RU209619U1 - Система мониторинга участков сельскохозяйственных угодий с использованием машинного обучения и беспилотного летательного аппарата - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к системе мониторинга участков сельскохозяйственных угодий с использованием машинного обучения и беспилотного летательного аппарата. Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является повышение быстродействия системы путем выдачи в реальном масштабе времени результатов обработки получаемых данных по каждому из участков сельскохозяйственных угодий. Технический результат достигается тем, что система содержит модуль приема данных с беспилотного летательного аппарата, модуль селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы, модуль выдачи адресов считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, модуль приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы, модуль задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга, модуль верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий с беспилотного летательного аппарата и из базы данных сервера системы, модуль фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий и модуль выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий. 4 ил.

Description

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к системе мониторинга участков сельскохозяйственных угодий с использованием машинного обучения и беспилотного летательного аппарата.

Из уровня техники известны релевантные технические решения [1, 2]. Первое из известных технических решений предполагает проведение анализа и контроля за состоянием природной и техногенной сред для площадных и линейных объектов, расположенных на суше, под водой и на водной поверхности, посредством объединения информационных потоков в едином Центре комплексного мониторинга природной среды (ЦКМПС), функционирующего на основе использования современных методов дистанционного зондирования при использовании геопорталов и порталов метаданных. [1].

Недостатком данного технического решения является сложность его конструктивного выполнения, обусловленная необходимостью проведения съемки территории природного техногенного объекта в масштабе от 1:500 до 1:50000, и подготовки картографических материалов территорий по этой фотосъемке в масштабе от 1:500 до 1:10000 методами дистанционного зондирования.

Известно и другое техническое решение поставленной задачи, включающее получение фотоснимка единицы площади угодий, передачу полученного фотоснимка на сервер, обработку фотоснимка с идентификацией объектов на нем и вывод результатов мониторинга, и осуществляют подсчет количества идентифицируемых объектов на каждом фотоснимке, определение степени зараженности всей площади угодий на основе подсчета объектов по полученным фотоснимкам, осуществляют идентификацию изображения объектов фотоснимков на сервере, используя обучаемые искусственные нейронные сети, с помощью которых выделяют границы изображения объекта в квадрате фиксированного размера полученного фотоснимка, сервер содержит базу данных насекомых во всех морфологических стадиях, базу данных сорных растений, базу данных видов заболеваний растений, указанные нейронные сети, используя базы данных изображений идентифицируемых объектов, обучается отличать фоны соответствующих фотоснимков разного вида и определять объекты на этих фотоснимках, в результате чего получают данные о месте обнаружения объекта, времени фиксации и количестве зафиксированных объектов. [2].

Последнее из перечисленных выше технических решений наиболее близко к заявляемому и может считаться его прототипом.

Недостаток технического решения [2] заключается в недостаточно высоком быстродействии системы, обусловленном тем, что обработка получаемых данных осуществляется в системе только после окончания полного цикла зондирования всех участков сельскохозяйственных угодий.

Цель заявляемой полезной модели состоит в устранении указанного недостатка, т.е. в повышении быстродействия системы путем выдачи результатов обработки получаемых данных по каждому из участков сельскохозяйственных угодий в реальном масштабе времени.

Поставленная цель достигается тем, что в систему, содержащую модуль приема данных с беспилотного летательного аппарата, информационный вход которого является первым информационным входом системы, предназначенным для приема данных с беспилотного летательного аппарата. Синхронизирующий вход модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата является первым синхронизирующим входом системы, предназначенным для занесения данных с беспилотного летательного аппарата в модуль приема данных с беспилотного летательного аппарата, а первый информационный выход модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата является информационным выходом системы, предназначенным для выдачи кодограмм сообщений на информационный вход сервера базы данных системы.

Модуль приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы, информационный вход которого является вторым информационным входом системы, предназначенным для приема изображений участков сельскохозяйственных угодий. Синхронизирующий вход модуля приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы является вторым синхронизирующим входом системы, предназначенным для занесения записей базы данных сервера системы в модуль приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы.

Модуль задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга, информационный вход которого является третьим информационным входом системы, предназначенным для приема заданного количества участков сельскохозяйственных угодий, подлежащих мониторингу, синхронизирующий вход модуля задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга является третьим синхронизирующим входом системы, предназначенным для занесения заданного количества участков сельскохозяйственных угодий в модуль задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга, модуль выдачи адресов записи и считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, информационный выход которого является адресным выходом системы, предназначенным для выдачи адресов данных на адресный вход сервера базы данных системы.

Модуль выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, первый и второй информационные выходы которого являются вторым и третьим информационными выходами системы, а сигнальный выход модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий является первым сигнальным выходом системы, подключенным к установочному входу модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата, к установочному входу модуля приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы, к установочному входу модуля задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга и к установочному входу выдачи адресов записи и считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, введены модуль селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы, информационный вход которого соединен с вторым информационным выходом модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата, синхронизирующий вход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы, подключен к первому синхронизирующему входу системы, управляющий вход является управляющим входом системы, а установочный вход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы соединен с сигнальным выходом модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, при этом информационный выход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы подключен к информационному входу модуля выдачи адресов записи и считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, первый синхронизирующий выход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы соединен с синхронизирующим входом модуля выдачи адресов записи и считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, второй синхронизирующий выход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы является первым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов на вход первого канала прерывания сервера базы данных, третий синхронизирующий выход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы является вторым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов на вход второго канала прерывания сервера базы данных, первый и второй управляющие выходы модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы соединены с первым и вторым управляющими входами модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий соответственно, модуль верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий, один информационный вход которого подключен к третьему информационному выходу модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата, другой информационный вход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий подключен к информационному выходу модуля приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы, один синхронизирующий вход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий соединен с вторым синхронизирующим входом системы, другой синхронизирующий вход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий подключен к второму синхронизирующему выходу модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы, а установочный вход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий соединен с установочным выходом модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, при этом первый и второй информационные выходы модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий подключены к первому и второму входам модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий соответственно, первый синхронизирующий выход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий является третьим синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов на вход третьего канала сервера базы данных, а второй синхронизирующий выход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий является четвертым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов на вход четвертого канала сервера базы данных, и модуль фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий, один информационный вход которого соединен с третьим информационным выходом модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий, другой информационный вход модуля фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий подключен к информационному выходу модуля задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга выходу модуля, а синхронизирующий вход модуля фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий соединен с третьим синхронизирующим выходом модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий, при этом один синхронизирующий выход модуля фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий подключен к синхронизирующему входу модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, а другой синхронизирующий выход модуля фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий является вторым сигнальным выходом системы.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на Фиг. 1 представлена структурная схема системы, на Фиг. 2 - структурная схема модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы, на Фиг. 3 - структурная схема модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий с беспилотного летательного аппарата и из базы данных сервера системы, на фиг. 4 - структурная схема модуля выдачи результатов мониторинга.

Система (Фиг. 1) содержит модуль 1 приема данных с беспилотного летательного аппарата, модуль 2 селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы, модуль 3 выдачи адресов считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, модуль 4 приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы, модуль 5 задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга, модуль 6 верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий с беспилотного летательного аппарата и из базы данных сервера системы, модуль 7 фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий, и модуль 8 выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий.

На Фиг. 1 показаны первый 10, второй 11, и третий 12 информационные входы системы, первый 13, второй 14 и третий 15 синхронизирующие, и управляющий 16 входы системы, а также первый 18, второй 19 и третий 20 информационные выходы системы, адресный 21 выход системы, первый 22, второй 23, третий 24 и четвертый 25 синхронизирующие выходы системы, первый 26 и второй 27 сигнальные 26 выходы системы.

Конкретное конструктивное выполнение модуля 1 приема данных с беспилотного летательного аппарата представлено на фиг. 1, где модуль 1 выполнен в виде регистра 1, имеющего информационный 10, синхронизирующий 13 и установочный 30 входы, а также первый 31, и второй 32 и третий 33 информационные выходы.

Конкретное конструктивное выполнение модуля 2 селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы представлено на Фиг. 2, где модуль 2 содержит блок памяти 100, выполненный в виде постоянного запоминающего устройства, дешифратор 101, триггер 102, элементы 103-108 И, элементы 108-110 задержки.

На чертеже показаны информационный 34, синхронизирующий 35, управляющий 36 и установочный 37 входы, а также информационный 38, первый 39, второй 40 и третий 41 синхронизирующие выходы, а также первый 42 и второй 43 управляющие выходы.

Конкретное конструктивное выполнение модуля 3 выдачи адресов считывания данных участков сельскохозяйственных угодий представлено на фиг. 1, где модуль 3 выполнен в виде регистра, имеющего информационный 44, синхронизирующий 45 и установочный 46 входы, а также адресный 20 выход.

Конкретное конструктивное выполнение модуля 4 приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы представлено на Фиг. 1, где модуль 4 выполнен в виде регистра, имеющего информационный 11, синхронизирующий 14, и установочный 47 входы, а также информационный 49 выход.

Конкретное конструктивное выполнение модуля 5 задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга представлено на Фиг. 1, где модуль 5 выполнен в виде регистра, имеющего информационный 12, синхронизирующий 15 и установочный 48 входы, а также информационный 50 выход.

Конкретное конструктивное выполнение модуля 6 верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий представлено на Фиг. 3, где модуль 6 содержит компаратор 80, счетчики 81, 82 и 83, элемент 84 ИЛИ, и элементы 85,86 задержки. На чертеже показаны первый 51 и второй 52 информационные входы, первый 53 и второй 54 синхронизирующие входы, установочный 55 вход, а также первый 56, второй 57 и третий 58 информационные выходы, первый 59, второй 60 и третий 61 синхронизирующие выходы.

Конкретное конструктивное выполнение модуля 7 идентификации окончания времени мониторинга участков сельскохозяйственных угодий представлен на Фиг. 1, где модуль 7 выполнен в виде компаратора, имеющего первый 62 и второй 63 информационные входы, синхронизирующий 64 вход, а также синхронизирующий 65 и сигнальный 66 выходы.

Конкретное конструктивное выполнение модуля 8 выдачи результатов мониторинга представлено на Фиг. 4, где модуль 8 содержит триггер 90, элементы 91, 92 И, элементы И первой 93 и второй 94 групп, элемент 95 ИЛИ, элементы 96, 97 задержки. На чертеже показаны первый 67 и второй 68 информационные, первый 69 и второй 70 управляющие, и синхронизирующий 71 входы, а также первый 19 и второй 20 информационные, и сигнальный 26 выходы.

Система работает в двух режимах:

- режиме обучения при первичном сканировании беспилотным летательном аппаратом изображений участков сельскохозяйственных угодий, и

- режиме мониторинга участков сельскохозяйственных угодий при повторном их сканировании беспилотным летательном аппаратом.

В первом и втором режимах с пульта управления системы (на чертеже не показан) в модуле 5 оператор устанавливает число участков сельскохозяйственных угодий, которые подлежат мониторингу.

С этой целью на информационный 12 вход модуля 5, выполненного в виде регистра, поступает число подлежащих мониторингу заданных участков сельскохозяйственных угодий, которое заносится в регистр 5 синхронизирующим импульсом с входа 15 системы. С выхода 50 регистра 7 заданное число участков сельскохозяйственных угодий поступает на информационный 63 вход модуля 7, выполненного в виде компаратора.

Кроме того, оператор с того же пульта управления устанавливает режим обучения подачей сигнала на вход 16, который с управляющего 16 входа системы поступает на управляющий вход 36 модуля 2 и далее поступает на единичный 36 вход триггера 102 модуля 2, устанавливая его в единичное состояние, при котором триггер 102 открывает элемент 106 И, и закрывает элемент 107 И.

В режиме обучения на информационный 10 вход системы с беспилотного летательного аппарата в процессе сканирования участков сельскохозяйственных угодий последовательно поступают кодограммы сообщений, которые заносятся в регистр 1 синхронизирующим импульсом, поступающим с входа 13 системы на синхронизирующий вход модуля 1, выполненного в виде регистра.

Структура кодограммы сообщений в регистре 1 будет иметь следующий вид:

На чертеже (Фиг. 1) показано, что модуль 1 имеет три информационных 31,32 и 33 выхода.

Первый информационный 31 выход предназначен для выдачи на информационный выход 18 системы полной кодограммы принятого сообщения, включающей как координаты участков сельскохозяйственных угодий, так и цифровые изображения указанных участков.

Код координат участка сельскохозяйственных угодий с выхода 32 модуля 1 через вход 34 модуля 2 поступает на вход дешифратора 101. Дешифратор 101 расшифровывает код координат участка, выдавая на один их своих выходов высокий потенциал.

Для определенности, положим, что высокий потенциал поступил на один вход элемента 105 И. Одновременно с этим, синхронизирующий импульс с входа 13 модуля 1 поступает на вход 35 модуля 2, задерживается элементом 108 на время приема кодограммы сообщения модулем 1, и затем поступает на одни входы элементов 103-105 И, опрашивая состояния указанных элементов.

Учитывая то обстоятельство, что открытым по второму входу будет только элемент 105 И, то, пройдя этот элемент, синхроимпульс поступает на вход считывания фиксированной ячейки памяти постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 100, где хранится адрес зоны памяти сервера, в которую должно быть записано цифровое изображение участка сельскохозяйственных угодий.

Содержимое фиксированной ячейки памяти ПЗУ 100 считывается на выход 38 и далее поступает на информационный 44 вход модуля 3.

Во-вторых, тот же синхронизирующий импульс с выхода элемента 108 задерживается элементом задержки 109 на время считывания содержимого фиксированной ячейки блока 100 памяти, и затем через выход 39 модуля 2 поступает на синхронизирующий вход 45 модуля 3, устанавливая, тем самым, адрес зоны памяти сервера в регистре 3, который выдается далее на адресный 21 выход системы.

В-третьих, синхронизирующий импульс с выхода элемента задержки 109 вновь задерживается элементом задержки 110 на время установки адреса зоны памяти сервера в регистре 3, и затем поступает на одни входы элементов 106 И, 107 И.

Учитывая тот факт, что к этому моменту времени высоким потенциалом с единичного выхода триггера 102 будет открыт элемент 106 И, то синхронизирующий импульс с выхода элемента 110 задержки проходит через элемент 106 И на выход 40 модуля 2 и далее через первый 22 синхронизирующий выход системы выдается на вход первого канала прерывания сервера базы данных.

По этому сигналу сервер базы данных переходит на подпрограмму записи кодограммы сообщения с выхода 18 системы в базу данных сервера системы по указанному адресу в модуле 3.

Кроме того, синхронизирующий импульс с выхода 40 модуля 2 поступает на синхронизирующий 54 вход модуля 6, проходит элемент 84 ИЛИ, и далее поступает на счетный вход счетчика 83, который ведет счет отсканированных участков.

С выхода 58 модуля 6 количество подсчитанных участков поступает на один информационный 62 вход модуля 7. На другой информационный 63 вход модуля 7 с выхода 50 модуля 5 подано число подлежащих мониторингу заданных участков сельскохозяйственных угодий.

Одновременно с этим, синхронизирующий импульс с выхода элемента 84 ИЛИ модуля 6 задерживается элементом 86 задержки на время срабатывания счетчика 83 и с выхода 61 модуля 6 поступает на синхронизирующий вход 61 компаратора 7.

По этому сигналу компаратор 7 сравнивает число просмотренных участков сельскохозяйственных угодий с входа 62 модуля 7 с числом подлежащих мониторингу заданных участков сельскохозяйственных угодий с входа 63 модуля 7.

Если количество отсканированных участков оказывается меньше числа заданных участков сельскохозяйственных угодий, то на выходе 66 компаратора 7 формируется сигнал, который выдается на сигнальный 27 выход системы о том, что режим обучения системы продолжается и система готова к приему очередного сообщения с беспилотного летательного аппарата.

Если же количество отсканированных участков оказывается равным числу заданных участков сельскохозяйственных угодий, то сигнал формируется на выходе 65 компаратора 7. Этот сигнал через синхронизирующий 71 вход модуля 8 поступает на одни входы элементов 91 И, и 92 И.

Учитывая то обстоятельство, что в режиме обучения элемент 92 И будет открыт высоким потенциалом, поступающим через вход 70 модуля 8 с управляющего 42 выхода модуля 2, то синхронизирующий импульс с входа 71 модуля 8 проходит элемент 92 И, затем проходит элемент 95 ИЛИ и далее выдается на первый 26 сигнальный выход системы, как сигнал об окончании режима обучения.

Кроме того, сигнал с выхода 26 поступает на установочные входы модулей 1-6, возвращая указанные модули в исходное состояние.

При переходе в режим мониторинга участков сельскохозяйственных угодий с пульта управления системы в модуле 7 оператор устанавливает число участков сельскохозяйственных угодий, которые подлежат мониторингу. По умолчанию, система переходит в режим мониторинга, поскольку в этом режиме оператор не дает сигнал на управляющий вход 16 системы, а на информационный 12 вход модуля 5 поступает число подлежащих мониторингу заданных участков сельскохозяйственных угодий, которое заносится в регистр 5 синхронизирующим импульсом с входа 15 системы. С выхода 50 регистра 5 заданное число участков сельскохозяйственных угодий поступает на информационный 63 вход модуля 7.

В этом режиме также как в режиме обучения, на информационный 10 вход системы с беспилотного летательного аппарата в процессе сканирования участков сельскохозяйственных угодий последовательно поступают кодограммы сообщений, которые заносятся в регистр 1 синхронизирующим импульсом, поступающим с входа 13 системы на синхронизирующий вход модуля 1.

Структура кодограммы сообщений в регистре 1 будет иметь следующий вид:

Код координат участка сельскохозяйственных угодий с выхода 32 модуля 1 через вход 34 модуля 2 поступает на вход дешифратора 101. Дешифратор 101 расшифровывает код координат участка, выдавая на один их своих выходов высокий потенциал.

Для определенности, положим, что высокий потенциал поступил на один вход элемента 105 И. Одновременно с этим, синхронизирующий импульс с входа 13 модуля 1 поступает на вход 35 модуля 2, задерживается элементом 108 на время приема кодограммы сообщения модулем 1, и затем поступает на одни входы элементов 103-105 И, опрашивая состояния указанных элементов.

Учитывая то обстоятельство, что открытым по второму входу будет только элемент 105 И, то, пройдя этот элемент, синхроимпульс поступает на вход считывания фиксированной ячейки памяти постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 100, где хранится адрес зоны памяти сервера, в которой после режима обучения записано цифровое изображение участка сельскохозяйственных угодий.

Содержимое фиксированной ячейки памяти ПЗУ 100 считывается на выход 38 и далее поступает на информационный 44 вход модуля 3.

Во-вторых, тот же синхронизирующий импульс с выхода элемента 108 задерживается элементом задержки 109 на время считывания содержимого фиксированной ячейки блока 100 памяти, и затем через выход 39 модуля 2 поступает на синхронизирующий вход 45 модуля 3, устанавливая, тем самым, адрес зоны памяти сервера в регистре 3, который выдается далее на адресный 21 выход системы.

В-третьих, синхронизирующий импульс с выхода элемента задержки 109 вновь задерживается элементом задержки 110 на время установки адреса зоны памяти сервера в регистре 3, и затем поступает на одни входы элементов 106 И, 107 И.

Учитывая тот факт, что к этому моменту времени низким потенциалом с единичного выхода триггера 102 будет закрыт элемент 106 И, а высоким потенциалом с инверсного выхода триггера 102 будет открыт элемент 107 И, то синхронизирующий импульс с выхода элемента 110 задержки проходит через элемент 107 И на выход 41 модуля 2 и далее через второй 23 синхронизирующий выход системы выдается на вход второго канала прерывания сервера базы данных.

По этому сигналу сервер базы данных переходит на подпрограмму считывания цифрового изображения участка сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы по указанному адресу в модуле 3, и выдачи его на информационный вход 11 модуля 4, в который данные заносятся синхронизирующим сигналом сервера, поступающим на вход 14 системы.

Структура кодограммы записи данных пользователя, поступившей в модуль 6 из базы данных сервера системы, имеет следующий вид:

С выхода 49 модуля 4 цифровое изображение участка сельскохозяйственных угодий поступает на один информационный 52 вход модуля 6. На другой информационный 51 вход модуля 6 с выхода 33 модуля 1 подается цифровое изображение из входной кодограммы сообщения беспилотного летательного аппарата.

Одновременно с этим, синхронизирующий импульс с входа 14 системы задерживается элементом 85 на время занесения кода в регистр 4, и далее поступает на синхронизирующий вход компаратора 80 модуля 6.

Если цифровые изображения участков сельскохозяйственных угодий на входах 51 и 52 модуля 6 совпадают, то компаратор 80 на выходе А формирует сигнал о факте совпадении цифровых изображений участков сельскохозяйственных угодий, который, во-первых, с выхода 59 выдается на выход 24 системы и далее сигнал поступает на вход третьего канала прерывания сервера базы данных.

С приходом этого сигнала сервер базы данных системы переходит на подпрограмму документирования данных мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, текущее состояние которых не отличается от состояния, ранее зафиксированного на этапе обучения. С этой целью подпрограмма сервера считывает и записывает данные кодограмм сообщений с информационного 18 выхода системы в базу данных сервера.

Во-вторых, этот же сигнал с выхода А компаратора 80 поступает на счетный вход счетчика 81, который фиксирует факт совпадения изображений, поступивших как с борта беспилотного летательного аппарата, так и из базы данных сервера системы. Показания счетчика 81 с выхода 56 модуля 6 через информационный вход 67 модуля 8 выдаются на входы группы элементов 93 И.

В-третьих, сигнал с выхода А компаратора 80 проходит элемент 84 ИЛИ, и поступает на счетный вход счетчика 83, который предназначен для подсчета общего числа сельскохозяйственных участков, отсканированных беспилотным летательным аппаратом.

Если же цифровые изображения участков сельскохозяйственных угодий на входах 51 и 52 модуля 6 не совпадают, то компаратор 80 на выходе В формирует сигнал о факте несовпадении цифровых изображений участков сельскохозяйственных угодий, который, во-первых, с выхода 60 выдается на выход 25 системы и далее сигнал поступает на вход четвертого канала прерывания сервера базы данных.

С приходом этого сигнала сервер базы данных системы переходит на подпрограмму документирования данных мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, текущее состояние которых отличается от состояния, ранее зафиксированного на этапе обучения. С этой целью подпрограмма сервера считывает и записывает данные кодограмм сообщений с информационного 18 выхода системы в базу данных сервера.

Во-вторых, этот же сигнал с выхода В компаратора 80 поступает на счетный вход счетчика 82, который фиксирует факт несовпадения изображений, поступивших как с борта беспилотного летательного аппарата, так и из базы данных сервера системы. Показания счетчика 82 с выхода 57 модуля 6 через информационный вход 68 модуля 8 выдаются на входы группы элементов 94 И.

В-третьих, сигнал с выхода В компаратора 80 проходит элемент 84 ИЛИ, и поступает на счетный вход счетчика 83, который предназначен для подсчета общего числа сельскохозяйственных участков, отсканированных беспилотным летательным аппаратом.

С выхода 58 текущее число сельскохозяйственных участков через информационный 58 выход модуля 6 поступает на информационный 62 вход модуля 7, выполненного в виде компаратора, на другой информационный 63 вход которого с выхода 50 модуля 5 подано заданное число сельскохозяйственных участков, подлежащих мониторингу.

Кроме того, сигнал с выхода элемента 84 ИЛИ модуля 6 задерживается элементом 86 на время срабатывания счетчика 83, и затем через выход 61 модуля 6 поступает на синхронизирующий 71 вход модуля 8.

Если же количество отсканированных участков оказывается равным числу заданных участков сельскохозяйственных угодий, то сигнал формируется на выходе 65 компаратора 7. Этот сигнал через синхронизирующий 71 вход модуля 8 поступает на одни входы элементов 91 И, и 92 И.

Учитывая то обстоятельство, что в режиме мониторинга элемент 91 И будет открыт высоким потенциалом, поступающим через вход 69 модуля 8 с управляющего 43 выхода модуля 2, то синхронизирующий импульс с входа 71 модуля 8 проходит элемент 91 И, и поступает на прямой вход триггера 90, устанавливая его в единичное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода триггера 90 будут открыты группы элементов И 93, И 94.

Кроме того, синхронизирующий импульс с выхода элемента 91 И задерживается элементом 96 на время срабатывания триггера 90, и затем поступает на входы элементов 93 И и 94 И групп, обеспечивая выдачу показаний счетчиков 81 и 82 модуля 6 через элементы И 93, И 94 групп на информационные 19 и 20 выходы системы.

Кроме того, синхронизирующий импульс с выхода элемента 96 задержки вновь задерживается элементом 97 на время выдачи показаний счетчиков 81 и 82, а затем поступает на установочный вход триггера 90, возвращая его в исходное состояние, и на один вход элемента 95 ИЛИ, с выхода которого он выдается на выход 26 системы в качестве сигнала окончания процесса мониторинга участков сельскохозяйственных угодий.

Таким образом, предложенное техническое решение позволило существенно повысить быстродействие системы путем выдачи результатов обработки получаемых данных по каждому из участков сельскохозяйственных угодий в реальном масштабе времени.

Источники информации:

1. Патент РФ №2680652 (дата приоритета 05.11.2017).

2. Патент РФ№2695490 (дата приоритета 02.11.2017).

Claims (1)

1. Система мониторинга участков сельскохозяйственных угодий с использованием машинного обучения и беспилотного летательного аппарата, содержащая модуль приема данных с беспилотного летательного аппарата, информационный вход которого является первым информационным входом системы, предназначенным для приема данных с беспилотного летательного аппарата, причем синхронизирующий вход модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата является первым синхронизирующим входом системы, предназначенным для занесения данных с беспилотного летательного аппарата в модуль приема данных с беспилотного летательного аппарата, а первый информационный выход модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата является информационным выходом системы, предназначенным для выдачи кодограмм сообщений на информационный вход сервера базы данных системы, модуль приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы, информационный вход которого является вторым информационным входом системы, предназначенным для приема изображений участков сельскохозяйственных угодий, причем синхронизирующий вход модуля приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы является вторым синхронизирующим входом системы, предназначенным для занесения записей базы данных сервера системы в модуль приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы, модуль задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга, информационный вход которого является третьим информационным входом системы, предназначенным для приема заданного количества участков сельскохозяйственных угодий, подлежащих мониторингу, причем синхронизирующий вход модуля задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга является третьим синхронизирующим входом системы, предназначенным для занесения заданного количества участков сельскохозяйственных угодий в модуль задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга, модуль выдачи адресов записи и считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, информационный выход которого является адресным выходом системы, предназначенным для выдачи адресов данных на адресный вход сервера базы данных системы, и модуль выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, первый и второй информационные выходы которого являются вторым и третьим информационными выходами системы, а сигнальный выход модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий является первым сигнальным выходом системы, подключенным к установочному входу модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата, к установочному входу модуля приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы, к установочному входу модуля задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга и к установочному входу выдачи адресов записи и считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, отличающаяся тем, что система содержит модуль селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы, информационный вход которого соединен с вторым информационным выходом модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата, причем синхронизирующий вход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы подключен к первому синхронизирующему входу системы, управляющий вход является управляющим входом системы, а установочный вход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы соединен с сигнальным выходом модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, при этом информационный выход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы подключен к информационному входу модуля выдачи адресов записи и считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, первый синхронизирующий выход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы соединен с синхронизирующим входом модуля выдачи адресов записи и считывания данных участков сельскохозяйственных угодий, второй синхронизирующий выход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы является первым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов на вход первого канала прерывания сервера базы данных, третий синхронизирующий выход модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы является вторым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов на вход второго канала прерывания сервера базы данных, первый и второй управляющие выходы модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы соединены с первым и вторым управляющими входами модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий соответственно, модуль верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий, один информационный вход которого подключен к третьему информационному выходу модуля приема данных с беспилотного летательного аппарата, другой информационный вход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий подключен к информационному выходу модуля приема изображений участков сельскохозяйственных угодий из базы данных сервера системы, один синхронизирующий вход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий соединен с вторым синхронизирующим входом системы, другой синхронизирующий вход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий подключен к второму синхронизирующему выходу модуля селекции адресов участков сельскохозяйственных угодий в базе данных сервера системы, а установочный вход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий соединен с установочным выходом модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, при этом первый и второй информационные выходы модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий подключены к первому и второму входам модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий соответственно, первый синхронизирующий выход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий является третьим синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов на вход третьего канала сервера базы данных, а второй синхронизирующий выход модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий является четвертым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов на вход четвертого канала сервера базы данных, и модуль фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий, один информационный вход которого соединен с третьим информационным выходом модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий, другой информационный вход модуля фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий подключен к информационному выходу модуля задания количества участков сельскохозяйственных угодий для проведения мониторинга, а синхронизирующий вход модуля фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий соединен с третьим синхронизирующим выходом модуля верификации изображений участков сельскохозяйственных угодий, при этом один синхронизирующий выход модуля фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий подключен к синхронизирующему входу модуля выдачи результатов мониторинга участков сельскохозяйственных угодий, а другой синхронизирующий выход модуля фиксации результатов верификации участков сельскохозяйственных угодий является вторым сигнальным выходом системы.

Images