Противокорабельные и тактические ракеты малой и средней дальности (часть третья)
Наведение ракеты в инфракрасном диапазоне
Сначала я бы хотел коснуться предыстории этого алгоритма видиоанализа.
Создавался он мной не для ракет, а для опознавания цели и наведения оружия штурмового военного робота в 1988-1995 годах, поэтому графическая часть, которую я без переделки взял из своих старых материалов, и, соответственно, «железо», которое за ней стоит, переусложнена.
Для наведения ракеты, ведущей атаку на звено кораблей или наземную цель, такая система видеоанализа намного проще и дешевле.
В основу алгоритма положен бионический принцип, основанный на первичном анализе сложного изображения человеческим глазом.
Меня всегда развлекали заумные рассуждения напыщенных петухов от науки на тему опознавания человеческим глазом изображения.
Сначала это были переписываемые друг у друга спекуляции о том как мозг в истерике сравнивает миллионы картинок запечатленных на сетчатке, потом, когда появилось слово алгоритм, пошел разговор, естественно, об алгоритме сравнения картинок, так же запечатленных на сетчатке…
В общем, заумный наукообразный бред за государственный счет.
Природа очень скупа и никогда не оперирует миллионами фрагментов информации, когда можно сравнивать сотни.
Я не полез разбираться, как именно природа это делает, а просто прикинул, как бы это сделал я, обладая такими же куцыми возможностями.
Оказалось очень просто, малозатратно и, что самое главное, первые приближенные результаты выдаются уже в начальный момент анализа.
Так возник алгоритм сканирования и сравнения изображения с помощью замкнутых (начало с концом) кольцевых кодов описывающих выделение по последовательно усложняющейся схеме (по разрешению) границ яркости в нужном оптическом диапазоне.
Полученный уже на первом витке сканера простейший код сравнивается со ВСЕМИ имеющимися в памяти кодами по параллельной схеме.
Те структуры памяти, в которых этот вновь сформированный код дал ДОСТАТОЧНОЕ совпадения с ГРАНИЧНЫМ количеством кодов, записанных в памяти активизируются, остальные блокируются.
Как уже было сказано ранее, идет непрерывное получение промежуточных результатов, на основе которых человек или устройство может начать принимать решение.
На каждом, последующем, постепенно увеличивающим свое разрешение, шаге анализа все более и более конкретизируются те структуры, из которых состоит изображение и только на последнем этапе анализируются отличия, конкретно выбранного КОМПЛЕКСА структур от опознаваемого изображения.
То есть, большая часть анализа изображения происходит непосредственно в глазу или видиоанализаторе, передавая в мозг или процессор уже готовые к опознаванию группы кодов.
Выявление «отличия от существующего» для наведения ракеты или боеголовки не требуется, поэтому видиоанализатор вырождается в простейшее устройство.
Я еще раз обращаю внимание – Вся обработка информации идет по параллельной схеме, поэтому имеется очень высокое быстродействие и некритичность к единичному сбою или ошибке.
Такое устройство можно вполне скомпоновать на ширпотребовском «железе».
Как работает первичный оптический захват и выбор цели ракетой идущей по спирали!?
Инфракрасный сканер, осуществляющий сканирование в одной плоскости, расположен на внешнем, корпусе ракеты и осуществляет за счет его вращения полное радиальное сканирование.
Условно вся процедура захвата и выделения цели может быть разбита на четыре основных этапа.
Первичный захват групповой цели (этап_0) осуществляется по условному уровню 0.707 без выделения контуров цели.
Второй этап – с минимальным разрешением производится разделение отдельных целей в пятне захвата.
Третий этап – выделяется по нескольким параметрам последовательность наиболее значимых целей.
Четвертый этап – производится сравнение кодов полученных при сканировании первой, в этой последовательности цели.
Если достаточного уровня совпадения не достигнуто – происходит переход на следующую цель, выбранную в последовательности.
Я еще раз обращаю внимания, что весь анализ идет параллельно и по усложняющейся схеме, поэтому результаты идут уже с первого момента и время анализа влияет только на точность выбора.
Так например – в результате ошибки, ракета не промахнется по кораблю, а может попасть взамен малого авианесущего корабля в близкий по размеру и форме теплового пятна танкер, идущий с составе ордера.
Как происходит сканирование и формирование кольцевых кодов.
Сравниваются отрезки, на которые разрываются отслеживаемым контуром два близлежащие, прямой и обратный ход развертки.
Анализ ведется одновременно несколькими оптическими приемниками разного разрешения и, возможно, диапазона.
Как видно на рисунках, с какой проекции рассматривается выделяемый контур — роли не играет.
Так например – треугольник под любым углом, кроме взгляда в торец плоскости – треугольник описываемый близкими группами цифр.
В результате такого непрерывно осуществляемого анализа получается непрерывно усложняемая группа кодов, организованная как матрицы или связные списки, несущие кольцевые коды.
Каждый вновь полученный код сравнивается с имеющимся в базе данных, по схеме, описанной в начале статьи и на каждом этапе анализа, начиная с первого, выдается команда на действие.
Не говоря уже о радио противодействии
В вот скрыть или подавить помехами тепловой контур цели или , в случае надводной цели ее тепловой след — невероятно сложно...
Ничего особо сложного. но
1) на воде тепловое наведение имхо можно легко обмануть. Я не знаю реального состояния дел, но могу предположить, что нет никаких фундаментальных ограничений придать кораблю температуру окружающей воды, которой кругом просто немеряно.
2) Даже если это не использовать: немцы недавно продемонстрировали систему маскировки танка, которая может делать его «прозрачным» в тепловом диапазоне или даже маскироваться под другую технику. На мембране писали.
Между тем простой доплеровский радар легко вычленит на фоне моря корабли и определит их размер и относительную скорость.
///>>В вот скрыть или подавить помехами тепловой контур цели или , в случае надводной цели ее тепловой след — невероятно сложно...///
--...Ничего особо сложного. но
1) на воде тепловое наведение имхо можно легко обмануть. Я не знаю реального состояния дел но ......---
/// ОЙ!!! Морозова!!!
Вернемся к менее очевидным вещам:
как постоянно вращающаяся ракета определяет в каком текущем положении она находится, какой отрезок «развертки» сканирующее устройство получает в данный момент?
---...Тема сисек не раскрыта. .... но сразу видно, что алгоритм примитивный ... Вернемся к менее очевидным вещам:
как постоянно вращающаяся ракета определяет в каком текущем положении она находится, ...---
/// ОЙ!! Морозова! Занимайся лучше своими сиськами.
Здесь, уже по твоим вопросам видно — не твой уровень.....
Я лучше его на ответы нормальным людям потрачу.
мне приятно и им глядишь польза будет.
А причем здесь преобразования фурье!!??
Процессор получает не картинку а уже обработанные данные — примитивный кольцевой код (начало соединено с концом) из числовых последовательностей каждый член которого отражает просто операцию над длинами отрезков развертки.
Сравниваются они с информацией в памяти обычным компаратором, «прокручиваясь» с произвольно выбранного члена….
Упор в обработке картинки сделан именно на специфику алгоритма работа видео приемника и предельную примитивность всего остального…
Можно конечно забивать гвозди микроскопом – но вот зачем!??
Кроме того компоратор анализирует не точное совпадение а БЛИЖАЙШЕЕ....
Прикольно, а на SoCах такая штукенция есть?
Приемлемо простое железо — это не интель который рассыпется при 10 же и при гигагерцах тактовой обработает сравнение одной последовательности за милисекунды
Военное железо — выдает ответ при тактовой 0.1 мкс за 10 мкс выдерживая 40 же, магнитный и вч удар.
Рассуждай лучше о сиськах — это твой уровень.
1 ГГц это (для RISC, грубо) 1 млрд оп/с. т.е. один машинный цикл занимает 1нс. За 10 мкс будет выполнено 10 тыс операций.
Но на самом деле это не предел. Распознавание образов — задача с явным параллелизмом и легко реализуется в дешевых и очень быстрых DSP и на FPGA. Поэтому производительности можно достичь просто запредельной в маленьком корпусе и низким энергопотреблением. Думаю именно это как раз пригодится для создания нищебродной ракеты.
Мне все равно какой компаратор, цифровой или аналоговый будет использоваться, я занимался с разными.
В теме компаратора мне Мне интересна только методика оценки «остатка» от сравнения : простая сумма дельт, квадратичная дельта или что -то еще. Но если и это know how — пардон.
Есть два кольцевых кода описывающих СЛОЖНУЮ контрастную границу одного и того же предмета.
Просто один «взят» на первом этапе анализа и состоит из 50и точек а, второй эталонный и состоит из тысячи точек.
Их нужно сравнить.
Дл аналоговой схемы это просто – В ДВА ШАГА – коды преобразуются в форманты и масштабируются/уравниваются ОС по длительности и уровню.
Две форманты сравниваются.
И где здесь – «…«остатка» от сравнения : простая сумма дельт, квадратичная дельта или что -то еще. …..»!?
А сколько шагов цифре, какие ресурсы от процессора и на каком железе!?
И здесь – такой «сухой остаток», что все сравнение может потерять всякий смысл…..
Знаете чем даже плохонький конструктор отличается от интернет раскрутчиков морозовых – он работает соображаловкой и ищет самый простой из возможных вариантов, а не цитирует по памяти все что где то услышал – вдруг за умного сойдет…
В процессе полета ракета аналоговым компаратором вычленяет сигнатуры обнаруженных потенциальных целей. Так как полет происходит не в пустом пространстве, по пути ей будут попадаться ложные цели. Плюс сама по себе цель (корабль) может быть повернута с разных ракурсов (думаю очевидно что спереди и сбоку контур корабля совсем разный), ракета должна уметь отсеивать вторичные цели, например корабли сопровождения. В итоге в процессе полета на выходе из компаратора имеем непрерывный поток обнаруженных сигнатур, которые представляют собой, к примеру, целое число (сериализованый кольцевой буфер, к примеру). Следовательно в ракету нужно заложить достаточно большой список таких сигнатур и постоянно в полете их сравнивать, подошла или нет.
Я, конечно, ожидаю, что вы ответите что-то типа такого: «никакого массива не надо, аналоговый компаратор сам все сравнит», но это ведь глупость, согласитесь, что цель по-разному выглядит с разных ракурсов и сравнивать все-таки надо. Так вот имеем задачу: 100 раз в секунду нужно найти какое-то число в массиве сигнатур целей из ста элементов. Как будете ее решать?
Надоел придурок.
Но в Вашем подходе видно, что масштабирование — временной процесс, связанный с коффициентом усиления, глубиной обратной связи, частотой «срезки», т.е. тоже не мгновенный процесс и «время релаксации» при этом, по моему опыту — несколько микросекунд .
Так же Вы, по факту, потом берете интеграл по рассогласованию для каждого сравнения, это тоже время, чтобы остановиться на одном , и я только спрашиваю: какое рассогласование Вы предпочитаете подсчитывать на своем интеграторе? Потому что достоверность выбора сильно зависит от метода, это, конечно, только по моему опыту.
--… я .. не был «раскрутчиком….
/// Сорри, это я не вам а о морозове. Он достал меня.
--…видно, что масштабирование — временной процесс, связанный с коффициентом усиления, глубиной обратной связи, частотой «срезки», т.е. тоже не мгновенный процесс …, по моему опыту — несколько микросекунд …. Вы, … потом берете интеграл по рассогласованию для каждого сравнения, это тоже время, чтобы остановиться на одном , и я только спрашиваю: какое рассогласование Вы предпочитаете подсчитывать …. достоверность выбора сильно зависит от метода ….---
/// В математике я полнейший «0» — поэтому все решается/объясняется просто
Имеется условная фигура, образованная осями координат и формантой.
В случая если сравнение единичной контрастной замкнутой оптической границы идет со ста заложенными в память шаблонами, для этого имеется сто физических или виртуальных ячеек памяти (я естественно говорю о методе, в железе это несколько иначе).
Каждая ячейка ОДНОВРЕМЕННО сравнивают графическую площадь методом наложения фигуры, образованной анализируемой формантой, приведенной по всем масштабам, с имеющимися в памяти.
Здесь именно аналоговое сравнение и запоминание… так например, реализуемое в пространственной пленочной матрице, а не цифровое.
Та ЯЧЕЙКИ памяти, которЫЕ даЮТ наибольшее наложение – грубо говоря, наименьший по уровню сигнал рассогласования вдоль длины форманты – активизируются, становятся в РАЗНОЙ стапени ДОМИНИРУЮЩИЕ и участвуют в следующем круге анализа со следующей, более сложной образующей.
Как я уже писал – команда на маневр выдается уже с первой сравниваемой фигурой, потом только уточняется или происходит перенацеливание.
В случае перенацеливания – это дополнительный маневр против ПВО
Это сложно объясняется на словах, математикой я не владею, но очень хорошо видно графически.
Сравниваемая фигура «прокручивается относительно эталонной»
Каждая полученная форманта вырабатывает команду во время оптического цикла следующей.
Блин, какой интерфейс не удобный!!!!!!
перекопируйте пожалуйста здесь.