Спосіб забезпечення точності та імовірності місцевизначення літальних апаратів на основі оцінювання крутизни вирішальної функції в області максимуму при використанні сукупності інформативних полів

Реферат: Спосіб забезпечення точності та імовірності місцевизначення літальних апаратів на основі оцінювання крутизни вирішальної функції в області максимуму при використанні сукупності інформативних полів полягає у застосуванні класичного кореляційного алгоритму, що використовує порівняння поточного зображення з еталоном. При цьому формується вирішальна функція, по сукупності полів яскравості та контрасту за допомогою зважування її складових, які відповідають спотворенням поверхні візування, та додаткова оцінка, яка характеризує вплив спотворень на поточне зображення. UA 120923 U (12) UA 120923 U UA 120923 U 5 10 15 20 25 30 35 Запропонована корисна модель належить до галузі навігації та управління рухом і може бути використана для оптимізації процесу визначення просторового положення літальних апаратів (ЛА), а також при створенні сучасних кореляційно-екстремальних систем навігації (КЕСН). Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, вибраним як прототип, є "Спосіб забезпечення точності та імовірності місцевизначення літальних апаратів на основі використання сукупності інформативних полів" [1], що передбачає застосування класичного кореляційного алгоритму, який використовує порівняння поточного зображення з еталоном і ґрунтується на формуванні вирішальної функції по сукупності полів яскравості та контрасту за допомогою зважування її складових, які відповідають спотворенням поверхні візування. Недоліком способу-прототипу є те, що він не визначає ступінь впливу спотворень поверхні візування (ПВ) на результат формування вирішальної функції (ВФ), що не дає можливість забезпечити необхідні точність та імовірність місцевизначення ЛА в умовах спотворень. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб забезпечення точності та імовірності місцевизначення літальних апаратів на основі оцінювання крутизни вирішальної функції в області максимуму при використанні сукупності інформативних полів, який дозволить отримувати команди на корекцію траєкторії КЕСН ЛА в умовах різних типів спотворень ПВ. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у способі-прототипі, який передбачає застосування класичного кореляційного алгоритму, що використовує порівняння поточного зображення з еталоном і ґрунтується на формуванні вирішальної функції по сукупності полів яскравості та контрасту за допомогою зважування її складових, які відповідають спотворенням поверхні візування, додатково формується оцінка, яка характеризує вплив спотворень на поточне зображення (ПЗ). Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у забезпеченні потрібних точності та імовірності місцевизначення ЛА в умовах застосування перешкод, засобів маскування і зниження помітності, природних змін ПВ, що призводять до появи відмінностей ПЗ і еталонного зображення (ЕЗ). На кресленні приведена реалізація запропонованого способу у вигляді структурної схеми алгоритму. Суть запропонованого способу забезпечення точності та імовірності місцевизначення літальних апаратів на основі оцінювання крутизни ВФ в області максимуму при використанні сукупності інформаційних полів полягає у застосуванні класичного кореляційного алгоритму, що використовує порівняння поточного зображення з еталоном та ґрунтується на формуванні вирішальної функції, по сукупності полів яскравості та контрасту за допомогою зважування її складових, які відповідають спотворенням поверхні візування та у додатковій оцінці, яка характеризує вплив спотворень на поточне зображення. Додаткова оцінка ВФ [2] отримується за виразом:   Rmax  max RВФ r  . 40 45 (1)  Відмінність Rmax від значення взаємної кореляційної функції (ВКФ), означає наявність спотворень ПЗ [3].  Оцінене значення Rmax , як результат когерентної обробки зображень, є інтегральною оцінкою впливу спотворень на результат формування ВФ у області прив'язки. Допустимий  вплив спотворень на ВФ визначається шляхом порівняння Rmax із заданим порогом:  R пор  R max  1 . (2) Оскільки такий підхід до визначення спотворень на ПВ дозволяє визначати лише їх наявність, тобто забезпечити їх виявлення, то отримуваний результат характеризується показниками якості виявлення, а значення порогу Rпор визначається умовною імовірністю 50 хибної тривоги у відповідності з визначеним критерієм виявлення. У разі додаткового оцінювання крутизни ВФ в області максимуму при використанні декількох ІП одного датчика забезпечується мінімальне значення помилки місцевизначення.  Шляхом порівняння Rmax зі значеннями відповідних їм параметрів ІП, одержаних на етапі формування ЕЗ, визначається зміна ВФ у області максимуму, яка обумовлена спотвореннями 1 UA 120923 U ПВ. Така зміна максимального значення є узагальненою оцінкою спотворення ІП при повному суміщенні ПЗ та ЕЗ та визначається співвідношеннями:     R ПКАЯ r   K ПКАЯ r   R max ПК АЯ r  ,     RПКАК r   K ПКАК r   R maxПК АК r  ,     R ПКА r   K ПКА r   R max ПК А r  , 5 10 15 20 25 (3) (4) (5)      де RПКАЯ r  , RПКАК r  , та KПКА r  - значення параметрів ІП яскравості, контрасту та їх  сукупності у точці r , одержані на етапі синтезу. Таким чином застосування розробленого способу формування ВФ з додатковою оцінкою параметрів ВФ дозволяє визначати ступінь впливу спотворень ПВ на результат формування ВФ та забезпечувані КЕСН точність і імовірність місцевизначення в умовах спотворень. Окрім цього, за результатами оцінки параметрів ВФ можуть бути визначені умови, коли потрібні значення вимог, що висуваються до КЕСН, не можуть бути забезпечені. Розроблений спосіб передбачає виконання всіх процедур машинним способом, що дозволить скоротити інтервал часу між здобуттям вихідних даних і формуванням польотного завдання. Джерела інформації: 1. Баклицкий В.К. Корреляционно-экстремальные методы навигации и наведения /В.К. Баклицкий - Тверь: ТО "Книжный клуб", 2009. - 360 с. 2. Таршин В.А. Подготовка эталонных изображений для высокоточных корреляционноэкстремальных систем навигации на основе использования прямого корреляционного анализа /В.А. Таршин, A.M. Сотников, Р.Г. Сидоренко, В.В. Мегельбей //Системи озброєння і військова техніка. - X., 2015. - № 2 (42). - С. 142-144. 3. Таршин В.А. Принципы описания фоново-объектовой обстановки для корреляционнноэкстремальных систем навигации Техническое зрение в системах управления - 2015: науч.техн. конф. Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института космических исследований Российской академии наук, 17-19 марта 2015 г.: тезисы докл. - М., 2015. - С. 75-76. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб забезпечення точності та імовірності місцевизначення літальних апаратів на основі оцінювання крутизни вирішальної функції в області максимуму при використанні сукупності інформативних полів, який полягає у застосуванні класичного кореляційного алгоритму, що використовує порівняння поточного зображення з еталоном, який відрізняється тим, що формується вирішальна функція, по сукупності полів яскравості та контрасту за допомогою зважування її складових, які відповідають спотворенням поверхні візування, та додаткова оцінка, яка характеризує вплив спотворень на поточне зображення. 2 UA 120923 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3