-91.6. Романов, А.А. Методика поиска областей с общей семантикой на радиолокационныхизображениях земной поверхности / А.А. Романов // VIII Всероссийская научнотехническая конференция «Радиолокация и радиосвязь», 24-26 ноября 2014 г., Москва.Доклады. — 2014. — С. 124-128.7. Романов, А.А. Расчет взаимной ориентации двух перекрывающихся радиолокационныхизображений земной поверхности / А.А. Романов // Московская молодежная научнопрактическая конференция «Инновации в авиации и космонавтике – 2015». 21-23 апреля2015 года. Москва.

Сборник тезисов докладов. — 2015. — С. 155.8. Романов, А.А. Объективная оценка насыщенности семантики радиолокационногоизображения / А.А. Романов // Успехи современной радиоэлектроники, №5. — 2015. —С. 108-115.9. Романов, А.А. Особенности сшивки радиолокационных изображений земнойповерхности / А.А. Романов // 14-я Международная конференция «Авиация икосмонавтика – 2015». 16-20 ноября 2015 года. Москва.

Тезисы. — 2015. — С. 269-270.10. Романов, А.А. Ориентация радиолокационных изображений земной поверхности прирешении задачи сшивки / А.А. Романов // XIII молодёжная научно-техническаяконференция «Радиолокация и связь – перспективные технологии». Тезисы докладов. —2015. — С. 43-44.11. Романов, А.А. Вычисление взаимной ориентации радиолокационных изображений сперекрытием с помощью нейронных сетей / А.А. Романов, Б.Г.

Татарский //Информационно-измерительные и управляющие системы, №12. — 2015. — С. 26-33.12. Романов, А.А. Уточнение системы координат единой радиолокационной карты прирешении задачи сшивки / А.А. Романов // Гагаринские чтения – 2016: XLIIМеждународная молодёжная научная конференция: Сборник тезисов докладов: В 4 т.Том 1. — 2016. — С. 581.13.

Романов, А.А. Определение взаимной ориентации двух перекрывающихсярадиолокационных изображений земной поверхности / А.А. Романов, Б.Г. Татарский //Информационно-измерительные и управляющие системы, №1. — 2016. — С. 79-86..