Проєктування та реалізація системи автоматичного наведення камери на об’єкти з використанням комп’ютерного зору

Abstract

У роботі обґрунтовано розробку системи автоматичного наведення камери на об’єкти з використанням комп’ютерного зору з метою автоматизації процесів виявлення та супроводу цілей у відеопотоці, підвищення точності трекінгу та мінімізації затримок апаратного керування. Проаналізовано предметну область і наявні програмно-апаратні аналоги, виявлено обмеження існуючих рішень та сформульовано вимоги до проектованого комплексу. Специфіковано функціональні й технічні вимоги до продукту, спроєктовано архітектуру системи за допомогою UML-нотації, обґрунтовано вибір апаратних засобів та алгоритмів комп'ютерного зору, а також реалізовано програмно-апаратний комплекс, підготовлено й розмічено власний датасет, навчено, експортовано та квантизовано модель детекції для апаратного прискорювача. Результати комплексного тестування й налагодження підтвердили працездатність, надійність та практичну ефективність впровадження розробленої системи.

The thesis substantiates the development of a system for automatically pointing a camera at objects using computer vision aimed at automating detection and tracking processes in video streams, improving tracking accuracy, and minimizing hardware control latency. The subject area and existing hardware-software analogues are analyzed, identifying the limitations of current solutions and formulating requirements for the engineered complex. The functional and technical specifications of the product are defined, modeling the system architecture using UML notation and justifying the choice of hardware components and computer vision algorithms. Furthermore, the hardware-software complex is implemented, featuring the preparation and annotation of a custom dataset, as well as the training, export, and quantization of the detection model for a hardware accelerator. Testing and debugging results confirmed the stability, reliability, and practical efficiency of the developed system's deployment.