Повышение эффективности проведения гидролокационной съемки и построения цифровых моделей рельефа дна

Объектом исследования являются алгоритмы, методы и модели обработки гидролокационных изображений. Цель — разработка алгоритмов повышения точности исследования поверхности дна, обнаружения и привязки к координатам донных объектов и построения цифровых моделей рельефа дна. Методами научного исследования в рамках НИР являются: системный анализ, имитационное моделирование, численные методы, методы математической статистики, методы цифровой обработки изображений, в том числе с использование искусственных нейронных сетей. В рамках выполнения текущего этапа были получены следующие научные результаты: 1.Предложены и реализованы методы SLAM и vSLAM для применения на гидролокационных изображениях совместно с комплексной навигационной системой. Предложен алгоритм перемещения подводного необитаемого аппарата при проведении площадной съемки для повышения эффективности работы алгоритмов SLAM. 2.Реализованы модель и метод реконструкции поверхности дна по данным гидроакустической съемки. Уточнение положение аппарата проводилось с помощью алгоритмов SLAM и vSLAM. Модель выполнена в среде математического моделирования Matlab (может так же исполняться в системе Octave), метод реализован на языке java для исполнения в среде управления и контроля Neptus. 3.Программное обеспечение для информационно-управляющей системы автономного необитаемого надводного аппарата. 4. «Поисковый алгоритм» выполнения миссии, заключающийся в автоматическом формировании плана будущих миссии за счет автоматического поиска объекта интереса на гидролокационных изображениях, определения их местоположения и последующего предложения настроек проведения обзорного исследования для повышения его эффективности. 5. Разработан алгоритм отбора ключевых точек, полученных методами SURF и ORB на гидролокационных изображениях, для использования алгоритмов визуальной одометрии, реконструкции поверхности дна и построении цифровой модели рельефа, склейки гидролокационных изображений. 6. На основе анализа функционирования инерциальной и гидроакустической навигационных систем автономного аппарата предложены рекомендации для изменения алгоритмов функционирования информационно-управляющей системы. Разработанные алгоритмы и модели в рамках выполнения НИР выполнены на языках программирования с++, python, m-lang и представляют собой законченные программные модули. Применяются в составе разработанного программного комплекса «Моделирование работы гидролокационного оборудования в составе информационно-измерительной системы автономного аппарата». Областью применения полученных результатов является разработка современных средств картографирования и построения модели дна, а также повышение эффективности работы бортовой навигационной системы автономных подводных роботов. Дальнейшее развитие исследования направленно на решение задач одновременного проведения картирования и навигации подводных аппаратов, на основе анализа гидролокационных изображений совместно с данными навигационных систем. По результатам исследований в текущем этапе было подготовлено: 3 научных доклада, 3 публикации Scopus, получено 6 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ.