Разработка системы автоматической идентификации пролёта беспилотных летательных аппаратов через контрольные ворота

Представленная курсовая работа посвящена фундаментальной проблеме разработки эффективных инструментальных средств для автоматической идентификации пролёта беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) через контрольные ворота, что приобретает особую значимость в условиях интенсификации использования дронов в различных сферах. Исследование будет сфокусировано на применении передовых математических методов и алгоритмов обработки изображений и сигналов, включая методы машинного зрения и глубокого обучения, разработанных в ведущих отечественных научных школах, таких как МГУ имени М.В. Ломоносова и Институты РАН. Будут проанализированы существующие подходы к обнаружению и трекингу движущихся объектов, уделяя особое внимание их применимости в условиях ограниченных вычислительных ресурсов и высокой динамики процесса пролёта. В контексте работы будут использованы аналитические методы для формализации задачи идентификации, численные методы для реализации алгоритмов обработки данных, а также методы статистического моделирования для оценки точности и надёжности разрабатываемой системы. Исходными данными послужат записи с оптических и, возможно, радиолокационных датчиков, полученные в рамках пилотных испытаний на российских испытательных полигонах, с использованием отечественных компонентов. В качестве источников будут привлечены новейшие публикации в журналах, индексируемых в РИНЦ, монографии российских учёных-специалистов в области робототехники и искусственного интеллекта, а также патенты и авторские свидетельства отечественных разработок.

Алгоритм автоматической идентификации пролёта БПЛА через контрольные ворота, реализованный в виде программного комплекса, с математической моделью пролёта и оценкой его вероятностных характеристик.

На современном этапе развития технологий беспилотных систем, особенно в Российской Федерации, где интенсивно развиваются как гражданские, так и специальные применения БПЛА, вопросы точного и надёжного контроля их перемещения становятся критически важными. Создание национальных систем управления воздушным движением БПЛА и обеспечение безопасности полётов требуют разработки эффективных средств мониторинга. Данное исследование направлено на формирование научно-методической основы для решения этих задач, опираясь на достижения ведущих отечественных исследовательских центров в области математического моделирования, обработки сигналов и искусственного интеллекта.

Разработка и теоретическое обоснование системы автоматической идентификации факта пролёта беспилотного летательного аппарата через заданные контрольные ворота с использованием методов машинного зрения и аналитических алгоритмов.

1. Проведение глубокого анализа существующих математических моделей движения беспилотных летательных аппаратов и методов детектирования объектов в видеопотоке, с акцентом на разработки российских научных школ.

2. Формализация задачи идентификации пролёта БПЛА через контрольные ворота с использованием элементов теории графов и топологического анализа траекторий.

3. Разработка интегрированного алгоритма, включающего подсистемы обнаружения, трекинга и классификации БПЛА, а также определения момента пересечения контрольной линии, с применением численных методов обработки изображений и методов машинного обучения.

4. Оценка эффективности разработанной системы в симуляционной среде с использованием статистических методов и метрик производительности, с последующим формированием рекомендаций по её аппаратно-программной реализации.