Về một giải pháp tự động xác định điểm nổ cho đài quan sát pháo binh mặt đất trên cơ sở ứng dụng công nghệ xử lý ảnh

Trong tác chiến pháo binh hiện nay, việc phát hiện điểm nổ được thực hiện thủ công bởi trắc thủ thường tốn thời gian và độ chính xác không cao trong khi điểm nổ xảy ra nhanh và thời gian tồn tại ngắn. Bài báo đề xuất một giải pháp tự động xác định điểm nổ cho đài quan sát pháo binh mặt đất trên nền công nghệ xử lý ảnh với cấu trúc đơn giản, có thể giải quyết được các tồn tại trên.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Về một giải pháp tự động xác định điểm nổ cho đài quan sát pháo binh mặt đất trên cơ sở ứng dụng công nghệ xử lý ảnh §iÒu khiÓn & Tù ®éng hãa VÒ mét gi¶I ph¸p tù ®éng x¸c ®Þnh ®iÓm næ cho ®µi quan s¸t ph¸o binh mÆt ®Êt trªn c¬ së øng dông c«ng nghÖ xö lý ¶nh Ph¹m trung dòng*, nguyÔn quang hïng**, lª kh¸nh thµnh** Tãm t¾t: Trong t¸c chiÕn ph¸o binh hiÖn nay, viÖc ph¸t hiÖn ®iÓm næ ®­îc thùc hiÖn thñ c«ng bëi tr¾c thñ th­êng tèn thêi gian vµ ®é chÝnh x¸c kh«ng cao trong khi ®iÓm næ x¶y ra nhanh vµ thêi gian tån t¹i ng¾n. Bµi b¸o ®Ò xuÊt mét gi¶i ph¸p tù ®éng x¸c ®Þnh ®iÓm næ cho ®µi quan s¸t ph¸o binh mÆt ®Êt trªn nÒn c«ng nghÖ xö lý ¶nh víi cÊu tróc ®¬n gi¶n, cã thÓ gi¶i quyÕt ®­îc c¸c tån t¹i trªn. Tõ khãa: Ph¸o binh mÆt ®Êt, §iÓm næ, Xö lý ¶nh. 1. ®Æt vÊn ®Ò Trong t¸c chiÕn cña ph¸o binh, viÖc x¸c ®Þnh ®iÓm næ sÏ gióp cho viÖc hiÖu chØnh ph¸o b¾n tróng môc tiªu mét c¸ch nhanh chãng vµ chÝnh x¸c ngay tõ nh÷ng lo¹t ®¹n ®Çu. C«ng viÖc nµy tr­íc ®©y th­êng ®­îc thùc hiÖn thñ c«ng bëi c¸c tr¾c thñ nªn th­êng mÊt thêi gian vµ ®é chÝnh x¸c kh«ng cao. HiÖn nay, nhê sö dông c¸c ®µi quan s¸t víi hÖ thèng trinh s¸t hiÖn ®¹i, c¸c hÖ thèng truyÒn sè liÖu vµ c¸c hÖ thèng tÝnh to¸n, ®iÒu khiÓn, giao diÖn th©n thiÖn cho phÐp c¸c trËn ®Þa ph¸o triÓn khai nhanh, cã kh¶ n¨ng b¾n tiªu diÖt môc tiªu chÝnh x¸c vµ cã kh¶ n¨ng c¬ ®éng cao. Trong c¸c ®µi quan s¸t nµy, nhiÖm vô ph¸t hiÖn ®iÓm næ cã ¶nh h­ëng lín tíi chÊt l­îng cña toµn hÖ thèng vµ kh«ng ngõng ®­îc quan t©m nghiªn cøu hoµn thiÖn. §· cã mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu ¸p dông c«ng nghÖ xö lý ¶nh ®Ó ph¸t hiÖn ®¸m ch¸y, khãi trong c¸c øng dông d©n sù nh­ phßng chèng ch¸y rõng, b¶o vÖ kho tµng, c«ng tr×nh [1-8]. §Æc ®iÓm chung cña löa khãi trong c¸c nghiªn cøu nµy lµ diÖn tÝch lín, thêi gian tån tµi dµi vµ liªn tôc. Tuy nhiªn, còng nhËn thÊy r»ng, c¸c nghiªn cøu vÒ ®iÓm næ trªn nÒn c«ng nghÖ xö lý ¶nh øng dông trong quèc phßng hÇu nh­ ch­a ®­îc c«ng bè c«ng khai. Víi tÝnh chÊt cña ®iÓm næ lµ x¶y ra nhanh, diÖn tÝch khãi vµ löa cña ®iÓm næ th­êng nhá, thay ®æi vµ khuÕch t¸n nhanh. Do ®ã, ¸p dông trùc tiÕp c¸c gi¶i ph¸p ®· ®­îc nghiªn cøu trong c¸c øng dông d©n sù ®Ó tù ®éng ph¸t hiÖn ®iÓm næ cho ph¸o mÆt ®Êt lµ kh«ng kh¶ thi. Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn cho thÊy, viÖc nghiªn cøu gi¶i ph¸p tù ®éng x¸c ®Þnh ®iÓm næ cho ®µi quan s¸t ph¸o binh trªn nÒn c«ng nghÖ xö lý ¶nh ®Ó phôc vô chiÕn ®Êu lµ rÊt cÇn thiÕt. 2. GI¶I PH¸P Tù §éNG X¸C §ÞNH §IÓM Næ Mét nhiÖm vô quan träng cña ®µi quan s¸t ph¸o binh mÆt ®Êt lµ x¸c ®Þnh ®­îc ®iÓm næ mét c¸ch chÝnh x¸c sau ®ã cung cÊp th«ng tin nµy cho trung t©m së chØ huy ph¸o. Khèi tù ®éng x¸c ®Þnh ®iÓm næ trong ®µi quan s¸t cã cÊu tróc lµ phÇn ®ãng khung bëi ®­êng nÐt ®øt trªn h×nh 1. Nh­ vËy, trong khèi tù ®éng x¸c ®Þnh ®iÓm næ ®­îc cÊu thµnh tõ c¸c thµnh phÇn sau: H×nh 1. CÊu tróc khèi tù ®éng ph¸t hiÖn ®iÓm næ trong m« h×nh chØ huy b¾n cÊp ®¹i ®éi. 10 P. T. Dòng, N. Q. Hïng, L. K.Thµnh, ”VÒ mét gi¶i ph¸p tù ®éng x¸c ®Þnh … xö lý ¶nh.” Nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ ThiÕt bÞ quan s¸t vµ ®o xa laser: Bao gåm c¸c camera quan s¸t vµ ®o xa laser. Camera liªn tôc thu h×nh ¶nh göi vÒ m« ®un xö lý ®Ó x¸c ®Þnh ®iÓm næ. §o xa cung cÊp th«ng tin vÒ cù ly tõ ®µi quan s¸t tíi vïng môc tiªu ®Ó hiÖu chØnh h×nh ¶nh, ®¶m b¶o kÝch th­íc cña ®iÓm næ lu«n æn ®Þnh khi xö lý ngay c¶ khi ®iÓm næ ë gÇn hay ë xa. §iÒu nµy ¶nh h­ëng trùc tiÕp tíi kÕt qu¶ xö lý ®iÓm næ. M« ®un xö lý vµ hiÓn thÞ: M« ®un nµy ch¹y phÇn mÒm xö lý ®iÓm næ vµ tÝnh to¸n c¸c tham sè l­îng söa kh¸c. PhÇn mÒm liªn tôc xö lý c¸c ¶nh thu ®­îc tõ camera ®Ó tù ®éng x¸c ®Þnh ®iÓm næ dùa trªn c¸c ®Æc tÝnh cña ®iÓm næ. M« ®un ®iÒu khiÓn vµ truyÒn th«ng sè liÖu: Dùa trªn c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ m« ®un xö lý, m« ®un nµy sÏ ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ quan s¸t vµ truyÒn th«ng sè liÖu víi së chØ huy trung t©m cña trËn ®Þa ph¸o. Qu¸ tr×nh ph¸t hiÖn ®iÓm næ tù ®éng dùa trªn c«ng nghÖ xö lý ¶nh ®­îc thùc hiÖn theo l­u ®å h×nh 2. Chuçi ¶nh ®Çu vµo tõ camera quan s¸t ®­îc ®­a vµo khèi tiÒn xö lý ¶nh. T¹i ®©y ¸p dông c¸c thuËt to¸n läc bá nhiÔu t¹p, chuÈn hãa kÝch cì ¶nh theo th«ng tin cù ly, lo¹i bá c¸c ®èi t­îng qu¸ bÐ, hoÆc qu¸ lín trong ¶nh. Th«ng tin tiªn nghiÖm ®­îc sö dông ë ®©y chÝnh lµ kÝch cì ¶nh ®iÓm næ. ¶nh qua kh©u tiÒn xö lý ®­îc ®­a sang khèi ph¸t hiÖn ¶nh ®iÓm næ s¬ bé. Sù thay ®æi cña ®iÓm næ trong mét kho¶ng thêi gian dÉn tíi ¶nh ®iÓm næ sÏ thay ®æi tõ ¶nh nµy sang ¶nh kh¸c trong chuçi ¶nh, nh­ vËy sÏ ph¶i ®­a bµi to¸n ph¸t hiÖn ®iÓm næ vÒ bµi to¸n ph¸t hiÖn ®èi t­îng thay ®æi trong ¶nh. §Çu ra cña khèi nµy sÏ cho ¶nh ®èi t­îng H×nh 2. L­u ®å qu¸ tr×nh tù ®éng cã kh¶ n¨ng lµ ®iÓm næ. §Ó kh¼ng ®Þnh chÝnh ph¸t hiÖn ®iÓm næ. x¸c ¶nh ®èi t­îng võa t¸ch ra lµ ®iÓm næ,nghiªn cøu sÏ xem xÐt thªm tÝnh chÊt löa vµ khãi cña ¶nh ®èi t­îng ®ã. KÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh chÝnh x¸c hãa nµy sÏ kh¼ng ®Þnh ®· ph¸t hiÖn ®­îc ®iÓm næ hay ch­a. TiÕp theo sÏ ®i s©u xem xÐt nguyªn lý tù ®éng x¸c ®Þnh ®iÓm næ, c¸c tÝnh chÊt cña ®iÓm næ ®­îc øng dông trong gi¶i ph¸p ®Ò xuÊt. 2.1. Ph¸t hiÖn s¬ bé ®iÓm næ §iÓm næ ®­îc xem lµ ®èi t­îng thay ®æi trong ¶nh cã diÖn tÝch thay ®æi theo thêi gian. Do ¶nh thu ®­îc ...