
- •Итоговый научно-технический отчет
- •Нир 304-5г
- •Реферат
- •Содержание
- •Обозначения и сокращения
- •Введение
- •Разработка алгоритмов и макета комплекса визуально-инерциальной навигации
- •Сравнительный анализ алгоритмов одновременной локализации и построения карты припомощи телекамеры
- •Модель центральной перспективной проекции
- •Описание модели
- •Переход от системы координат камеры к системе координат изображения
- •Однородные координаты
- •Внутренние и внешние параметры калибровки. Уравнение перспективной проекции
- •Структура из движения –StructureFromMotion
- •Обратное представление глубины
- •Проблема масштаба
- •Алгоритмы выделения устойчивых признаков
- •Детектор углов Харриса
- •Окрестность с субпиксельной точностью
- •GoodFeaturesToTrack
- •Выбор аппаратной платформы комплекса визуальной навигации
- •Разработка оптимальных алгоритмов одновременной локализации и построения карты при помощи телекамеры (V-slam) с учетом данных инерциальной навигации
- •Макет модуля визуальной навигации
- •Описание экспериментов и результаты
- •Коридор, движение близкое к прямолинейному.
- •Стенд мобильных роботов, различные траектории
- •Внутренний двор
- •Точность определения пройденного расстояния
- •Точность определения курсового угла
- •Разработка стерео-телевизионного модуля высокого разрешения
- •Литературный обзор по тематике создания телевизионных камер высокого разрешения
- •Структурная схема блока стереоизмерений
- •Описание работы структурной схемы устройства
- •Разработка принципиальной схемы блока стереоизмерений
- •Конструктив блока стереоизмерений, объективы, элементная база коммуникационного устройства
- •Описание конструктивного решения налобного козырька
- •Выбор элементной базы
- •Цифровые телевизионные матрицы
- •Микросхема семейства cyclone III фирмы Altera(сша)
- •Микросхемы синхронной динамической памяти sdram mt48lc4m32b2
- •Топология печатной платы
- •Интеллектуальное программируемое ядро вычисления диспарантности
- •Симуляционное моделирование работы программируемого ядра
- •Симуляционное моделирование алгоритмов направленного движения
- •Макетная печатная плата
- •Интерфейсное программное обеспечение
- •Интерфейсное программное обеспечение низкого уровня
- •Интерфейсное программное обеспечение высокого уровня
- •Анализ возможности реализации разработанных алгоритмов в системах охраны объектов, системах технического зрения для слепых и слабовидящих, беспилотных транспортных систем
- •Описание экспериментов и результаты
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а. Выписка из протокола заседания нтс
- •Приложение б. Список публикаций
- •Приложение в. Результаты, подлежащие регистрации
Федеральное агентство по науке и инновациям
Государственное научное учреждение
Центральный научно исследовательский и опытно-
конструкторский институт робототехники и
технической кибернетики
УДК 004.896;621.865;623.368Экз. №
Номер гос. регистрации
Инв. №
|
|
УТВЕРЖДАЮ |
|
|
Первый заместитель директора ЦНИИ РТК |
|
|
_________________ В.И. Юдин |
|
|
«___» ______________ 2008 г. |
Итоговый научно-технический отчет
«Исследование методов восстановления динамических пространственных сцен для навигации беспилотных транспортных средств и охраны объектов»
Нир 304-5г
|
|
Руководитель работ, зам. главного конструктора ЦНИИ РТК |
|
|
_______________ С.А. Половко |
|
|
«___»____________2008 |
|
|
|
|
|
начальник 14 отдела |
|
|
______________ Е.Ю. Смирнова |
|
|
«___» ____________2008
|
|
|
начальник 23 отдела |
|
|
______________ В.А. Буняков |
|
|
«___» ____________2008
|
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Руководитель темы: зам. главного конструктора, к.т.н., с.н.с.
|
______________ 28.11.2008 г. |
С.А. Половко |
Ответственный исполнитель: ведущий программист |
______________ 28.11.2008 г. |
Д.Н. Степанов |
Исполнители темы: ведущий математик |
______________ 28.11.2008 г. |
М.Н.Дормидонтова |
ведущий программист |
______________ 28.11.2008 г. |
А.В. Бахшиев |
математик 1-й категории |
______________ 28.11.2008 г. |
В.А. Черноножкин |
математик 2-й категории |
______________ 28.11.2008 г. |
С.С. Батурин |
Нормоконтролёр |
______________ 28.11.2008 г. |
|
Реферат
Отчет 76 с., 1 ч., 36 рис., 2 табл., 12 источников, 3 прил.
Ключевые слова: БЕСПИЛОТНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, ВИЗУАЛЬНАЯ НАВИГАЦИЯ, ВИДЕОПРОЦЕССОР.
Объектами исследования в данной работе являются автоматические системы охраны, автономной навигации беспилотных транспортных средств и системы технического зрения для слепых и слабовидящих людей.
Целью работы является повышение эффективности автоматических систем охраны, автономной навигации беспилотных транспортных средств и разработка новых систем технического зрения для слепых и слабовидящих людей.
В результате исследования была представлена система навигации для различных транспортных средств, основанная на комплексном использовании визуальной и инерциальной навигации. Её основными достоинствами являются: меньшая скорость накопления погрешности (по сравнению с инерциальным навигационным системами), возможность полного сброса погрешности при повторном появлении в кадре ранее наблюдаемых элементов окружающей среды, отсутствие зависимости уходов от времени, а также высокая стабильность работы – большая, чем у визуальных навигационных систем.
В результате проведения НИР разработан макет навигационной системы и выполнены исследования, позволившие определить потенциальные возможности таких систем.
Также разработан макет системы телевизионного стереозрения, решающей два типа задач:
решение задачи вычисления диспарантности на стереокадрах;
детекция направленного движения.
В ходе проекта создан макетный образец показывающий возможность интеграции двух различных типов задач в одном устройстве, при этом данный образец пока не является готовым к тиражированию.
Разработанные новые элементы навигационной системы могут применяться в составе различных транспортных средств, таких как мобильные роботы и автомобили. Результаты НИР могут найти широкое применение в различных областях деятельности, в частности, в робототехнике и в социальной сфере – помощь инвалидам по зрению.
Оценка себестоимости обоих разработанных изделий показала, что данные устройства могут иметь достаточно широкую рыночную востребованность в сферах, указанных выше. Совершенствование представленных разработок должно идти по пути повышения тактико-технических характеристик, при достижении более высокого качества решаемых задач приборы имеют возможность занять достойную нишу на мировом рынке.