| US20170250751A1 | 2017-08-31 | |||
| RU58735U1 | 2006-11-27 | |||
| RU2496234C2 | 2013-10-20 |
| Формула изобретения 1. Устройство спутникового распознавания и передачи данных, состоящее из комплекса фиксации излучений видимого и/или инфракрасного и/или ультрафиолетового и/или рентгеновского диапазона и/или электромагнитных излучений и/или полей: магнитного и/или гравитационного, комплекса приёма-передачи данных на узлы связи, интерфейса взаимодействия с бортовой аппаратурой спутника и комплекса обработки данных, отличающееся наличием одного или нескольких комплексов обработки данных, включающих вычислительный блок и блок машинного обучения, который может быть построен на базе одного или нескольких графических процессоров или одного или более центральных процессоров, в который предварительно загружена программа для управления нейронной сетью и для вычислений алгоритмов машинного обучения, предобученные нейронные сети и алгоритмы машинного обучения, на вход которых подаются данные с комплекса фиксации излучений и/или полей, а на выходе получаются результаты распознавания данных, которые с помощью вычислительного блока преобразуются в управляющие команды для комплекса фиксации излучений и/или полей, в данные, передаваемые на комплекс приёма-передачи и в команды, направляемые на интерфейс взаимодействия с бортовой аппаратурой спутника, также на ввод которых подаются данные для дообучения нейронной сети и алгоритмов машинного обучения для повышения качества распознавания данных или для постановки новых целей для распознавания, при этом обмен данными может быть реализован как напрямую между элементами устройства, так и через интерфейс взаимодействия с бортовой аппаратурой спутника, а при необходимости комплекс обработки данных может вычислять 5 ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) и передавать управляющие команды для бортового оборудования спутника. 2. Устройство по и. 1 , снабжённое электромеханической оптической аппаратурой, управляемой с помощью комплекса обработки данных. 3. Устройство по и. 1 или по и. 2, снабжённое комплексом управления питанием оборудования, управляемого с помощью комплекса обработки данных. 6 ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) |
Устройство спутникового распознавания данных относится к области системе сбора и передачи спутниковых данных и может быть использовано для передачи данных на Землю.
В настоящее время существует обширный набор устройств, осуществляющих дистанционную фиксацию изображений и фиксации излучений и/или полей с переводом данных в цифровой формат. Также имеется опыт размещения такого рода устройств на летательных аппаратах, в том числе на искусственных спутниках Земли. Кроме того, имеются решения по обработке данных непосредственно на спутнике.
Известен способ и система для сбора и передачи спутниковых данных (RU 2496234 С2), основанные на непрерывном приёме данных на многих наземных приёмных станциях с последующим объединением данных и управлением отбора данных с группировки спутников.
При этом по мере развития спутниковых систем малых размеров появляются решения, основанные на сборе максимально
возможного количества данных с измерителей (например, RU 58735 Ш).
Сложность с доставкой данных со спутниковых аппаратов
заключается в узком канале для передачи данных и ограниченном времени его использования. Между тем сфотографированные данные направляются на наземные станции в излишнем объёме, так как существующие решения предполагают отправку снимков либо в полном объёме, либо по частям. В результате и без того узкий канал
1
ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) передачи данных используется неэффективно, так как через него передаётся большое количество ненужной информации.
Предлагаемое устройство решает данную проблему
Устройство спутникового распознавания изображений состоит из комплекса фиксации (включая видеофиксацию) излучений и/или полей (3), комплекса обработки данных (2), комплекса приёма передачи на узлы связи (1), с помощью которого данные
направляются на узлы связи (в том числе на наземную станцию) и получаются задания на производство фиксации и обработки данных и интерфейса взаимодействия с бортовой аппаратурой спутника и комплекса обработки данных (4).
Определение необходимой информации осуществляется с помощью нескольких параллельных способов управления устройством.
Первый способ— передача управляющих команд с наземной станции. Второй способ— распознавание той информации, которая получается благодаря съёмкам или иным данным, полученным в результате фиксации излучений или полей. Третий способ— дообучение комплекса и проверка качества путём непрерывной кросс-валидации результата.
При этом система непрерывно дообучается на основе обратной связи, которая получается от наземной станции в виде оценки качества распознавания фотографий, оценки важности переданных данных и других данных, которые передаются для управления качеством распознавнания. Дообучение на орбите позволяет осуществлять корректировку передаваемых данных с
минимальными нагрузками на канал передачи, так как всё
дообучение осуществляется исключительно на спутниковом
2
ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) аппарате, а обратная связь передаётся аппарату в предельно сжатом виде в формате оценок полученных данных.
Комплекс автоматизированной обработки изображений строится на базе вычислительного устройства, снабжённого видеокартой (графическим процесором) или несколькими видеокартами для быстрого вычисления параметров нейронной сети. Всё
оборудование должно быть выполнено в соответствии с
требованиями, предъявляемыми к космической технике, что может быть реализовано в настоящее время на базе, например, таких решений как Jetson. Приблизительный вес комплекса
автоматизированной обработки изображений составляет от 0,1 кг без учёта конструкций, необходимых для защиты аппаратуры от вредных воздействий в космосе и энергоснабжения. В зависимости от поставленных перед устройством задач и степени
обеспечиваемой надёжности можно расширять количество устройств, установленных на одном космическом аппарате как для повышения надёжности оборудования, так и для повышения скорости и объёма производимых вычислений за счёт их
параллелизации.
Для осуществления вычислений в постоянную память комплекса обработки данных загружают предобученную нейронную сеть и сопутствующее программное обеспечение для её работы и взаимодействия с остальными элементами устройства. Комплекс может осуществлять распознавание необходимых данных и передавать управляющие команды на комплекс фиксации
излучений, который может при необходимости осуществлять оптическое увеличение или уменьшение изображения снимаемой поверхности, изменять углы наклона и другие параметры съёмки.
3
ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26) Помимо этого комплекс может обратывать данные не только оптического диапазона, но и более широкого спектра, а также данные, зарегистрированных с помощью электромагнитных, гравитационных, радиационных и иных датчиков. Помимо нейронных сетей возможно использование алгоритмов машинного обучения, которые позволяют получать результаты, которые проще поддаются анализу С помощью вводимых данных может быть организовано дообучение нейронной сети и алгоритмов машинного обучения, поставлены новые цели для распознавания.
4
ЗАМЕНЯЮЩИЕ ЛИСТЫ (ПРАВИЛО 26)
Next Patent: METHOD AND APPARATUS FOR INTRA REFERENCE SAMPLE INTERPOLATION FILTER SWITCHING