Два таганрогских ученых получили премию РАН за систему видеонаблюдения для беспилотников
Кандидаты технических наук Анатолий Каляев (слева) и Максим Хисамутдинов (справа) получили медаль и премию Российской академии наук за проект «Технология создания систем автоматического видеонаблюдения группировок летательных аппаратов в условиях сложной фоновой обстановки».
Они вместе работают в лаборатории научно-исследовательского института многопроцессорных вычислительных систем им. академика Каляева (НИИ МВС) Южного федерального университета. Средний возраст ученых лаборатории – 35 лет. Анатолий Каляев – заведующий лабораторией.
Дрон в переводе с английского языка означает «трутень». Первыми дронами стали называть беспилотные летательные аппараты британские летчики еще в 30-х годах прошлого века. А принцип управления летательным аппаратом без пилота возник еще в позапрошлом веке. Его прародителем был известный физик и инженер Никола Тесла. С того времени метод радио- или дистанционного управления стал использоваться в разных сферах, в том числе и в воздухоплавании. А сегодня беспилотные летательные аппараты управляются и автоматически. Но в прошлом и тем более позапрошлом веках беспилотники массово не летали. Не то что сейчас.
Разновидность военного робота
– Чаще всего беспилотники относятся к технике военного назначения и применяются в основном в разведывательных целях, – говорит Анатолий КАЛЯЕВ. – В принципе, БПЛА не что иное, как разновидность робота. Стоит он намного дешевле, чем тот же самолет, а эффективность его при выполнении некоторых задач может быть даже выше.
Конечно, выполняют беспилотники и мирную миссию. Но используются и во вред. Страшно даже подумать, какими могут быть последствия от роя появившихся в небе над городом или скоплением людей «трутней» с опасным грузом.
Чтобы предотвратить такие случаи, специалисты всего мира ведут разработки устройств противодействия несанкционированным полетам БПЛА. Наши – тоже. Я имею в виду ученых из НИИ МВС.
Всевидящее око
В частности, молодые ученые разработали систему наземного базирования, которая с помощью поворотной камеры следит за небом, находит в нем беспилотник, идентифицирует его и сообщает на пульт оператора о его местонахождении.
– Маленькие пластиковые беспилотники достаточно сложно обнаруживать стандартными методами, теми же самолетами или вертолетами, – поясняет Каляев. – Новые технологии дают возможность находить их с помощью видеокамер или тепловизоров. Это такая система обзора, которая позволяет вычислять потенциальные объекты и сигнализировать об их появлении.
– В чем сложность при распознавании беспилотника?
– Для того чтобы его увидеть и распознать, нужно, чтобы дрон достаточно далеко увидела камера. Потому что скорость у БПЛА большая, соответственно, засечь его нужно издалека. Проблема в том, что если фокус в камере длинный, то у нас просматривается довольно-таки узкий сектор неба. Поэтому нужно туда-сюда гонять обзорное поле прибора для того, чтобы найти беспилотник. В принципе, широкоугольная камера может обнаружить его и на расстоянии ста метров.
Только кому нужна будет такая информация, когда беспилотник окажется чуть ли не под носом!
Анатолий считает, что было бы неплохо обнаружить дрон хотя бы за километр. Но тут возникает вопрос обработки видео, которое поступает с камеры. Чтобы увидеть беспилотник, нужно обрабатывать изображения высокого разрешения и частоты кадров, и эта проблема достаточно сложная с точки зрения вычислительной задачи.
Еще одна проблема заключается в обработке изображения на так называемом сложном фоне. Облака, стаи птиц в небе, ветер – все эти факторы влияют на качество изображения. Такие «помехи» каким-то образом нужно отсекать, фильтровать объект, чтобы убедиться, квадрокоптер находится в небе или нечто иное. Большая скорость обработки картинки – непростая техническая задача для вычислителя. Поэтому ученые лаборатории занимаются оптимизацией обработки изображения с применением методов, которые ускорят процессы идентификации беспилотника. Эту задачу ученые решают не один год. И, конечно, достигают поставленных целей. Стремление добиваться цели – семейная черта Каляевых.
Из династии ученых
Анатолий Игоревич вырос в семье ученых. Его дед Анатолий Васильевич Каляев – российский ученый, академик РАН, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, Герой Социалистического Труда, почетный гражданин города Таганрога. Окончив Ленинградский политех, он приехал по распределению в Таганрогский радиотехнический институт – знаменитый ТРТИ – и всю жизнь в нем проработал. Из стен вуза вышли многие известные в стране и мире ученые. Среди них – отец Анатолия Игорь Каляев, также академик РАН. Сейчас он возглавляет одну из ведущих научно-педагогических школ РФ «Многопроцессорные вычислительные, интеллектуальные и информационно-управляющие системы».
Так что ничего удивительного нет в том, что и сам Анатолий решил вначале поступить в вуз, в котором учился отец, а потом занялся наукой.
– Не то чтобы меня туда тянули, – объясняет Анатолий – Просто интерес взял верх. Еще в детстве. Тем более что тогда дома уже был компьютер. Это своего рода игра, когда ты пытаешься решать какие-то задачи.
В то время как его ровесники сидели за игровыми приставками, Анатолий занимался программированием. С тех пор наука занимает в его жизни большую часть времени. Анатолий является победителем многих научных российских и международных конкурсов. Премия РАН – еще одна такая победа.
В этом году он стал еще и победителем конкурса «Лидеры России» в специализации «Наука».
– Мне было бы нестыдно и проиграть, – говорит Анатолий. – Потому что участниками конкурса были действительно сильные, достойные соперники.
Анатолий считает, что для того, чтобы заниматься наукой в современном мире, нужно иметь свое видение проблемы, проявлять инициативу и настойчиво идти к цели.
