Отзыв оппонента (Расширение условий функционирования систем визуальной навигации автономных беспилотных летательных аппаратов)

ОТЗЫВ официального оппонента доктора технических наук Андреева Виктора Павловича на диссертационную работу Ьодункова Николая Евгеньевича «Расширение условий функционирования систем визуальной навигации автономных беспилотных летательных аппаратов», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.01- «Системный анализ, управление и обработка информации 1Авиационная и ракетно-космическая техника)». 1. Актуальность темы исследования и ее соответствие требованиям ВАК РФ Диссертация Ьодункова Н.Е. посвяще1га решению важной и актуальной проблемы: разработке надежных методов навигации автономных беспилотных летательных аппаратов (ЬЛА) без использования спутниковых навигационных систем ~СНС), Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что в случае потери связи со спутником из-за технических неисправностей, природных явлений или злонамеренных действий автономный ЬЛА не сможет решить поставленную задачу, и может быть потерян.

Для искл1очения подобных ситуаций ЬЛА должен быть снабжен альтернативной навигационной системой, пусть даже менее точной, позволяющей «определиться» на местности и„по крайней мере, Ве)энуться на базу. Известны и широко распространены системы визуальной навигации. Однако, как справедливо отмечает автор, имеются два основных фактора, ограничивающих условия применения существующих систем визуальной наВигации: изменение услОВий наблюдени51 в процессе полета и ОтсутстВие информативных ориентиров в наблюдаемой области. В диссертационной работе Ьолункова Н.Е. рассматриваются вопросы повышения надежности систем визуальной навигации за счет формирования эталонных описаний„адаптивных к текущим условиям наблюдения„и создания новь1х методов навигации по малоинформативным участками 1-~3 .

/.,~,~~.! меспэости. Предлагаемые подходы позволяют обеспечить более надежное, в отличие от известных, функционирование систем визуальной навигации автономных ЬЛА в условиях отсутствия информации от СР1С. 1 аким 001тазом„тему диссе1т1ационного исследования следует с "1итать актуальной. 'Гсыа рабо! ы сеэответств1 ет От1эасли технических наук и !1аспорту специальности 00.13,01, в том числе в части «... ееэЕал!еза..!Ееэе)ез!!ероеэаэЕ!Ея, !ээээ!!!111!езе!!!!Е!е, се!ее~~э!!ее!!!с!Иезеэеэе!ЕЕ!Ея 15чэетв!СЕЕ!Ея и 5115!ЕЕ!я!!э!!я /эс!!Ее!!Ее!1, с !!е~ые5 5!55е!и!Еэс'.ЕЕ!Ея:эе1эе1эеь"51!!Е65115с55!!е е15155Ек!!!ее)ээщэе51115511ея е5еэъееэеээ!е5ее !есслеэеэГже!ЕЕ!15!55. 2. Основные научные результаты, их новизна и цеиноеп для науки и практики 11олучепнь!е в диссе1тгации Основные 1зезут!ьтаты и новиз!Та работы заключаю!!ся в следующем: 2.1 Предложен подход к обнаружени10 ориентиров на основе испол!,зова!!Ия ЭтаЛЕэнНЫХ ОПИСапнзй, адаитИВНЫХ К ИЗМЕНЕНИЮ уСЛОВИй НабЛЮдсиня.

Зна|!Сн!!я признакйв еэ1э1!С1!тиреэв, набэподаемых в текуэцих условия~, могут суэцествепно Отличаться От' зталонных признак!!в, что деласт невозможным их надежное сопоставление. Это, в свокэ очередь, снижает ВС1эоятнос'!'ь их правильн01'0 Оона1эуэкения. Решение данной !Троблеыы автор видит в формировании новых описашэй 1признако!11, близких 1вероятнеэстно! к текущим условиям наблюдения, на основе известных эталонных. В качестве описаний автором предложено использовать условные плопюсти распределения наблюдаемых признаков 1в ьзстности тскстурнэ,!х).

Для формирования текущих описаний используется интерполяция условных плотностей для некоторого текущего набора условий !111бл!олений на Основе зт!1лонных О!1исаний„поээу'!СНЕ!Ых для ДРУГИХ УС1! ОВИ й. 2.2 Разработан алгоритм формирования и использования адаптивных описаний ориентиров на основе нейронечетких систем. ЕЗ раооте предложен способ интерполяции, основанный на использовании нечетких систем. Предложена методика построения нечеткой систем!1„ а!!горитм формирования адаптивных описаний, а также приве5!ен1! рскоысндз!5!15! по выборм функции принадлежнос!и, способа представления этало!Иных оии«аний и обучен!по системы, 2З Предложен подход к решению задачи визуальной навигации ЬЛА ири полете над мал«1ии1~1«1рмзтивнь!Ми участками м~стно~~и, основанный на ирез!вар1г1сл1Н11м 1~лзрк1ир11вз!Изи ги!И1тсз полож«пия ЬЛА, пти1Н1!р1звании и реализации полста с учетом информативности выбранного направления.

Мзлоинформ11тивными мОгут ОИ1ть подс'Гила1Ощие поверхнОсти с Од!юродными текстурам!1„нз1!ример такие, как лес, ПОле, водная поверхность и пр. Существующие подходы визуалы1ой навигации не использу1от ориентиры, позволякицие хотя бы частично решать задачу !1ав!и-з11ии по мгц!Оин~к1рмат!1вным у !зсткзы„т.е. определять положение с недостаточной !очностью, что Ограничивз«т условия их 11римснен1!я. По!тому крайне интересной представляется предложенный автором подход, основанный на временном изменении траектории полСта ЬЛА и в1.!1боре такого напра!злеиия, которо«мозкет с наиоольшей вероятностью привести к нахождению достаточно информативно!-о ориентира.

2.4 Р11зр11ботт1н формат и«р11рхич«ского Описан!Ия Сцены для формирования ГИПО!«З ПОЛожЕН И!1 ЬЛА ПрИ ИОЛ«т ГЕ 1иад МЗЛОИНфорМЗТИВНЫМИ участками. Автором предложены методика и алгоритм формирования гипотез положения БЛА на о~но~с анализа наб1иодаемой сц!".Ны. Под анализом подразумевается описание наблюдаемой сцены Гее объектов и отношений между ними), а также сравнение полученного описания с аналогичными описаниями фрагментов цифровой карты местности !',ЦКМ).

В результате такого анализа по у|1асткзм сО схОжих|и Описаниями фОрмиртется нзООр гипотез положения. Автором предложен формат описания на основе языкОВ ситуационнОго управления, а также механизм сраВнения ОписаниЙ. 2.5 Разработан алгоритм определения информативного направления полета для уточнения положения ЬЛА при полете над малоинформативными УЧВСТКВМИ МЕСТЕЮС1И. Для повышения точности навигации при полСте над малоинформативными участками предложен алгоритм выбора направления полета ЬЛА, основанный на оценке информативности фрагментов ЦКМ. 3.

Достоверееость н Обоснованность Основных Выводов и результатов диссертации подтверждена результатами математического и полунатурного моделирования процесса обнаружения ориентиров при изменении условий наблюдения и моделированием процесса навигации по МаЛОИПфОРМЕГГИВНЫМ ОРИЕНтИРВМ, ПРИ гГГОМ: е показано, что использование предложенного автором алгоритма формирОВания адаптив111>!х ')талОнных ОписаниЙ ОриентироВ ПОЗВоляет уменьшить вероятности Ошпоок обнаружения при измененных услови51х наблюдения' показано, что про!Елаге1емые методики предварите1! ы!ОГО формирования пшотсз положения БЛА и планирования полета позволяют проводить визуальную навигацию на малоинформативпых участках местности.

4. Достоинства диссертации Несомненное достоинство диссертации — решение практически значимой зад !Ии повышеш1я з1~!фективиости применения автономных ЬЛА за счет повышения надсЕжносте1 навиЕационной системы и расширения условий применения алгоритмов Визуальной навигации. Диссерге1ционная раоота ооладает ВнутреннсЙ целое гностью и завершенностью, поскольку теоретические выкладки и предлагаемые методы реале!зовзны В Виде алгоритмов, р)зоотоспОсООНОсть которых подтвер)кденз методами нолунатурн!)ГО моделирования. ДЕ!ССЕЕ)Гс)ЦИЕ! НЗПИСЗНс1 ХОЕ)ОШИМ НЗУЧНЫМ ЯЗЫКОМ. АВТОР В !)ЗВНОЙ МЕРЕ Владес!' з1!е)з1)е)том математического модели!)!)Вания, техно)!Оге!ей КОМПЬ!ОТЕ~)Е!ОГО З~)ЕНИЯ.

УСПЕШНО ИСПОЛЬЗУЕТ МЕТОДЫ ТЕОР!и! 11НфОРМсЩИИ, статис !ические методы распознавания и методы нечеткой логики. 5. Направление дальнейших исследований и рекомендации к НРНМЕНЕНИЕО Да!!ы)е!Еп!ес развитие работ е)редстсзв)!)!ется ц!'лесооорззным НО СЛЕЗ!У!0!НИ)с! НЗПРЗВЛСНИЯМ: е провер!'а )ффсктивностн предложенных методов и алгоритмов на знзчимь!х (количественно и кзс!ественно) выб)орках; ИСС)!ЕдОВЗНИЕ ВОЗМОЖЕН)СТИ 'Е)аботы ПрсдЛО)КЕННЫХ сао)горЕ!ТЫОВ В реальном масштзое Времени пр!! Нх ~)езлегзации 1га су!цестВу101цих бОЕ)ТОВЬ!Х ВЫЧИСЛИТ!сЛяХ'„ РЗЗРсЗЕ)!)! КЗ МЕТОДОВ фОРЬН!Р!)ВЗЕЕИЯ ОПИСЗНЕ!Й„ЗДЗГ! 1ИВНЫХ К ИЗМЕНЕНИ!О таких условий наблк)дения. кзк появление теней от облаков, снижение качества изОбрзжее!ий е)з"з!1 тумзе!з и т.п.

6. ЗсЧМЕЧЗНИЯ НО ДИССЕ1)!ЗЦИИ По содер)кен)е)ю представленной нз отзыв диссертации имеются следую1цие замечания. 6.1 с)!) введении при обзоре опубликованных работ слабо обоснована их критика с точки зрения недостатков известных методов, что„ в сущности, является предметом дзнноЙ исследовательскоЙ рзб!)!1!. Эти недостат)ее1 Указаны В слеД)ск)!Цих !)с)злелзх, е10 Длл ОбОсновс)ниЯ актУзлеэности Основныс недостатки известных систем желательно указыВзть ВО ВВЕДЕНИ И.