Інтелектуальна інформаційна система передачі відеопотоку з мобільного роботу в реальному часі до веб інтерфейсу користувача

Abstract

Актуальність теми зумовлена сучасними військовими конфліктами та швидким розвитком робототехніки й інформаційних технологій. Потреба у безпечних засобах проведення розвідки та спостереження є надзвичайно актуальної [1]. Сучасні бойові дії (наприклад, війна в Україні) демонструють критичну роль безпілотних платформ з можливістю відеотрансляції в реальному часі, які дозволяють операторам швидко оцінити обстановку без ризику для життя персонал [2]. Мета дослідження - розроблення та впровадження інтелектуальної інформаційної системи, що забезпечує передачу відеопотоку з мобільного робота в режимі реального часу до вебінтерфейсу оператора. Предмет дослідження - методи та програмно-апаратні засоби реалізації інтелектуальної системи такої передачі (включно з алгоритмами розпізнавання облич і засобами дистанційного керування роботом через вебінтерфейс). Основні завдання дослідження: 1. Проаналізувати сучасні рішення та технології у сфері передачі відео з роботизованих платформ і на цій основі спроєктувати архітектуру системи (мобільний робот з камерою, бездротовий канал, сервер з вебінтерфейсом); 2. Реалізувати модуль захоплення та трансляції відео з робота в реальному часі; 3. Реалізувати модуль розпізнавання облич у відеопотоці; 4. Розробити вебінтерфейс для відображення відео та дистанційного керування роботом; 5. Протестувати прототип системи та оцінити якість відеозв’язку і точність розпізнавання. Наукова новизна отриманих результатів полягає, що у ході роботи створено працездатний прототип системи, що забезпечує стабільну трансляцію відео від мобільного робота до вебінтерфейсу з мінімальною затримкою. Реалізовано функцію автоматичного розпізнавання облич на відеопотоці в реальному часі та інтегровано її в інтерфейс користувача. Забезпечено можливість дистанційного керування роботом на основі отриманого відео. Тестування підтвердило, що відеопотік передається безперервно з прийнятною якістю, а розпізнавання облич працює з високою точністю в умовах фактичного використання робота. Розроблена система може застосовуватися для дистанційної розвідки та відеомоніторингу небезпечних чи важкодоступних зон (наприклад, на полі бою або при ліквідації наслідків аварій), а також у операціях з пошуку, порятунку операціях та патрулюванні територій. Це дозволяє зменшити ризики для персоналу і прискорити отримання критично важливої інформації. В цілому, робота демонструє, як інтеграція сучасних методів системного аналізу, алгоритмів комп’ютерного зору та вебтехнологій дозволяє створити інноваційну робототехнічну платформу, що повністю відповідає актуальним вимогам ринку та має значний потенціал для подальшого розвитку. Запропонований прототип є прикладом ефективного використання таких підходів: система поєднує в собі модулі реального часу для відеотрансляції, алгоритми розпізнавання облич, а також гнучкий вебінтерфейс для дистанційного керування. Такий підхід забезпечує високу адаптивність до змін, дозволяє швидко інтегрувати нові компоненти (наприклад, додаткові сенсори, модулі штучного інтелекту чи автономного прийняття рішень) і розширювати функціональність системи у відповідь на нові виклики. Саме гнучкість і можливість масштабування є ключовими факторами для успішної реалізації інноваційних робототехнічних систем як у військовій, так і в цивільній галузях. Апробація результатів проведеного дослідження були апробовані на X Міжнародно науково-практична конференції “CURRENT TRENDS IN SCIENTIFIC RESEARCH DEVELOPMENT” (8-10 травня, 2025 м. Бостон, США) із публікацією статті Огоновський Ю.Ю., Василюк А.С. Реалізація стабільної та швидкої передачі відеопотоку з мобільного робота до веб-інтерфейсу користувача

The relevance of this topic is dictated by the realities of modern military conflicts and the rapid advancement of robotics and information technologies. The need for secure means of conducting reconnaissance and surveillance has become especially acute [1]. Recent warfare (such as the war in Ukraine) has underscored the critical importance of unmanned platforms with real-time video streaming capabilities, enabling operators to rapidly assess the situation without risking personnel lives [2]. Goal of research: The primary objective is the development and implementation of an intelligent information system that ensures real-time video streaming from a mobile robot directly to an operator's web interface. Scope of research: The scope encompasses methods and hardware/software tools for realizing such an intelligent system, including facial recognition algorithms and remote control of the robot via a web interface. Study object: The study object is the process of real-time video streaming from a mobile robotic platform to a remote user. Main tasks of the research: 1. To analyze current solutions and technologies in the field of video transmission from robotic platforms and, based on this, to design the system architecture (mobile robot with camera, wireless channel, server with web interface). 2. To implement a module for capturing and transmitting real-time video from the robot. 3. To implement a facial recognition module in the video stream. 4. To develop a web interface for video display and remote control of the robot. 5. To test the system prototype and evaluate the quality of video communication and recognition accuracy. Novelty of the research results. A fully functional prototype was developed during this study, ensuring stable video streaming from a mobile robot to the web interface with minimal latency. The system provides real-time automated facial recognition in the video stream, seamlessly integrated into the user interface. Remote robot control based on the received video is also supported. Testing demonstrated uninterrupted video transmission with acceptable quality and high facial recognition accuracy in real-world scenarios. Briefly put research results: The developed system can be applied for remote reconnaissance and video monitoring in hazardous or hard-to-reach environments (e.g., on the battlefield or during disaster response), as well as in search and rescue operations and territorial patrol. This technology reduces risks for personnel and accelerates the acquisition of mission-critical information. Overall, the work demonstrates how the integration of modern systems analysis techniques, computer vision algorithms, and web technologies enables the creation of an innovative robotics platform that fully meets current market demands and has substantial potential for further development. The proposed prototype exemplifies the effective use of these approaches: the system combines real-time video streaming modules, facial recognition algorithms, and a flexible web interface for remote control. This approach ensures high adaptability to change, allowing rapid integration of new components (such as additional sensors, artificial intelligence modules, or autonomous decision-making units) and expanding the system's functionality in response to emerging challenges. Flexibility and scalability are crucial for the successful deployment of innovative robotics systems in both military and civilian domains. Research validation. The results were presented and validated at the 10th International Scientific and Practical Conference “CURRENT TRENDS IN SCIENTIFIC RESEARCH DEVELOPMENT” (May 8-10, 2025, Boston, USA) with the publication: Ohonovskyi Y.Y., Vasilyuk A.S. “Implementation of Stable and Rapid Video Streaming from a Mobile Robot to a User Web Interface.”