Учебно-лабораторный комплекс для отработки применения систем технического зрения при посадке объекта на площадку с применением виртуального генератора синтетических данных и машинного зрения

Задача комплекса - виртуальная симуляция процесса посадки баллистического ЛА на виртуальную площадку с помощью набора виртуальных камер – генерирующих высококачественный видеопоток, передаваемый внешним системам технического зрения и обработки сигналов. Получаемый в результате симуляции видеопоток синтетических данных или серия изображений могут быть использованы в ходе тренировки алгоритмов машинного или технического зрения.

Полученные данные с виртуальных камер передаются во внешний контур обработки в виде генерируемого в реальном времени видеопотока или набора высококачественных изображений, кадров симуляции. Комплекс должен позволять задавать параметры симуляции, такие как точка старта, ориентация и координаты объекта, а также внешний вид места посадки и параметры виртуальной атмосфера. Также пользователь должен иметь возможность размещать на виртуальной испытательной площадке произвольные (загружаемые из файла) оптические маркеры, и задавать степень их различимости путем варьирования параметров атмосферы или изменяя параметры виртуальной набортной камеры.

Во время работы системы на основе генерируемых изображений, а также точно заданных и известных параметров виртуальной камеры должна производиться калькуляция точного расстояния до маркеров, а также процесс определения координат ЛА в пространстве относительно наблюдаемых ориентиров.

Основные функциональные требования:

1. Виртуальный летательный аппарат должен подчиняться законам физики твердого тела, обладать конечной массой и виртуальными имитаторами двигателей, позволяющих менять следующие характеристики:

• Вектор направления тяги двигателя

• Магнитуда тяги двигателя

2. Комплекс должен позволять проводить симуляцию в реальном времени так и с заданной постоянной времени, для замедления обработки событий и физической модули мира

3. Комплекс должен поддерживать двустороннюю связь в реальном времени со следующими системами:

• Matlab Simulink

• OpenCv

• Среда разработки на Python

4. На вход система должна позволять принимать от подключенной среды симуляции или программирования следующие параметры:

• Тяга и вектор направления для каждого двигателя спускаемого ЛА

5. На выход система может выдавать следующие значения с частотой не менее 60Гц:

• Скорость спускаемого аппарата

• 3 координаты спускаемого аппарата

• 3 угла ориентации аппарата в формате Эйлеровых углов или в виде кватерниона

• Видеоизображение как минимум с двух виртуальных камер в разрешении не менее 640 на 480 с частотой не менее 25 кадров в секунду.

6. Система должна позволять создавать набор данных в виде последовательности статичных изображений в отдельную директорию с частотой не менее 30 кадров в секунду симуляции.

Габариты и вес комплекса с ПК и 2 мониторами (брутто): 

• Максимальные ДхШхВ(мм): 800x600x600;

• Вес: не более 45 кг.