Алгоритм оперативного наведення засобів вимірювально–керувального вузла кіберфізичної системи на рухомий об’єкт

Abstract

За результатами аналізу літературних джерел встановлено. що одними з основних вузлів кіберфізичних систем є вимірювально–керувальні вузли. Одним із завдань, розв’язання яких покладено на такі вузли, є наведення засобів спостереження за рухомими об’єктами. Запропоновано алгоритм наведення, який полягає в оперативному опрацюванні результатів спостережень, передбаченні найімовірнішого напрямку руху та формуванні команд для максимального наближення зображення рухомого об’єкта до центра інформаційного кадру. Розроблений алгоритм базується на алгоритмі навчання з підкріпленням DDPG. Засоби розпізнавання реалізовують можливості моделі YOLOv3. Використані додаткові програмні фільтри для покращення якості розпізнавання. Алгоритм верифіковано на експериментальній фізичній моделі з використанням дрона. Результати експериментальних досліджень підтвердили функціонування алгоритму наведення в реальному часі.

As a result of the analytical review, it was established that smart sensor units are one of the main components of the cyber–physical system. One of the tasks, which have been entrusted to such units, are targeting and tracking of movable objects. The algorithm of targeting on such objects using observation equipment has been considered. This algorithm is able to continuously monitor observation results, predict the direction with the highest probability of movement and form a set of commands to maximize the approximation of a moving object to the center of an information frame. The algorithm, is based on DDPG reinforcement learning algorithm. The algorithm has been verified on an experimental physical model using a drone. The object recognition module has been developed using YOLOv3 architecture. iOS application has been developed in order to communicate with the drone through WIFI hotspot using UDP commands. Advanced filters have been added to increase the quality of recognition results. The results of experimental research on the mobile platform confirmed the functioning of the targeting algorithm in real–time.