Моделі дистанційної ідентифікації параметрів динамічних об'єктів з використанням трансформерів виявлення та оптичного потоку - Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Кондратов, Олексій Михайлович; Ольховий, Олексій Михайлович (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024)
Задачі дистанційної ідентифікації параметрів динамічних об’єктів є важливими для різноманітних галузей, включаючи комп’ютерний зір, робототехніку, автономні транспортні засоби, системи відеоспостереження та багато інших. Традиційні методи розв’язання цих задач стикаються з проблемами недостатньої точності та ефективності визначення динамічних параметрів в умовах швидко змінюваних середовищ та складних динамічних сценаріїв. Розглядаються сучасні методи ідентифікації параметрів динамічних об’єктів з використанням технологій трансформерів виявлення та оптичного потоку. Трансформер виявлення є одним з новітніх підходів у галузі комп’ютерного зору, що використовує архітектуру трансформера для завдань детектування об’єктів. Цей трансформер інтегрує процеси виявлення об’єктів і визначення їхніх меж у єдину модель end-to-end, що значно покращує точність та швидкість обробки. Використання трансформерів дозволяє моделі ефективно обробляти інформацію з усього зображення одночасно, що сприяє кращому розпізнаванню об’єктів навіть у складних умовах. Оптичний потік є методом аналізу руху, що визначає швидкість та напрямок руху пікселів між послідовними кадрами відео. Цей метод дозволяє отримати детальну інформацію про динаміку сцени, що є критично важливим для точного відстеження та ідентифікації параметрів рухомих об’єктів. Пропонується інтеграція трансформерів виявлення та оптичного потоку для підвищення точності ідентифікації параметрів динамічних об’єктів. Комбінація цих двох методів дозволяє використовувати переваги обох підходів: високу точність детектування об’єктів та детальну інформацію про їхній рух. Проведені експерименти показують, що запропонована модель значно перевершує традиційні методи як у точності визначення параметрів об’єктів, так і у швидкості обробки даних. Ключові результати дослідження свідчать про те, що інтеграція трансформерів виявлення та оптичного потоку забезпечує надійне і швидке визначення параметрів рухомих об’єктів у реальному часі, що може бути застосовано у різних практичних сценаріях. Проведені дослідження також показали потенціал для подальшого вдосконалення методів обробки даних та їхнього застосування у складних динамічних середовищах. Отримані результати відкривають нові перспективи для розробки інтелектуальних систем моніторингу та керування, що здатні адаптуватися до швидкозмінних умов навколишнього середовища, підвищуючи ефективність та безпеку їхньої роботи.

The tasks of remote identification of parameters of dynamic objects are important for various fields, including computer vision, robotics, autonomous vehicles, video surveillance systems, and many others. Traditional methods of solving these problems face the problems of insufficient accuracy and efficiency of determining dynamic parameters in conditions of rapidly changing environments and complex dynamic scenarios. Modern methods of identifying parameters of dynamic objects using technologies of detection transformers and optical flow are considered. Transformer detection is one of the newest approaches in computer vision that uses transformer architecture for object detection tasks. This transformer integrates the object detection and boundary detection processes into a single end-to-end model, which greatly improves the accuracy and speed of processing. The use of transformers allows the model to effectively process information from the entire image at the same time, which contributes to better recognition of objects even in difficult conditions. Optical flow is a motion analysis method that determines the speed and direction of pixel movement between successive video frames. This method allows obtaining detailed information about the dynamics of the scene, which is critical for accurate tracking and identification of parameters of moving objects. The integration of detection transformers and optical flow is proposed to increase the accuracy of identification of parameters of dynamic objects. The combination of these two methods allows you to use the advantages of both approaches: high accuracy of object detection and detailed information about their movement. The conducted experiments show that the proposed model significantly outperforms traditional methods both in the accuracy of determining the parameters of objects and in the speed of data processing. The key results of the study indicate that the integration of detection transformers and optical flow provides reliable and fast determination of parameters of moving objects in real time, which can be applied in various practical scenarios. The conducted research also showed the potential for further improvement of data processing methods and their application in complex dynamic environments. The obtained results open new perspectives for the development of intelligent monitoring and control systems capable of adapting to rapidly changing environmental conditions, increasing the efficiency and safety of their work.
Models of remote identification of parameters of dynamic objects using detection transformers and optical flow
Keywords: згорткові нейронні мережі; глибоке навчання; комп’ютерний зір; детектування об’єктів; методи аналізу руху; convolutional neural networks; deep learning; object detection; velocity identification; computer vision