Демонстрационная версия системы определения параметров положения 3D-объекта в пространстве разработана в Лаборатории интеллектуального управления Исследовательского центра искусственного интеллекта Институте программных систем РАН. Автором программы и всех используемых в ней методов и алгоритмов является сотрудник ИЦИИ
Грибов М.Г.Основные достоинств системы
:Ниже, после описания интерфейса, приведены способы подтверждения этих свойств системы с помощью предоставляемой демонстрационной версии.
Главная форма программы разделена на три части: два рисунка, слева моделируемое изображения телекамеры, справа изображение синтезированное программой по измеренным параметрам, которая позволяет визуально оценить точность измерения параметров объекта. Нижняя часть формы содержит элементы управления и некоторую информацию о работе программы. Под реальным изображением (слева) в цифровом представлении можно изменять параметры объекта: X - положение по горизонтали, Y- положение по горизонтали, S- масштаб, K- угол крена. Предоставлена возможность изменения параметров с помощью кнопок(стрелки) увеличения и уменьшения, находящиеся справа от соответствующего поля. Флажки слева от полей позволяют отключить поиск соответствующих параметров.
Также предоставлена возможность управления параметрами качества изображения: Blur - степень размытия изображения, Noise - уровень шума, Noise Length - средняя длина шумовых линий.
Система готова к работе сразу после загрузки программы. Как только Вы измените параметры реального объекта, программа попытается измерить его параметры, а результат выведет в двух видах: в цифровом, в соответствующих полях справа, и в графическом виде, правое изображение, сгенерированное по вычисленным параметрам объекта. Время решения задачи, вычисление параметров, показывается в поле Time, в секундах.
Предоставляется возможность изменения самого объекта, меню File/Load modelЕ. Описания объектов хранятся в файлах с расширением mod. По умолчанию загружается файла Model.mod.
Несколько экспериментов с программой, позволяющие подтвердить слова, сказанные
ранее о достоинствах программы.Для того, чтобы убедится в этом достаточно поставить высокий уровень шума, например 20.
Даже для человека оказывается непростой задачей определить параметры при таком уровне шума. И хотя работа системы становится менее устойчивой, программа определяет параметры с приемлемой точностью даже при таком низком качестве картинки. При дальнейшем увеличении шума, увеличивается флуктуация параметров, но средняя их величина остается близкой к реальным параметрам, если не произошло "срыва".
Видно, что флуктуации измеряемых параметров невелики, в чем можно убедиться при сравнении изображений.
Для варьирования степенью размывания изображения, с которым работает программа, варьируется число в поле Blur.
Размывание картинки приводит примерно к таким же эффектам, что и зашумление. Разница только в степени реагирования различных параметров. Например, ошибка определения угла крена может сильно вырасти с увеличением размывания, в то время как остальные параметры будут определяться нормально. Еще одна особенность в данной реализации системы, масштаб при сильном размывании определяется с систематической ошибкой, связанной с размазыванием краев.
Об эффективности используемого алгоритма можно судить по времени выполнения измерения, поле Time. Варьируя количеством измеряемых параметров, с помощью флажков, можно убедиться, что время измерения линейно по отношению к количеству, то есть при добавлении еще двух параметров, время одного измерения окажется в пределах одной секунды. Измерения проводились на ПК Pentium-100 с памятью 32 Mb, что в настоящее время не считается мощной машиной. То есть существует потенциал увеличения производительности за счет улучшения аппаратной базы.
В заключение хотелось бы сказать, что системы имеет огромный потенциал повышения эффективности ее работы и демонстрирует, во-первых, правильность работы разработанных алгоритмов и, во-вторых, применимость данной системы в реальных приложения. Кроме программной оптимизации существует возможности улучшения и оптимизации самих алгоритмов, используемых в системе. По поводу последних разработок в этой области можно обращаться к автору по адресе
gribov@vesta.botik.ru.