Разработчики ТУСУРа в рамках гранта РНФ приступили к работе над проектом «Активно-импульсные телевизионные измерительные системы для навигации автономных мобильных роботов в сложных условиях видения». 

В рамках работы над проектом ученые планируют создать датчик, который будет помогать роботам наземного, воздушного и морского базирования (в том числе беспилотным автомобилям) ориентироваться в условиях замутненной среды распространения оптического излучения (туман, дым, снегопад и т.д.). В основе – применение 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. Для наблюдателя это означает порой критическое падение контрастности объекта, а значит и максимальной дальности его обнаружения, - рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры телевидения и управления Вячеслав Капустин. - Принцип активно-импульсного наблюдения, который мы планируем использовать для решения этой проблемы, известен достаточно давно, но мы делаем упор на разработку методов и средств для управления сигналами активно-импульсной системы особым образом, чтобы получать необходимые характеристики от датчика».

Активно-импульсное наблюдение заключается в том, что устройством подсвета излучается короткий (длительностью в десятки или единицы наносекунд) но очень мощный оптический импульс с определенной частотой. Импульс подсвета может быть излучен в разных спектральных диапазонах: если мы говорим о подводных аппаратах, то это зелёный свет (потому что именно для зеленого света наименьший показатель поглощения в морской воде), если речь идёт об атмосфере, это ИК-диапазон. После этого, через задержку стробирования, отраженный оптический импульс, принимается фотоприёмным устройством.

«Если открывать затвор фотоприёмного устройства только в конкретные моменты времени и на очень небольшую длительность (сотни или десятки наносекунд), то мы сможем как бы выделить слой из наблюдаемой области, принимая отраженные фотоны источника подсвета только от объектов с определенного диапазона дальностей и игнорируя фотоны, 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 к 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 препятствия.

«Но мы хотим пойти дальше: не только обнаруживать препятствия, но и определять, что конкретно там находится, какого рода это препятствие и на каком оно расстоянии. Если это пешеход, то система должна знать, что перед автомобилем, на определенной дистанции в условиях тумана находится пешеход, - приводит пример Вячеслав Капустин. – Также наша система сможет распознавать дорожные знаки. Сейчас мы используем ближний ИК-диапазон излучения (850 нанометров), и картинка, которую мы получаем, отличается от той, которую можно наблюдать через обычную черно-белую камеру. Наша задача – адаптировать существующие алгоритмы распознавания и разработать новые, для их эффективной работы с видеоданными, полученными с выхода активно-импульсной системы».

В составе группы ученых, которые будут работать над проектом, вошли 8 человек: от магистрантов и аспирантов до кандидатов наук. Объединив усилия, они планируют отработать технологии, которые позволят 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 беспилотных автомобилях: камеры видимого диапазона, лидары и радары.

«Преимуществом активно-импульсной системы является ее 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».

Российский научный фонд объявил победителей конкурсов 2021 года на получение грантов. Среди них – девять проектов молодых учёных Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники. Проект «Активно-импульсные телевизионные измерительные системы для навигации автономных мобильных роботов в сложных условиях видения», доцента кафедры ТУ Вячеслава Капустина стал победителем конкурса «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых».

Изображение: ТУСУР

Похожие новости

  • 22/07/2020

    Историю научно-технического прорыва вуза изучат в ТУСУРе

    ​Сотрудник ТУСУРа Виктор Расколец изучит историю научно-технического прорыва Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники в советское время. На свою работу исследователь получил грант РНФ для молодых учёных.
    897
  • 19/11/2018

    Работы ТУСУРа помогут развитию космической отрасли

    ​ТУСУР принял участие в обсуждении перспектив развития космической отрасли для реализации цифровой экономики, состоявшемся по инициативе технологической платформы «Национальная информационная спутниковая система».
    1046
  • 01/09/2021

    Диплом за лучший доклад, подписание соглашения о сотрудничестве, участие в выставке и круглые столы: ТУСУР на форуме «Армия — 2021»

    Делегация Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники приняла участие в международном научно-техническом форуме «Армия — 2021». Сотрудники университета провели несколько круглых столов, выступили на пленарных заседаниях, подписали соглашение о сотрудничестве.
    352
  • 24/12/2020

    Отчетная конференция Российского фонда фундаментальных исследований «Проекты молодых ученых Томской области в рамках реализации «Стратегии научно-технологического развития»

    Были представлены доклады по 2-м тематическим направлениям: «Фундаментальные исследования в технических науках, направленные на социально-экономическое развитие Томской области, и «Фундаментальные исследования в естественных науках и здравоохранении, направленные на развитие Томской области».
    692
  • 24/12/2020

    Алексей Гоголев: «Мы сумели выполнить все обязательства и не снизить планку»

    И.о. руководителя Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ рассказал о достижениях коллектива школы в 2020 году, планах и задачах на следующий год.  2020 год в силу понятных причин стал для нас крайне непростым, но мы достойно выдержали удар, сумев выполнить все обязательства по грантам, программам, не допустить снижения основных индикаторов исследовательской деятельности.
    1189
  • 30/03/2017

    ТУСУР завершает работу по созданию интеллектуальных покрытий для космических аппаратов

    В лаборатории радиационного и комического материаловедения ТУСУРа завершаются работы по созданию интеллектуальных отражающих покрытий на основе соединений титаната бария, нанесённых детонационным методом.
    2126
  • 07/04/2021

    Три научных группы Томского политехнического университета выиграли гранты на поддержку своих проектов

    ​​Научная группа, которой руководит кандидат физико-математических наук Алексей Шевелев, трудится над созданием более дешевых и эффективных резонаторов, которые применяются в ускорителях частиц, в том числе, Большом адронном коллайдере.
    749
  • 13/08/2019

    В Томске представят новые виды защиты для снижения уровня киберпреступности

    ​В Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники стартовала регистрация на молодёжный форум Information Security of the Internet and Business – ISIB’19, который соберёт ведущих специалистов в области информационной безопасности.
    1617
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    927
  • 09/11/2020

    Археологи ТГУ нашли по космоснимкам древние рудники в Горном Алтае

    ​​Сотрудники междисциплинарной археологической лаборатории «Артефакт» при поддержке РНФ изучают древние технологии добычи железа в Южной Сибири. В частности, они проводят исследования в Горном Алтае, где металлургия железа была развита уже в середине I тыс.
    824