Academic Journal
Generating a Set of Reference Images for Reliable Condition Monitoring of Critical Infrastructure using Mobile Robots
| Title: | Generating a Set of Reference Images for Reliable Condition Monitoring of Critical Infrastructure using Mobile Robots |
|---|---|
| Authors: | Sotnikov, A.M., Sotnikov, O.M., Timociko, A.I., Timochko, A.I., Bondarciuk, S.V., Bondarchuk, S.V., Djuma, L.N., Dzhuma, L., Rudenko, V., Mandrik, I.S., Mandryk, Y., Surkov, K.I., Surkov, K., Palennîi, A.S., Palonyi, A.S., Olizarenko, S. |
| Source: | Problemele Energeticii Regionale 58 (2) 41-51 |
| Publisher Information: | 2023. |
| Publication Year: | 2023 |
| Subject Terms: | Robot mobil, система навигации, correlation coupling, мобильный робот, sistem de navigație, эталонные изображения, оптимизация, mobile robot, объект критической инфраструктуры, optimizare, obiect de infrastructură critică, corelare, reference images, critical infrastructure object, navigation system, imagini de referință, optimization, корреляционная связь |
| Description: | Целью данной работы является снижение объема вычислительных затрат при осуществлении контроля состояний объектов критической инфраструктуры с помощью летающих мобильных роботов, оснащенных корреляционно-экстремальной системой навигации, на основе минимизации числа фрагментов эталонных изображений, используемых при формировании решающей функции, как результата сравнения изображений. Поставленная цель достигается путем установления минимально допустимой степени корреляционной связи между отдельными изображениями, которые образуют необходимую для мониторинга совокупность эталонных изображений в зависимости от объектового состава, геометрических условий формирования текущих изображений, яркостных, контрастных, структурных геометрических информативных параметров, распределение которых представляется в виде соответствующих информативных полей. Наиболее существенным результатом является обоснование подхода к формированию совокупности селективных изображений объектов критической инфраструктуры с использованием инвариантов, полученных на основе корреляционного анализа сцен, и достаточности сохранения корреляционной связи изображений в пределах 0.6hellip; 0.7. Это позволяет существенно снизить объем вычислительных затрат и, соответственно, повысить быстродействие системы вторичной обработки, а также продолжительность функционирования мобильных роботов при сохранении требуемых точностных показателей. Значимость полученных результатов состоит в возможности решения сложной задачи формирования совокупности эталонных изображений, используемых на борту мобильных роботов, в зависимости от объема поступающей информации и стохастических условий визирования объектов критической инфраструктуры. Решение данной задачи позволит повысить эффективность контроля состояний объектов критической инфраструктуры за счет оптимизации числа эталонных изображений, используемых в процессе мониторинга, повысить оперативность и обеспечить высокую надежность контроля в стохастических условиях визирования. Новизна работы заключается в том, что усовершенствован способ формализованного описания процесса формирования совокупности эталонных изображений для обеспечения надежного мониторинга объектов критической инфраструктуры с помощью используемых в разных отраслях народного хозяйства летающих мобильных роботов, практическое применение которых обеспечит надежный контроль и оценку их состояния. The aim of this work is to reduce the amount of computational cost when monitoring the state of critical infrastructure objects using flying mobile robots equipped with correlation-extreme navigation system, based on minimizing the number of fragments of reference images. The goal is achieved by establishing a minimum permissible degree of correlation between the individual images, which form a set of reference images. The most essential result is substantiation of the approach to formation of a set of selective images based on scene correlation analysis and sufficiency of conservation of correlation connection of images in limits 0.6 ... 0.7. This reduces the amount of computation and extends the operating time of mobile robots while maintaining accuracy. The significance of the obtained results consists in the possibility of solving a complex task of forming a set of reference images, depending on the information content and stochastic conditions of sighting of critical infrastructure objects. The solution of this task will increase efficiency of critical infrastructure objects state control due to optimization of reference images number used in the monitoring process, increase operability, and provide high control reliability in stochastic sighting conditions. The novelty of the work lies in the fact that the method of process formalized description of forming a reference images set to ensure reliable monitoring of critical infrastructure facilities using flying mobile robots for various sectors of the economy, the practical application of which will ensure reliable control and their condition assessment. Scopul acestei lucrări este de a reduce costurile de calcul la monitorizarea stărilor obiectelor de infrastructură critică folosind roboți mobili zburători echipați cu un sistem de navigație corelație-extremă bazat pe minimizarea numărului de fragmente de imagini de referință. Acest obiectiv este atins prin stabilirea gradului minim admis de corelare între imaginile individuale care formează un set de imagini de referință. Rezultatul cel mai semnificativ este fundamentarea abordării formării unui set de imagini selective pe baza analizei corelației scenelor și a suficienței menținerii corelației imaginilor în intervalul 0,6 ... 0,7. Acest lucru vă permite să reduceți semnificativ costurile de calcul și să creșteți durata de funcționare a roboților mobili, menținând în același timp precizia necesară. Semnificația rezultatelor obținute constă în posibilitatea rezolvării problemei complexe a formării unui set de imagini de referință în funcție de conținutul informațional și de condițiile stocastice de vizionare a obiectelor de infrastructură critică. Rezolvarea acestei probleme va îmbunătăți eficiența monitorizării stărilor obiectelor de infrastructură critică prin optimizarea numărului de imagini de referință utilizate în procesul de monitorizare, va crește eficiența și va asigura o fiabilitate ridicată a monitorizării în condiții de ochire stocastică. Noutatea lucrării constă în faptul că o descriere oficială a procesului de formare a unui set de imagini de referință a fost elaborate în continuare pentru a asigura monitorizarea fiabilă a obiectelor de infrastructură critică de la roboții mobili zburători. |
| Document Type: | Article |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | English |
| Access URL: | https://ibn.idsi.md/vizualizare_articol/180939 |
| Accession Number: | edsair.od......4168..4b57bcb66a79e2a81c887dbf8d4fefa9 |
| Database: | OpenAIRE |
| Description not available. |