Методическое пособие 802

ри для улучшения условий труда на производствах / В.С. Иванова, С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 1. - С. 48 -55.

15.Zvyagintseva, A.V. Increase of solubility of hydrogen in electrolytic alloys NI-B / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 519-528.

16.Zvyagintseva, A.V. Laws of diffusion of hydrogen in electrolytic alloys on the basis of nickel / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 529-534.

17.Звягинцева, А.В. Моделирование воздействия ртутьсодержащих отходов объектов техносферы на окружающую среду и разработка мероприятий по охране атмосферного воздуха / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов.

-2019. - Т. 12. - № 3. - С. 17-26.

18.Звягинцева, А.В. Моделирование техногенного воздействия ТЭЦ на окружающую среду и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3.

-С. 27-34.

19.Звягинцева, А.В. Оценка процесса техногенного загрязнения атмосферы объектами теплоэнергетики и разработка инженерно-технических природоохранных мероприятий / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, Н.В. Мозговой // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. - С. 34-41.

20.Сазонова, С.А. Математическое моделирование параметрического резерва систем теплоснабжения с целью обеспечения безопасности при эксплуатации / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко, А.В. Звягинцева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 3. -

С. 71-77.

ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж

A.I. Tishchenko, А.V. Sushko

USING THE METHOD OF SEQENTIAL ANALYSIS TO CALCULAT

THENUMBER OF FLIGHTS OF UNMANNED AERIAL VEHICLES

IN THESEARCH AREA PEAPL

The article discuses a mathematical model for calculating the number of flights of unmanned aerial vehicles in the head of search and rescue operations to stop or extend the complex of measures to save people.

Key words: complex with unmanned aerial vehicle, search of people, the method of sequential analysis, decision making, search and rescue operations.

Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named

after professor N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin», Voronezh

101

УДК 519.816

А.А. Плешкевич, А.А. Литвинов, В. Свищо

ДЕШИФРИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ПО МАТЕРИАЛАМ ВОЗДУШНОЙ РАЗВЕДКИ НА ОСНОВЕ БИБЛИОТЕК МАШИННОГО ЗРЕНИЯ

В статье описывается подход к дешифрированию объектов, по изображению, полученному в ходе воздушной разведки. Особенностью подходов является описание объекта при помощи библиотек машинного зрения – нахождение контура объекта, выделение его параметров и определение его к определенному классу объектов.

Ключевые слова: дешифрирование, распознавание, объект на изображении, обработка изображений, машинное зрение.

Введение. Развитие цифровых технологий приводит к потребности автоматизации дешифрирования снимков аэрофоторазведки. На текущий момент цифровые технологии широко применяются в новых технологиях воздушной разведки. Быстрое изменение остановки на местности разведывания приводит к необходимости в увеличении оперативности обработки разведывательных данных оператором.

Целью статьи является разработка подходов к дешифрированию объектов по материалам воздушной разведки на основе библиотек машинного зрения.

Основная часть. Дешифрирование снимков - процесс получения информации об объектах местности по их изображениям на снимках [1]. В рассматриваемом подходе первым этапом является выделение контуров объектов.

После преобразования изображения в бинарную картину, для нахождения контуров объекта производим морфологический анализ бинарного изображения. Метод позволяет выделять объекты выбранной интенсивности, либо цветовой гаммы. При разработке метода ис-

пользовалась библиотека IMAQVision для NationalInstrumentsLabVIEW 2014. Данный мо-

дуль позволяет использовать методы машинного зрения. Для задачи бинаризации изображе-

ния по заданному порогу используется функция IMAQThreshold. После этого производятся морфологический анализ изображения – удаление мелких частей, объектов граничащих с краем изображением, заполнением дыр и др. На основании данного подхода были выделены контуры самолетов находящихся на стоянке аэродрома (рис. 1).

Второй подход, который применяется в качестве выделения контуров объекта метод

Канни (функция IMAQ CannyEdgeDetection), позволяющий выделить резкие перепады интенсивностей на изображении [3]. Такой подход позволяет более точно определить контуры объекта, но при этом метод чувствителен к шумам (рис. 2.).

Объединение описанных выше алгоритмов, позволяет увеличить точность определение контура объекта. По окончанию первого этапа мы имеем выделенные контуры по цветовой гамме или яркости пикселя с повышенной точностью, обеспеченной методом Канни.

Второй этап состоит в выделении признаков контура. Для этого используется скелет

контура. В LabVIEW мы использовали функцию IMAQSkeleton. Выделяются конечные и узловые точки скелета. Полученные точки аппроксимируются. Результат аппроксимации точек при выявлении объекта типа «самолёт» - линия, соответствующая направлению и длине корпуса (рис. 3).

На примере самолета (рис. 3) можно увидеть, что структура скелета объекта соответствует объекту. Построив граф расстояний от каждого узла, можно определить как направление ветви дерева, так и дальность узлов друг относительно друга.

_________________________________

© Плешкевич А.А., Литвинов А.А., Свищо В., 2019

102

8.Чабала, Л.И. Экологическая безопасность человека / Л.И. Чабала, А.В. Звягинцева, В.А. Чабала // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2010. - Т. 6. - № 2. - С. 100-102.

9.Сазонова, С.А. Решение задачи статического оценивания систем теплоснабжения

/Сазонова С.А. // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2011. - Т. 7. - № 5. - С. 43-46.

10.Звягинцева, А.В. Мониторинг стихийных бедствий конвективного происхождения по данным дистанционного зондирования с метеорологических космических аппаратов: монография / А.В. Звягинцева, А.Н. Неижмак, И.П. Расторгуев. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2013. - 162 с.

11.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и совершенствование мероприятий по улучшению условий труда на горно-обогатительном комбинате / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. - С. 10-16.

12.Звягинцева, А.В. Моделирование неорганизованных выбросов пыли и газов в атмосферу при взрывных работах на карьерах горно-обогатительных комбинатов / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т.

12. - № 2. - С. 17-25.

13.Звягинцева, А.В. Моделирование процессов и разработка мероприятий по сокращению пылегазовыделения на карьерах горно-обогатительного комбината / А.В. Звягинцева, С.А. Сазонова, В.В. Кульнева // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 2. -

С. 26-32.

14.Асминин, В.Ф. Функциональные и конструктивные особенности облегченных звукоизолирующих панелей / В.Ф. Асминин, Е.В. Дружинина, С.А. Сазонова, Д.С. Осмоловский // Вестник Воронежского института высоких технологий. - 2019. - № 2 (29). - С. 4-7.

15.Иванова, В.С. Физическое моделирование аппарата пылеочистки скруббер Вентури для улучшения условий труда на производствах / В.С. Иванова, С.Д. Николенко, С.А. Сазонова, В.Ф. Асминин // Моделирование систем и процессов. - 2019. - Т. 12. - № 1. - С. 48 -55.

16.Zvyagintseva, A.V. Increase of solubility of hydrogen in electrolytic alloys NI-B / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 519-528.

17.Zvyagintseva, A.V. Laws of diffusion of hydrogen in electrolytic alloys on the basis of nickel / A.V. Zvyagintseva, Y.N. Shalimov // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. - 2011. - Т. 2. - С. 529-534.

ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военновоздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж

A. Pleshkevich, A, Litvinov, V.Svicho

DECRYPTION OF OBJECTS BASED ON AIR RECONNAISSANCE MATERIALS ON THE

BASIS OF COMPUTER SIGHT LIBRARES

The article describes the approach to deciphering objects, according to the image obtained during aerial reconnaissance. The peculiarity of the approaches is the description of the object with the help of the libraries of machine vision – finding the outline of the object, highlighting its parameters and defining a certain class of objects.

Key words: decryption, recognition, object in the image, image processing, machine vision.

Federal State Official Military Educational Institution of Higher Professional Education Military Educational Research Centre of Air Force «Air Force Academy named

after professor N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin», Voronezh

105

УДК 551.508

С.А. Дьяков, Д.В. Булгин, Д.А. Холодов

МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ НА АЭРОДРОМЕ ГОСУДАРСТВЕННОЙ АВИАЦИИ

Представлены методические аспекты развития технических гидрометеорологических средств мониторинга параметров атмосферы на аэродроме государственной авиации. Рассматриваются предложения по модернизации базисных фотометров ФИ-3, мобильных автономных пунктов приёма космической метеорологической информации «Сюжет-МБ» и оборудования подвижных метеорологических станций. Приводится схема организации гидрометеорологического обеспечения аэродрома государственной авиации, учитывающая новые технические средства в области гидрометеорологии, связи и телекоммуникаций, развитие геоинформационных технологий.

Ключевые слова: технические средства гидрометеорологической службы, средства мониторинга параметров атмосферы, гидрометеорологическое обеспечение, метеорологическая оптическая дальность, метеорологическая дальность видимости, аэродром государственной авиации, подвижные метеорологические станции.

Как следует из определения цели гидрометеорологического обеспечения, необходимо снижать влияние гидрометеорологических условий (ГМУ) на действия войск. А это возможно, если в процессе модернизации существующих и внедрения новых технических средств в области гидрометеорологии придерживаться основных принципов развития технических средств зондирования атмосферы, направленных на дальнейшее повышение:

-точности измерения метеорологических величин;

-оперативности и автоматизации обработки метеорологической информации, за счет широкого использования вычислительной техники и новых технологий её получения, обработки и представления;

-мобильности, надежности и ресурса работы.

В работе рассматриваются методические аспекты развития технических средств гидрометеорологической службы (ТСГМ) для обеспечения аэродромов государственной авиации, которые должны способствовать совершенствованию основных направлений развития ТСГМ применительно к метеорологическому подразделению авиационного полка, который базируется на аэродроме. А это в первую очередь, внедрение новых технических средств в области гидрометеорологии, связи и телекоммуникаций, развитие геоинформационных технологий.

Как показано в табл. 1, на перспективу точность измерения метеорологических величин к 2025 году должна измениться в сторону улучшения, особенно по измерению метеорологической оптической дальности (МОД), характеризующей метеорологическую дальность видимости (МДВ). При этом хотелось бы остановиться на проблемах, которые могут возникнуть при улучшении приборов по измерению МОД, базисных фотометров ФИ-3, включенных во внедряемый в настоящее время аэродромный метеорологический радиотелеметрический информационно-измерительный комплекс (АМРИИК).

Анализ погрешностей определения МОД базисным фотометром ФИ-3, представленные в табл. 2, показывает, что требования ИКАО в основном выполняются, за исключением с σSM< 10% в интервале МОД 600 – 1500 м для баз 50 и 70 метров, так как верхний предел для базы 50

м – 800 м, а 70 м – 1100 м.

Перспективные требования для фотометров на 2025 год с σSM< 5% до 500 м не выполняются по верхнему пределу для баз 50 и 70 м, а с σSM< 10% в интервале 500 – 25000 м не выполняется по верхнему пределу для всех баз.

Из проведенного анализа можно сформулировать основные направления повышения точности измерения МОД базисными фотометрами:

1. Уменьшение ошибки фотометрирования за счет совершенствования элементной базы ФПУ и источников измерения.

_________________________________

© Дьяков С.А., Булгин Д.В., Холодов Д.А., 2019

106

2. Для обеспечения всего диапазона измерений, согласно требований ИКАО и планируемых на 2025 год, необходимо использование не мене 3-х баз, а также увеличение (уменьшение) длин базисных линий в верхнем (нижнем) диапазоне измерения МОД.

Таблица 1 Рекомендуемая точность измерения метеорологических величин на 2025 г

С учетом повседневной деятельности авиационного полка в мирное время, выполнения этапов подготовки, выполнения и разбора полетов государственной авиации необходимо уточнить перечень технических средств, которые позволят измерять, доставлять и визуализировать необходимую гидрометеорологическую информацию.

Для выполнения данных требований разработана схема организации гидрометеорологического обеспечения в авиационном полку, представленная на рис. 1.

Для реализации такого качества, как оперативности получения и передачи информации, который очень важен для метеоподразделения, должна быть организована проводная

107

локально-вычислительная сеть на аэродроме и беспроводная между соседними аэродромами, и, с учетом ведущихся в настоящее время опытно-конструкторских работ в МО РФ, это будет реализовано благодаря модернизации аппаратно-программного комплекса АРМ-ВГМ-М, который в отличие от своего предшественника должен не только принимать информацию, но и передавать. Соединение внешней беспроводной сети с локальной на военном аэродроме позволит усилить контроль со стороны вышестоящего штаба и разгрузить узлы связи полков, которые очень перегружены в период прохода докладов, особенно когда проводятся учения.

Рис. 1. Схема организации гидрометеорологического обеспечения аэродрома государственной авиации

Наличие спутникового и проводного канала связи, особенно для обеспечения такого качества, как мобильности, недостаточно. Необходимо восстанавливать систему получения факсимильных карт погоды по КВ-радиоканалу, которая бы сейчас использовала не старые факсимильные аппараты типа "Фиалка", а как в "Сюжете-МБ" (рисунок 2), использовала на компьютере специальное программное обеспечение (СПО) "Fax-MAP", а в качестве радиоприемников - SDR-радиоприемники, которые программно соединяются с ПК и дополняют друг друга, а главное - улучшают качество приема информации, имеют небольшой вес и габариты по сравнению со штатными радиоприемниками, установленными в подвижных метеорологических станциях ПМС-70, 72.

В настоящее время часто при проведении учений в ПМС-70, 72 разворачивают «СюжетМБ», который позволяет принимать факсимильные карты погоды, но на наш взгляд, хорошо было бы реализовать данную возможность в аппаратно-программном комплексе АРМ-ВГМ в качестве резервного канала.

Для наилучшего функционирования системы получения факсимильных карт погоды необходимо еще подумать над устройством антенны КВ-диапазона, которая, на мой взгляд, должна быть обязательно активной или телескопической, с возможностью изменять свою длину. При использовании активной антенны рекомендуется использовать антенну известную как "mini whip", которая построена на базе высокочастотного усилителя с высоким входным сопротивлением и имеет прекрасные рабочие характеристики при весьма малых размерах. Данные антенны в России производит ООО «ФИРМА РАДИАЛ» на примере приемной антенны MW-HF, представленная на рис. 3, которая отлично функционирует в диапазоне 0,5-50 МГц и является уникальным решением по борьбе с помехами местного происхождения, особенно в местах с ограниченным пространством.

108