Математическая модель функционирования активного канала изделия при распознавании объекта

При моделировании решения задач отслеживания и распознавания наземные цели случайным образом устанавливаются на цифровой карте местности. Основными параметрами цифровой карты местности являются линейный размер сцены, шаг сетки и число объектов.

Например, на рисунке 3.2.1 изображена цифровая карта местности с размером сцены 1 км, шагом сетки 100 м и числом наземных объектов 20.

Рисунок 3.2.1 – Цифровая карта с установленными объектами

Положение наземных объектов в квадратах электронной карты местности иллюстрируется рисунком 3.2.2.

Рисунок 3.2.2 – Положения наземных объектов

Принцип моделирования одного такта работы канала показан на рисунке 3.2.3.

Рисунок 3.2.3 – Моделирование работы пассивного канала

На левом верхнем рисунке для высоты дана область захвата цифровой карты местности. Состояние приемной матрицы канала с пятью захваченными объектами левым верхним выделенным объектов показано на левом нижнем рисунке. На правом нижнем рисунке в увеличенном виде показан образ выделенного объекта на приемной матрице. На правом верхнем рисунке в увеличенном виде показан сам выделенный объект на цифровой карте местности.

Изложим алгоритм отслеживания объектов в канале на примере, изображенном на рисунке 3.2.4.

Рисунок 3.2.4 – Три такта отслеживания

Согласно предлагаемому алгоритму автомат отслеживания находится в двух состояниях: «Поиск» и «Слежение». В исходном состоянии автомат находится в состоянии «Поиск». В состоянии «Поиск» на приемной матрице пассивного канала строятся контуры всех объектов. Среди построенных контуров выбирается тот, центр которого ближе всего расположен к верхней границе приемной матрицы, как слева на рисунке 8.3. После построения контура автомат переходит в состояние «Слежение», в котором он осуществляет отслеживание выбранного объекта. С этой целью на каждом кадре заносятся в память текущие пиксельные координаты центра отслеживаемого объекта. На вновь полученном кадре вначале на приемной матрице пассивного канала строятся контуры всех объектов, а затем среди построенных контуров выбирается тот, центр которого ближе всего расположен снизу к хранящемуся в памяти центру отслеживаемого объекта, как в центре на рисунке 3.2.4. В память записываются новые пиксельные координаты отслеживаемого объекта и процедура продолжается. Если для записанного в память центра объекта выбор нового контура осуществить не удается из-за выхода отслеживаемого объекта за нижнюю границу приемной матрицы, как справа на рисунке 3.2.4, автомат переходит в состояние «Поиск» и все повторяется для новых объектов.

На рисунке 3.2.5 дан пример отслеживания объекта в канале (верхние пять рисунков) и построения его изображения в лазерном канале (нижние пять рисунков).

Рисунок 3.2.5 – Отслеживание наземной цели

Направление полета летательного аппарата указано вектором скорости. Положение отслеживаемого объекта отмечено красным крестиком. Красной пунктирной прямой изображена проекция оптической оси лазерного канала на цифровую карту местности. При полете летательного аппарата направленная на отслеживаемый объект оптическая ось лазерного канала поворачивается в пространстве. Это приводит к наблюдаемому на нижних пяти рисунках эффекту поворота изображения ТО на приемной матрице лазерного канала. В частности, наличие изображений одного и того же объекта, получаемых из разных ракурсов позволяет повысить вероятность его правильного распознавания.

Дата добавления: 2014-10-17