Разработчики ТУСУРа в гранта РНФ приступили к работе над проектом «Активно-импульсные измерительные системы для навигации автономных мобильных роботов в сложных условиях видения».
В работе над проектом ученых планируют создать датчик, который будет помогать роботам наземного, воздушного и физического транспорта (в том числе беспилотным автомобилям) в условиях замутненной среды распространения оптического (туман, дым, снегопад и т.д.). В основе - метода подавления помехи обратного рассеяния.
«Если мы в условиях тумана посветим фонариком на объект, сформированное им пятно света будет рассеиваться на частичках воды во всех направлениях, в том числе и в обратном. Вячеслав Капустин. - Принцип активно-импульсного наблюдения, который мы планируем использовать для решения этой проблемы, достаточно давно, но мы делаем упор на методы управления сигналами активно-импульсной системы особым образом, чтобы получить необходимые характеристики от датчика ».
Активно-импульсное наблюдение заключается в том, что импульс, который включает подсветку излучается коротким (длительностью в десятки или единицы наносекунд), но очень мощный оптический с установленным параметром. Импульс подсвета может быть излучен в спектральных диапазонах: если мы говорим о подводных аппаратах, то это зеленый свет наименьший показатель в разных измерениях в морской воде, если речь идет об атмосфере, это ИК-диапазон. После этого, через задержку стробирования, отраженный оптический импульс, принимается фотоприём включенным.
«. например, рассеянные на толще тумана, - уточняет молодой учёный. - При нахождении объекта интереса в этом подсвеченном слое (пробегающее животное, пешеход, дорожный знак, препятствие на дороге), мы сможем его детектировать алгоритмами автоматического обнаружения объектов и далее, используя нейросетевые технологии, определить какому классу принадлежит данный объект ».
Учёные ТУСУРа отмечают, что в их цели входит также задача разработки необходимых алгоритмов для того, чтобы датчик сигнализировал о наличии препятствий.
«Но мы хотим пойти дальше: не только обнаруживать препятствия, но и определять, что конкретно там находится, что это препятствие». Если это пешеход, то должна система знать, что перед автомобилем, на стандартной дистанции в условиях тумана находится пешеход, - приводит пример Вячеслав Капустин. - Также наша система распознавать дорожные знаки. Сейчас мы используем ближний ИК-диапазон излучения (850 нанометров), и эта картинка, которую мы получаем, отличается от той, которую можно наблюдать через обычную черно-белую камеру. Наша задача - адаптировать эффективными алгоритмы распознавания и разработанные новые, для их эффективной работы с видеоданными, полученными с помощью активно-импульсной системы ».
В составе группы ученых, вошли 8 человек: магистрантов и аспирантов до кандидатов наук. Объединив усилия, они планируют отработать технологии, которые позволяют создать систему навигации на основе активно-импульсных телевизионных измерительных систем. По мнению автора проекта, прибор, который может появиться в результате исследований, сможет потеснить системы, которые сегодня используются на видном диапазоне, лидары и радары.
«Усилитель активно-импульсной системы обеспечивает независимость от условий освещения, возможность видеть объекты (детектировать их) в замутненных средах и измерять расстояние в каждом пикселе изображения - строить карту глубины, - поясняет Вячеслав Капустин. Благодаря этому можно получить измерительный датчик, который даст возможность беспилотному транспорту, а также системам помощи водителю эффективно оценивать дорожную обстановку в сложных условиях видения ».
