Система идентификации распознаваемых объектов на участках земной поверхности с использованием беспилотного летательного аппарата Российский патент 2024 года по МПК G06V10/20 G06K17/00 G06F17/40 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности, к системе идентификации распознаваемых объектов на участках земной поверхности с использованием беспилотного летательного аппарата.

Известны подобные технические решения поставленной задачи [1, 2].

Первое из известных технических решений содержит беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, подвесной контейнер с оборудованием, включающим содержит блок датчиков, устройство информационно-командной радиолинии, радионавигационное устройство, модуль целеуказания на гиростабилизированной платформе, включающей контейнер с полезной нагрузкой, видеокамеру, пусковое устройство, лазерный целеуказатель-дальномер и наземную аппаратуру, включающую в свой состав переносное видеоконтрольное устройство с аппаратурой информационно-командной линии, четыре радиомаяка с встроенными оптическим и лазерным информационными каналами [1].

Недостаток данного технического решения заключается в ограниченных функциональных возможностях, не позволяющих реализовать подтверждение подлинности данных идентификации распознаваемых объектов на участках земной поверхности с помощью беспилотного летательного аппарата.

Известно и другое техническое решение, содержащее лазерный локатор, включающий оптическую систему, соединенную через лазерное приемопередающее устройство с блоком управления и устройством цифровой обработки отраженных лазерных сигналов, отличающееся тем, что устройство цифровой обработки отраженных лазерных сигналов выполнено блочной конструкции на перепрограммируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) с параллельной обработкой лазерных 3-D сигналов и содержит последовательно соединенные блок первичной и блок вторичной цифровой обработки 3-D сигналов, блок первичной цифровой обработки 3-D сигналов содержит параллельно соединенные блок определения дальности и угла визирования цели и блок формирования дальностного портрета местности, которого соединен с первой сигнальной шиной блока вторичной обработки 3-D сигналов, а выход блока формирования дальностного портрета местности - через параллельно соединенные блок пространственно-временной фильтрации, блок амплитудной фильтрации и блок амплитудно-временной фильтрации со второй, третьей и четвертой сигнальной шиной блока вторичной обработки 3-D сигналов, блок вторичной цифровой обработки 3-D сигналов содержит последовательно соединенные первую сигнальную шину, генератор эталонов, блок распознавания и блок принятия решения и передачи результатов распознавания, причем второй вход генератора эталонов соединен с через блок определения «центра тяжести» изображения со вторым входом блока распознавания и дополнительно через блок выделения MHO на подстилающей поверхности - с второй и третьей сигнальными шинами блока вторичной цифровой обработки 3-D сигналов, четвертая сигнальная шина которого соединена через блок определения наличия у MHO оптико-электронных средств (ОЭС) или средств противодействия со вторым входом блока принятия решения, управляющий вход/выход которого, а также управляющие входы/выходы блоков пространственно-временной фильтрации, амплитудной фильтрации и амплитудно-временной фильтрации блока первичной обработки 3-D сигналов, блока распознавания соединены через блок управления с управляющими входами/выходами лазерного локатора, сигнальный выход которого соединен с третьим сигнальным входом блока распознавания [2].

Последнее из перечисленных выше технических решений наиболее близко к заявленному объекту. Его недостаток заключается в ограниченном арсенале технических средств, используемых для проверки подлинности данных идентификации распознаваемых объектов на участках земной поверхности с помощью беспилотного летательного аппарата.

Цель изобретения состоит в расширении арсенала технических средств для идентификации распознаваемых объектов на участках земной поверхности с помощью беспилотного летательного аппарата путем выдачи документальных данных, подтверждающих факт подлинности указанных данных.

Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую модуль приема цифрового описания изображений распознаваемых объектов участков земной поверхности, информационный вход которого соединен с информационным выходом цифровой видеокамеры беспилотного летательного аппарата, а синхронизирующий вход модуля приема цифрового описания изображений распознаваемых объектов участков земной поверхности подключен к синхронизирующему выходу цифровой видеокамеры беспилотного летательного аппарата, модуль синхронизации работы системы, первый синхронизирующий вход которого является синхронизирующим входом системы, модуль верификации данных, один информационный вход которого соединен с информационным выходом модуля приема цифрового описания изображений распознаваемых объектов участков земной поверхности, и сервер базы данных, один информационный выход которого соединен с информационным входом регистра, информационный выход которого соединен с другим информационным входом модуля верификации данных, введены счетчик адресов считываемых данных, счетный вход которого соединен с первым синхронизирующим выходом модуля синхронизации работы системы, компаратор, один информационный вход которого соединен с информационным выходом счетчика адресов считываемых данных, другой информационный вход компаратора подключен к информационному выходу модуля синхронизации работы системы, а синхронизирующий вход компаратора соединен с вторым синхронизирующим выходом модуля синхронизации работы системы, при этом первый синхронизирующий выход компаратора подключен к синхронизирующему входу сервера базы данных, а второй синхронизирующий выход компаратора подключен к установочному входу счетчика адресов считываемых данных и является сигнальным выходом системы, и модуль выдачи документальных данных, информационный вход которого соединен с вторым информационным выходом сервера базы данных, первый синхронизирующий вход модуля выдачи документальных данных подключен к третьему синхронизирующему выходу модуля синхронизации работы системы, второй синхронизирующий вход соединен с вторым синхронизирующим выходом модуля верификации данных, а информационный выход модуля выдачи документальных данных является информационным выходом системы, при этом синхронизирующий вход модуля верификации данных соединен с четвертым синхронизирующим выходом модуля синхронизации работы системы, а первый синхронизирующий выход модуля верификации данных соединен с вторым синхронизирующим входом модуля синхронизации работы системы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема системы, на фиг. 2 - структурная схема модуля синхронизации работы системы, а на фиг. 3 - структурная схема модуля выдачи документальных данных.

Система (фиг. 1) содержит цифровую видеокамеру 1, установленную на борту беспилотного летательного аппарата, модуль 2 приема цифрового описания изображения распознаваемых объектов участков земной поверхности, модуль 3 верификации данных, модуль 4 синхронизации работы системы, счетчик 5 адресов считываемых данных, компаратор 6, сервер 7 базы данных, регистр 8, модуль 9 выдачи документальных данных. На фиг. 1 показаны синхронизирующий 15 вход системы, а также информационный 16 и сигнальный 17 выходы системы.

Цифровая видеокамера 1 беспилотного летательного аппарата (фиг. 1) имеет информационный 30 и синхронизирующий 31 выходы.

Модуль 2 (фиг. 1) приема цифрового описания изображения распознаваемых объектов участка земной поверхности выполнен в виде регистра, имеющего информационный 32 и синхронизирующий 33 входы, а также информационный 34 выход.

Модуль 3 фиг. 1) верификации данных выполнен в виде компаратора, имеющего первый 35 и второй 36 информационные и синхронизирующий 37 входы, а также первый 38 и второй 39 синхронизирующие выходы.

Модуль 4 (фиг. 2) синхронизации работы системы содержит генератор 20 импульсов, триггер 21, регистр 22, элемент 23 И, элемент 24 ИЛИ, элементы 25 - 27 задержки. На чертеже показаны первый 15 и второй 18 синхронизирующие входы, а также информационный 41 выход, и первый 42, второй 43, третий 44 и четвертый 45 синхронизирующие выходы. Регистр 22 предназначен для постоянного хранения константы - заданного числа ячеек памяти сервера 7 базы данных, содержащих документальные данные, идентифицирующие проверяемые участки земной поверхности.

Счетчик 5 (фиг. 1) адресов считываемых данных имеет счетный 47 и установочный 48 входы, а также информационный выход 49.

Компаратор 6 имеет первый 50 и второй 51 информационные входы, синхронизирующий 52 вход, а также первый 53 и второй 54 синхронизирующие выходы.

Сервер 7 (фиг. 1) базы данных имеет информационный 55 и синхронизирующий 56 входы, а также первый 57 и второй 58 информационные выходы.

Регистр 8 (фиг. 1) имеет информационный 59 и синхронизирующий 60 входы, а также информационный 61 выход.

Модуль 9 (фиг. 3) выдачи документальных данных содержит регистр 62 и элементы 63 И группы. На чертеже показаны информационный 64, первый 65 и второй 66 синхронизирующие входы, а также информационный 6 выход.

Система работает следующим образом.

Для идентификации распознаваемых объектов выбранного участка земной поверхности по их цифровому изображению с помощью цифровой видеокамеры 1 беспилотного летательного аппарата формируется цифровое описание распознаваемых объектов данного участка земной поверхности, которое с информационного 30 выхода цифровой видеокамеры 1 поступает на информационный 32 вход модуля 2 и заносится в него синхронизирующим импульсом, поступающим с выхода 31 цифровой видеокамеры на синхронизирующий 33 вход модуля 2.

С информационного 34 выхода модуля 2 цифровое описание распознаваемых объектов данного участка поступает на один информационный 35 вход модуля 3.

Параллельно с этим, на синхронизирующий 15 вход модуля 4 поступает импульс запуска системы, который подается на прямой вход триггера 21 и устанавливает последний в единичное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода триггера 21 открывается элемент 23 И, и импульс с выхода генератора 20, проходит через элемент 23 И, и далее, во-первых, поступает на установочный вход триггера 21, возвращая его в исходное состояние, при котором низким потенциалом с прямого выхода триггера 21 элемент 23 И будет закрыт.

Во-вторых, этот же импульс проходит через элемент 24 ИЛИ на первый синхронизирующий выход 42 модуля 4, откуда он поступает на счетный 47 вход счетчика 5, фиксирующего первый адрес считывания данных из базы данных сервера 7.

Кроме того, синхронизирующий импульс с выхода элемента 24 ИЛИ модуля 4 последовательно задерживается элементами 25-27 задержки, с выходов которых синхронизирующие импульсы будут последовательно выданы на второй 43, третий 44 и четвертый 45 синхронизирующие выходы модуля 4 соответственно.

С выхода 49 счетчика 5 адрес считываемых данных поступает на адресный 55 вход сервера 7 базы данных.

Параллельно с этим, с выхода 49 счетчика 5 адрес считываемых данных поступает на один информационный вход 50 компаратора 6, на другой информационный 51 вход которого с информационного 41 выхода регистра 22 модуля 4 выдается код заданного числа считываемых ячеек памяти сервера 7 базы данных, а на синхронизирующий 52 вход компаратора 6 поступает импульс синхронизации с второго синхронизирующего 43 выхода модуля 4.

Учитывая, что к данному моменту времени показания счетчика 5 будут намного меньше заданного числа ячеек, подлежащих считыванию, то в результате сравнения этих чисел компаратор 6 формирует синхронизирующий импульс на своем выходе 53, который поступает на синхронизирующий 56 вход сервера 7 базы данных, в качестве которого выступает первый канал прерывания сервера 7 базы данных.

С приходом синхронизирующего импульса на вход 56 сервер 7 базы данных переходит на программу считывания содержимого ячейки памяти по адресу, указанному на адресном входе 55 сервера 7 базы данных, и выдачи данных на информационные 57 и 58 выходы.

Структура кодограммы на указанных выходах будет иметь следующий вид:

С выхода 57 сервера 7 базы данных цифровое описание распознаваемых объектов заданного участка земной поверхности поступает на информационный 59 вход регистра 8, в который оно заносится синхронизирующим импульсом с третьего синхронизирующего 44 выхода модуля 4, а с выхода 58 сервера 7 базы данных документальные данные, удостоверяющие подлинность цифрового описания распознаваемых объектов данного участка земной поверхности, поступают на информационный 64 вход модуля 9, в который они заносятся тем же синхронизирующим импульсом с третьего синхронизирующего выхода модуля 4.

С информационного 61 выхода регистра 8 цифровое описание распознаваемых объектов заданного участка земной поверхности поступает на один информационный 36 вход модуля 3 верификации данных, на другой информационный 35 вход которого с выхода 34 регистра 2 подается код цифрового описания распознаваемых объектов участка земной поверхности, полученного с выхода цифровой видеокамеры 1.

Если в результате сравнения кодов, цифровое описание распознаваемых объектов участка земной поверхности, полученное с цифровой видеокамеры, и цифровое описание распознаваемых объектов участка земной поверхности, полученное из базы данных сервера 7 совпадать не будут, то на выходе 38 модуля 3 формируется импульс, который поступает на синхронизирующий 18 вход модуля 4, проходит элемент 24 ИЛИ модуля 4, и далее с синхронизирующего 42 выхода модуля 4 вновь поступает на счетный вход счетчика 5 и далее описанный выше процесс повторяется описанным выше образом до тех пор, пока компаратор 6 не зафиксирует факт окончания считывания всех ячеек памяти сервера 7 путем сравнения кодов, поступающих с выхода 49 счетчика 5 и с выхода 41 модуля 4, которые к этому моменту времени будут равны между собой.

Компаратор 6 фиксирует этот факт формированием импульса на выходе 54, который, во-первых, поступает на сигнальный 17 выход системы в качестве сигнала о том, что в базе данных сервера 7 системы не обнаружены документальные данные к предъявленному цифровому описанию распознаваемых объектов участка земной поверхности, а, во-вторых, он поступает на установочный 48 вход счетчика 5, возвращая его в исходное состояние.

Если же в результате сравнения кодов, цифровое описание распознаваемых объектов участка земной поверхности, полученное с цифровой видеокамеры, и цифровое описание распознаваемых объектов участка земной поверхности, полученное из базы данных сервера 7 совпадут, то формируется импульс на выходе 39 модуля 3, откуда он поступает па синхронизирующий 68 вход модуля 9 и далее поступает на синхронизирующий вход элементов 63 И группы, обеспечивая тем самым выдачу документальных данных, удостоверяющих цифровое описание распознаваемых объектов участка земной поверхности, на информационный выход 16 системы.

Таким образом, предложенное техническое решение позволило существенно расширить арсенал технических средств для идентификации распознаваемых объектов на участках земной поверхности с помощью беспилотного летательного аппарата путем выдачи документальных данных, подтверждающих факт их подлинности.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания заявки:

1. Патент №2615691 (28.06.2016).

2. Патент №2584793 (02.02.2015) - прототип.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к системе проверки подлинности данных идентификации распознаваемых объектов на участках земной поверхности с помощью беспилотного летательного аппарата. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств для идентификации распознаваемых объектов на участках земной поверхности с помощью беспилотного летательного аппарата путем выдачи документальных данных, подтверждающих факт подлинности указанных данных. Технический результат достигается тем, что система содержит цифровую видеокамеру беспилотного летательного аппарата, модуль приема цифрового описания изображения распознаваемых объектов участка земной поверхности, модуль верификации данных, модуль синхронизации работы системы, счетчик адресов считывания данных, компаратор, сервер базы данных, регистр и модуль выдачи документальных данных. 3 ил.

Система идентификации распознаваемых объектов на участках земной поверхности с использованием беспилотного летательного аппарата, содержащая модуль приема цифрового описания изображений распознаваемых объектов участков земной поверхности, информационный вход которого соединен с информационным выходом цифровой видеокамеры беспилотного летательного аппарата, а синхронизирующий вход модуля приема цифрового описания изображений распознаваемых объектов участков земной поверхности подключен к синхронизирующему выходу цифровой видеокамеры беспилотного летательного аппарата, модуль синхронизации работы системы, первый синхронизирующий вход которого является синхронизирующим входом системы, модуль верификации данных, один информационный вход которого соединен с информационным выходом модуля приема цифрового описания изображений участков земной поверхности, и сервер базы данных, один информационный выход которого соединен с информационным входом регистра, информационный выход которого соединен с другим информационным входом модуля верификации данных, отличающаяся тем, что система содержит счетчик адресов считываемых данных, счетный вход которого соединен с первым синхронизирующим выходом модуля синхронизации работы системы, компаратор, один информационный вход которого соединен с информационным выходом счетчика адресов считываемых данных, другой информационный вход компаратора подключен к информационному выходу модуля синхронизации работы системы, а синхронизирующий вход компаратора соединен с вторым синхронизирующим выходом модуля синхронизации работы системы, при этом первый синхронизирующий выход компаратора подключен к синхронизирующему входу сервера базы данных, а второй синхронизирующий выход компаратора подключен к установочному входу счетчика адресов считываемых данных и является сигнальным выходом системы, и модуль выдачи документальных данных, информационный вход которого соединен с вторым информационным выходом сервера базы данных, первый синхронизирующий вход модуля выдачи документальных данных подключен к третьему синхронизирующему выходу модуля синхронизации работы системы, второй синхронизирующий вход соединен с вторым синхронизирующим выходом модуля верификации данных, а информационный выход модуля выдачи документальных данных является информационным выходом системы, при этом синхронизирующий вход модуля верификации данных соединен с четвертым синхронизирующим выходом модуля синхронизации работы системы, а первый синхронизирующий выход модуля верификации данных соединен с вторым синхронизирующим входом модуля синхронизации работы системы.