Метод та модель автономного управління БПЛА
Вантажиться...
Дата
2025
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. З огляду на зростаючу роль безпілотних літальних апаратів у військових, розвідувальних та гуманітарних місіях, питання розробки автономних систем керування, здатних до незалежного сприйняття навколишнього середовища та ухвалення рішень у реальному часі, є актуальним. Класичні методи не забезпечують достатньої гнучкості та точності в складних динамічних умовах. Застосування нейромережевих моделей детекції та трекінгу цілей відкриває нові можливості для створення інтелектуальних систем управління БПЛА з підвищеним ступенем автономності.
Об’єктом дослідження є процес автономного керування безпілотним літальним апаратом у задачах виявлення та супроводу об’єктів.
Предметом дослідження є методи та програмні моделі комп’ютерного зору на основі глибокого навчання для виявлення і трекінгу цілей у реальному часі на борту БПЛА.
Метою роботи є розробка та дослідження нейромережевої моделі, що дозволяє реалізувати автономне виявлення та трекінг об’єктів з борту БПЛА в режимі реального часу з мінімальною затримкою та високою точністю.
Наукова новизна полягає в наступному:
Удосконалено архітектуру нейромережевого модуля виявлення та трекінгу цілей, що на відміну від відомих, за рахунок об’єднання YOLOv8 і DeepSORT та оптимізації моделі з використанням ONNX і TensorRT, дозволяє досягти роботи в реальному часі на платформах з обмеженими ресурсами.
Запропоновано механізм попередньої обробки відеопотоку та динамічної буферизації, адаптований до умов обмеженого каналу передачі даних та апаратної продуктивності, що дозволило забезпечити стабільність виявлення та супроводу цілей без втрати точності.
Практична цінність отриманих результатів полягає у можливості впровадження розробленої системи автономного виявлення та трекінгу цілей у тактичних БПЛА, які працюють у реальному бойовому середовищі або в умовах радіозаглушень.
Апробація роботи. Основні положення роботи були представлені на XVII Науковій конференції магістрантів та аспірантів ПМК-2024 (м. Київ, 24 листопада 2024 р.), 2-й Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні системи та технології: результати і перспективи (IST 2025)» (м. Київ, 5 березня 2025 р.), V Міжнародній науково-практичній конференції «European Congress of Scientific Discovery» (м. Мадрид, Іспанія, 28–30 квітня 2025 р). Крім того, матеріали дисертаційного дослідження опубліковані у науковому журналі категорії «Б» – Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки, т. 36(75), №3, 2025.
Структура та обсяг. Магістерська дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, висновків, переліку використаних джерел, додатків. У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету, завдання, наукову новизну. У першому розділі проведено аналіз існуючих методів автономного керування БПЛА. У другому – описано математичне забезпечення та вибір архітектури. У третьому – змодельовано логіку функціонування системи. У четвертому – реалізовано програмне забезпечення та проведено тестування. У п’ятому – систематизовано експериментальні результати, графіки, таблиці та зроблено аналітичні висновки. Робота викладена на 97 сторінках, містить 47 рисунки, 1 таблию, 7 додатки.
Опис
Ключові слова
безпілотник, YOLOv8, DeepSORT, трекінг, комп’ютерний зір, нейронна мережа, TensorRT, автономне керування, відеоаналіз, unmanned aerial vehicle, tracking, computer vision, neural network, autonomous control, video analytics
Бібліографічний опис
Шевченко, О. В. Метод та модель автономного управління БПЛА : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Шевченко Олександр Валерійович. – Київ, 2025. – 140 с.