Научная статья на тему 'Новые возможности цифрового видеонаблюдения при интеграции с биотехническими и информационно-управляющими системами'

Новые возможности цифрового видеонаблюдения при интеграции с биотехническими и информационно-управляющими системами Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
335
65
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
агроценозы / видеонаблюдение / информационные системы / интеграция / классификация алгоритмов / методология проектирования / модули видеоаналитики / мобильные технологии / поведение объектов / распознавание / роботизация / самоорганизация / управление производством / цифровизация. / agrocenosis / video surveillance / information systems / integration / classification of algorithms / design methodology / video Analytics modules / mobile technologies / object behavior / recognition / robotics / self-organization / production management / and digitalization.

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Алексей Михайлович Башилов, Владимир Александрович Королев, Виктор Николаевич Легеза

Введение: одной из важнейших составляющих цифровизированных систем управления в агропроизводстве являются системы технического зрения и видеонаблюдения за агротехнологическими процессами. Материалы и методы: излагается методологический системно-ориентированный подход и практические ориентиры моделирования и управления изменениями в агротехноценозах, в условиях цифровой трансформации больших объёмов видеоданных. Результаты: раскрыты новые возможности применения цифрового видеонаблюдения в агропромышленном секторе. Предложенные технические решения направлены на создание лучшей продукции и получение конкурентных преимуществ, благодаря улучшению взаимоотношений специалистов и переходу на предсказывающий анализ данных. Приведена схема организации управления территориально распределённым аграрным производством с использованием мобильных и дистанционных систем видеонаблюдения. При использовании предлагаемого проекта интеграции цифрового видеонаблюдения в систему аграрного производства происходит улучшение результативности производственного персонала, минимизации убыточных рисков и максимизации эффективности управления. Обсуждение: рассмотрены возможности систем видеонаблюдения, широко применяемых для обеспечения безопасности производственных зданий и охраны территорий, оснащённых автоматическими модулями видеоаналитики и интегрированными компьютерными программами. Приведена схема организации управления территориально распределённым аграрным производством с использованием мобильных и дистанционных систем видеонаблюдения. Заключение: сельскохозяйственное производство до настоящего времени имеет невостребованные информационно-управляющие ресурсы для развития и совершенствования агротехнологических процессов и сервиса агропредприятий путём более широкого использования и интеграции средств видеонаблюдения в единую самоорганизующуюся систему аграрного производства. Для дальнейшего совершенствования агротехнологических процессов, повышения скорости и безошибочности управления наиболее перспективным является разработка систем управления роботизированными агротехнологическими комплексами с использованием мобильных дистанционных систем автоматизированного видеонаблюдения, видеоаналитики, видеоадминистрирования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Алексей Михайлович Башилов, Владимир Александрович Королев, Виктор Николаевич Легеза

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

NEW FEATURES IN DIGITAL VIDEO SURVEILLANCE INTEGRATION WITH BIOTECH AND INFORMATION-CONTROL SYSTEMS

Introduction: one of the most important components of digitalized control systems in agricultural production is the system of technical vision and video surveillance of agrotechnological processes. Materials and methods: the paper presents the methodological systemic-oriented approach and practical guidelines for the modeling and change management in agrotechnicians, in terms of digital transformation of large volumes of video data. Results: new opportunities for the use of digital video surveillance in the agro-industrial sector. The proposed technical solutions are aimed at creating the best products and obtaining competitive advantages by improving the relationship of specialists and the transition to predictive data analysis. The scheme of the organization of management of geographically distributed agricultural production using mobile and remote video surveillance systems. When using the proposed project of integration of digital video surveillance into the agricultural production system, there is an improvement in the effectiveness of production personnel, minimizing unprofitable risks and maximizing management efficiency. Discussion: the possibilities of video surveillance systems are widely used to ensure the safety of industrial buildings and the protection of territories, equipped with automatic video analytics modules and integrated computer programs. The scheme of the organization of management of distributed agricultural production using mobile and remote video surveillance systems. Conclusion: agricultural production to date has unclaimed information and management resources for the development and improvement of agricultural processes and service of agricultural enterprises, through the wider use and integration of video surveillance in a single self-organizing system of agricultural production. For further improvement of agro-technological processes, increasing the speed and error-free control the most promising is the development of control systems for robotic agro-technological complexes using mobile remote systems of automated video surveillance, video Analytics, video surveillance.

Текст научной работы на тему «Новые возможности цифрового видеонаблюдения при интеграции с биотехническими и информационно-управляющими системами»

05.20.02 ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ _В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ_

05.20.02 УДК 637.1

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЦИФРОВОГО ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ ПРИ ИНТЕГРАЦИИ С БИОТЕХНИЧЕСКИМИ И ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИМИ СИСТЕМАМИ

© 2019

Алексей Михайлович Башилов, доктор технических наук, профессор кафедры «Теоретическая электротехника» Московский авиационный институт, Москва (Россия) Владимир Александрович Королев, кандидат технических наук, доцент кафедры «Теоретическая электротехника» Московский авиационный институт, Москва (Россия) Виктор Николаевич Легеза, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Автоматизация и механизация животноводства» Российский государственный аграрный университет, Москва (Россия)

Аннотация

Введение: одной из важнейших составляющих цифровизированных систем управления в агропроизводстве являются системы технического зрения и видеонаблюдения за агротехнологическими процессами. Материалы и методы: излагается методологический системно-ориентированный подход и практические ориентиры моделирования и управления изменениями в агротехноценозах, в условиях цифровой трансформации больших объёмов видеоданных.

Результаты: раскрыты новые возможности применения цифрового видеонаблюдения в агропромышленном секторе. Предложенные технические решения направлены на создание лучшей продукции и получение конкурентных преимуществ, благодаря улучшению взаимоотношений специалистов и переходу на предсказывающий анализ данных. Приведена схема организации управления территориально распределённым аграрным производством с использованием мобильных и дистанционных систем видеонаблюдения. При использовании предлагаемого проекта интеграции цифрового видеонаблюдения в систему аграрного производства происходит улучшение результативности производственного персонала, минимизации убыточных рисков и максимизации эффективности управления.

Обсуждение: рассмотрены возможности систем видеонаблюдения, широко применяемых для обеспечения безопасности производственных зданий и охраны территорий, оснащённых автоматическими модулями видеоаналитики и интегрированными компьютерными программами. Приведена схема организации управления территориально распределённым аграрным производством с использованием мобильных и дистанционных систем видеонаблюдения.

Заключение: сельскохозяйственное производство до настоящего времени имеет невостребованные информационно-управляющие ресурсы для развития и совершенствования агротехнологических процессов и сервиса агропредприятий путём более широкого использования и интеграции средств видеонаблюдения в единую самоорганизующуюся систему аграрного производства. Для дальнейшего совершенствования агротехнологиче-ских процессов, повышения скорости и безошибочности управления наиболее перспективным является разработка систем управления роботизированными агротехнологическими комплексами с использованием мобильных дистанционных систем автоматизированного видеонаблюдения, видеоаналитики, видеоадминистрирования.

Ключевые слова: агроценозы, видеонаблюдение, информационные системы, интеграция, классификация алгоритмов, методология проектирования, модули видеоаналитики, мобильные технологии, поведение объектов, распознавание, роботизация, самоорганизация, управление производством, цифровизация.

Для цитирования: Башилов А. М., Королев В. А., Легеза В. Н. Новые возможности цифрового видеонаблюдения при интеграции с биотехническими и информационно-управляющими системами // Вестник НГИЭИ. 2019. № 7 (98). С. 39-49.

NEW FEATURES IN DIGITAL VIDEO SURVEILLANCE INTEGRATION WITH BIOTECH AND INFORMATION-CONTROL SYSTEMS

© 2019

Alexei Mikhailovich Bashilov, Dr. Sci. (Engineering), professor of the chair «Theoretical electrical engineering»

Moscow Aviation Institute, Moscow (Russia) Vladimir Aleksandrovich Korolev, Ph. D. (Engineering) associate professor of the chair «Theoretical electrical engineering» Moscow Aviation Institute, Moscow (Russia) Viktor Nikolaevich Legeza, Ph. D. (Agricultural Sciences) associate professor of the chair «Automation and mechanization of livestock» Russian state agrarian University, Moscow (Russia)

Abstract

Introduction: one of the most important components of digitalized control systems in agricultural production is the system of technical vision and video surveillance of agrotechnological processes.

Materials and methods: the paper presents the methodological systemic-oriented approach and practical guidelines for the modeling and change management in agrotechnicians, in terms of digital transformation of large volumes of video data.

Results: new opportunities for the use of digital video surveillance in the agro-industrial sector. The proposed technical solutions are aimed at creating the best products and obtaining competitive advantages by improving the relationship of specialists and the transition to predictive data analysis. The scheme of the organization of management of geographically distributed agricultural production using mobile and remote video surveillance systems. When using the proposed project of integration of digital video surveillance into the agricultural production system, there is an improvement in the effectiveness of production personnel, minimizing unprofitable risks and maximizing management efficiency.

Discussion: the possibilities of video surveillance systems are widely used to ensure the safety of industrial buildings and the protection of territories, equipped with automatic video analytics modules and integrated computer programs. The scheme of the organization of management of distributed agricultural production using mobile and remote video surveillance systems.

Conclusion: agricultural production to date has unclaimed information and management resources for the development and improvement of agricultural processes and service of agricultural enterprises, through the wider use and integration of video surveillance in a single self-organizing system of agricultural production. For further improvement of agro-technological processes, increasing the speed and error-free control the most promising is the development of control systems for robotic agro-technological complexes using mobile remote systems of automated video surveillance, video Analytics, video surveillance.

Keywords: agrocenosis, video surveillance, information systems, integration, classification of algorithms, design methodology, video Analytics modules, mobile technologies, object behavior, recognition, robotics, self-organization, production management, and digitalization.

For citation: Bashilov A. M., Korolev V. A., Legeza V. N. New features in digital video surveillance integration with biotech and information-control systems // Bulletin of NGIEI. 2019. № 7 (98). P. 39-49.

Введение

ровизации» экономики страны определяет ряд важнейших практических проблем, для успешного и эффективного решения которых не достаточно внедрить какую-либо одну информационно-управляющую технологию. К числу таких задач следует отнести создание и внедрение современных инновационных точных технологий производства сельскохозяйственной продукции. Современные реализации агротехнологий рассматривают системы производства, как открытые природно-техногенные

Цифровая экономика, как база нового этапа технико-технологического развития современной цивилизации, в рамках единой интегрированной сферы согласования, прогнозирования и управления процессами, оказывает значимое влияние на все области деятельности человека: финансы, торговлю, транспорт, технику, энергетику, сельскохозяйственное производство, жизнеобеспечение, кадры, и др. Дифференциация задач в рамках глобальной «циф-

метасистемы - агротехноценозы (АТЦ). В состав АТЦ входят технические устройства обеспечения и поддержки агротехнологических процессов - тех-ноценозы (техногенная часть АТЦ) и природные структуры - биоценозы, включающие живые, способные к саморазвитию, саморегуляции биологические структуры (растения, животные). Функционирование АТЦ объединяет большое число технологических процессов и распределено во времени и пространстве. Только комплексный системно-ориентированный подход с согласованным и одновременным применением нескольких ключевых информационно-коммуникационных технологий даёт ожидаемый эффект [1]. Этот подход последовательно и адаптивно, экономически эффективным способом связывает реальность сельского хозяйства - землю, инфраструктуру, поселения и аграрное производство с их точным или объективно измеренным цифровым представлением. Одной из важнейших составляющих цифровизированных систем управления в агропроизводстве являются системы технического зрения и видеонаблюдения за агро-технологическими процессами.

Тема «новые возможности» предполагает широкое развитие цифровых технологий и программных продуктов, способных обработать огромные объёмы информации, требует специалистов, которые способны из собранных данных получать уникальные знания - без всего этого информационно-коммуникационные технологии снижают свою ценность.

Цель исследований - разработка системно-структурированного подхода и определение практических ориентиров для проектирования современных информационно-управляющих систем видеонаблюдения в аграрном производстве, агротех-ноценозах и агропредприятиях на основе видеоцифровой интеграции и трансформации больших объёмов видеоданных.

Материалы и методы Технико-технологические особенности

инновационного исследования Разрабатываемый в статье проект направлен на создание лучшей продукции и получение конкурентных преимуществ благодаря улучшению взаимоотношений специалистов аграрного производства и переходу на оперативный анализ видеоданных, точно и информативно отражающих изменения в агротехнологических процессах.

Стремясь обеспечить максимально комфортную работу для своих пользователей, производители разнообразных «умных» устройств и разработчики «цифровых» программ обеспечивают их работу в связке друг с другом. Это прослеживается даже

в повседневной жизни: например, через Интернет современный мобильный телефон легко связывается с пользователями в социальных сетях и подтягивает контакты и фотографии в телефонную книгу. При построении систем управления агропредприятием совмещение разных инструментов видеонаблюдения в единую среду поможет многократно повысить эффективность и удобство работы.

Технологические процессы в сельском хозяйстве имеют существенные отличия от промышленных, они связаны с биологическими объектами. Эти объекты обладают способностью к самоорганизации и саморазвитию. Самой сложной проблемой становится получение информации о поведении биологических объектов и интерпретация её через технические информационно-аналитические средства для понимания и принятия решения человеком. Применение средств видеонаблюдения, технического и компьютерного зрения в управлении агротех-нологическими процессами может стать эффективным направлением совершенствования сельскохозяйственного производства.

Ключевые достоинства заключаются в существенном повышении информативности, достоверности, наглядности, идентичности, оперативности управления живыми, развивающимися биотехническими, человеко-машинными системами на едином языке видеоцифровых изображений с семантико-лингвинистическим сопровождением. Видеонаблюдение, как наиболее доступный способ получения ценной информации, предполагает создание больших объемов видеоданных, их длительное хранение, быстрое извлечение и многообразный анализ.

Рассмотрим возможности систем видеонаблюдения, широко применяемого в целях безопасности производственных зданий и охраны территорий, использующего автоматические модули видеоаналитики [2; 3] и компьютерную программную интеграцию [4; 5; 6; 7].

Результаты Классификация модулей видеоаналитики и программных средств компьютерной интеграции

Исследование возможностей автоматизации видеонаблюдения в зарубежных и отечественных системах безопасности и в приложениях для сельскохозяйственного производства позволило определить новые возможности и классифицировать основные модули цифровой видеоаналитики и модули программных средств компьютерной интеграции, которые могут быть использованы для дальнейшего совершенствования систем управления агропредприятиями и агропроизводствами [5; 6].

На рисунке 1 приведена обобщённая схема классификации типовых модулей видеоаналитики,

интегрируемых в единую систему цифрового управления агропредприятием (агропрозводством).

Рис. 1. Обобщённая схема классификации типовых модулей видеоаналитики, интегрируемых в единую систему управления агропредприятием Fig. 1. Generalized classification scheme of typical video analytics modules integrated into a single agribusiness management system

Далее в тексте приведена расширенная классификация типовых модулей видеоаналитики с дополнительными уточнениями их практического применения и обобщённая классификация типовых модулей компьютерной программной интеграции видеонаблюдения в существующие системы автоматизированного управления агропредприятиями.

Расширенная классификация типовых модулей видеоаналитики с дополнительными уточнениями

1. Распознавание объектов.

1.1. Транспортных мобильных средств (контролируемый автоматизированный доступ на территорию агропредприятия).

1.2. Идентификационного номера животного, прикреплённого в определённом месте.

1.3. Штрих-кода на технологическом оборудовании, техническом средстве или на подвижном объекте конвейера.

1.4. Распознавание наличия или отсутствия номера, метки, символа на интересуемом объекте.

2. Обнаружение внешнего вида.

2.1. Обнаруживает и заносит в базу информативные данные и признаки человека.

2.2. 3D-мониторинг (бонитировка животных, описание сортовых и видовых признаков сельскохозяйственных культур).

3. Оценка поведения и активности подвижных объектов.

3.1. Контроль персонала (мониторинг присутствия и активности персонала на рабочем месте).

3.2. Контроль животных (мониторинг присутствия и маршрутов движения животных в стаде).

3.3. Контроль растений (мониторинг роста, развития и плодоношения).

4. Детектирование событий.

4.1. Определение длины очереди животных к доильной установке (количество особей в очереди, сообщение о превышении заданного порога).

4.2. Детектор скопления животных, людей (подсчитывает количество особей или людей в толпе и уведомляет о превышении порога).

4.3. Детектор дыма и огня (обнаруживает признаки дыма и огня в поле зрения камеры).

4.4. Детектор саботажа (обнаруживает неполадки камер или их преднамеренный вывод из строя).

4.5. Детектор оставленных предметов (обнаруживает оставленный предмет и того, кто его оставил).

4.6. Детектор громкого звука (фиксирует шум, превышающий заданный порог).

4.7. Подсчёт животных, людей (подсчёт количества особей в стаде, в группе).

5. Управление видеокамерами и видеопотоками.

5.1. Управление видеокамерами (фокусирует, приближает, удаляет, управляет видеосъёмкой).

5.2. Обработка аудиопотоков (записывание и транслирование звука в обоих направлениях от камеры видеонаблюдения).

5.3. Развёртка (просматривает развёрнутую панораму или разделённую на 2 или 4 кадра).

5.4. Трекинг (осуществляет контроль периметра выделенной территории, границы, линии).

5.5. Резервирование видеоканала с изображением (создаёт непрерывный видеопоток, записывает независимо от форс-мажорных факторов).

5.6. Интерактивный поиск и межкамерный трекинг (отслеживает перемещение объекта между видеокамерами, находит интересуемый объект в архиве).

Обобщённая классификация модулей компьютерной программной интеграции

1. С мессенджерами (мессенджер - это программа для мгновенного обмена сообщениями через Интернет). Благодаря такой интеграции появляется возможность «общаться» со всеми системами видеонаблюдения: получать изображения и тревожные уведомления с камер, смотреть состояние видеосерверов [7]. С распространением быстрого и доступного мобильного Интернета, а также производительных телефонов с большим экраном появилось новое поколение мессенджеров, которые ориентируются в первую очередь на мобильных пользователей. Это такие программы как, WhatsApp, Viber и другие.

2. С единым центром хранения и обработки данных (ЕЦХД) для должностных лиц и органов власти, осуществляющих свои полномочия в соответствии с компетенциями.

3. С автоматическими шлагбаумами для их управления.

4. С домофонами, с аудиорегистраторами, с банкоматами.

5. С программно-аппаратным комплексом распознавания номеров автотракторной техники, с оборудованием автоматизации взвешивания, с системой кассового контроля, с единой системой диспетчерской службы (ЕДДС), с системой движения денежных средств (ДДС), с системой контроля доступа (СКУД) и охранно-пожарной сигнализации (ОПС) для управления безопасностью людей и имущества.

6. С программами для запуска и разработки АСУ ТП и П.

Таким образом, на основе существующих достижений науки и техники в области цифрового видеонаблюдения мы можем перейти к новой инновационной модели бесконтактного аграрного производства (земледелия, животноводства). Она основана на информационной интеграции, в результате которой происходит взаимопроникновение знаний человека и данных о коллективном самоорганизующем поведении растений (животных), их взаимодополняющее выгодное взаимодействие и сотрудничество на основе обоюдно полезных действий и результатов.

Обсуждение Проектирование технологий видеонаблюдения и видеосистем больших данных

Технологии видеонаблюдения и технологии больших данных (англ. BigData) позволяют обработать большой объем структурированной и неструктурированной информации, систематизировать, проанализировать и выявить закономерности там, где человеческий мозг никогда бы их не заметил. Это открывает совершенно новые возможности по использованию данных как для управления технической, так и для управления сервисной сферой. Без анализа поведения своих пользователей, без возможности прогнозирования, руководствуясь только опытом и интуицией, уже крайне сложно оставаться конкурентоспособным.

На рисунке 2 приведена схема модели организации управления территориально распределённым аграрным производством с использованием мобильных и дистанционных систем видеонаблюдения [8; 9; 10].

Видеокамеры (1, 2, 3, 4, 5), направленные на объекты аграрного производства, выдают на выходе видеосигнал (видеокадры, видеоряды, видеопотоки). По коаксиальным кабелям и беспроводным радиоканалам видеоинформация поступает на рабочее место оператора и через коммутаторы 6 и 7 выводится на экран монитора. Дополнительно могут быть реализованы различные автоматизированные режимы: организации и архивации видеоинформации с возможностью повторного просмотра; обнаружения траектории движения подвижных объектов; распознавания объектов по морфологическим признакам; концентрирования внимания оператора на видеокамерах, зафиксировавших отклонение поведения объектов и агротехнологических параметров.

Рис. 2. Организация управления территориально распределённым аграрным производством с использованием мобильных и дистанционных систем видеонаблюдения: 1 - мультисервисная сеть связи; 2 - устройство видеоконтрольное с блоком питания и коммутации; 3 - бортовой передвижной видеокомплекс; 4 - видеокамера бортовая; 5 - видеокамера бортовая с поворотным устройством; 6 - коммутатор пакетный высокоскоростной; 7 - контроллер каналов связи; 8 - переносной комплекс видеонаблюдения; 9 - мобильный комплекс видеонаблюдения; 10 - стационарный пункт видеонаблюдения и управления Fig. 2. Organization of management of geographically distributed agricultural production using mobile and remote video surveillance systems: 1 - multiservice communication network; 2 - device of video-control with power unit and commutation unit; 3 - on-board mobile video-complex; 4 - on-board video-camera; 5 - on-board video-camera on turning arm; 6 - commutator with packet-mode and high speed; 7 - controller of connection channels; 8 - portable complex of video-monitoring; 9 - mobile complex of video-monitoring; 10 - stationary stand of video-monitoring and management

Видеонаблюдение может осуществляться как с наземных камер, расположенных на мобильных транспортных средствах, так и с использованием видеокамер, расположенных на коптере - беспилотном летательном аппарате [11; 12].

На стационарных пунктах видеонаблюдения и управления собирается видеоинформация с нескольких мобильных комплексов. Для её отображения используется специализированный монитор, программы анализа и обработки потоков видеоцифровых изображений. Монитор позволяет отображать информацию от четырёх и более направлений видеонаблюдения, принимать управляющую информацию от видеорегистраторов, сопровождая звуковыми и световыми сигналами или командами на автоматические исполнительные устройства.

Предлагаемые технические решения позволяют, в общем случае, построить мобильные системы дистанционного наблюдения за объектами аграрно-

го производства и территориями любой протяжённости и размеров [13; 14].

Для реализации предложенного проекта управления территориально распределённым аграрным производством с использованием мобильных и дистанционных систем видеонаблюдения требуются значительные материально-финансовые затраты. Однако если считать неиспользованные возможности, потенциально существующие, но невостребованные, то мы имеем заведомо залоговую эффективность их применения.

При использовании предлагаемого проекта интеграции цифрового видеонаблюдения в систему больших данных происходит трансформация организации в направлении усовершенствования стратегии, принятия системных решений, улучшения результатов маркетинга и продаж, улучшения эффективности и продуктивности бизнес-процессов, улучшения результативности производственного

персонала, минимизации убыточных рисков и максимизации эффективности управления, появление новых возможностей [15].

Для внедрения системы больших видеоцифровых данных имеются взаимосвязанные программно-аппаратные комплексы (Hardware и Software). Hardware - это аппаратная часть компьютерной системы («железные» компоненты): материнские платы, процессоры, оперативная память, периферия и другие устройства в самой системе или подключаемые к ней). Software «мягкое изделие» - программное обеспечение, некий виртуальный компонент (Apache Hadoop, SAS plus Hadoop, процессоры Intel Xeon и процессоры Phi для работы с Microsoft или Cloudera Software, Google, Amazon, Oracle и Cisco).

В списке литературы приведены наиболее важные отечественные разработки, раскрывающие новые возможности использования цифрового видеонаблюдения, интегрированного в биотехнические и информационно-управляющие системы аграрного производства [16; 17; 18; 19; 20].

Для практического ведения точного аграрного производства необходимы новые роботизированные технические средства, особенно в условиях территориально рассредоточенного размещения сельскохозяйственных объектов и при отсутствии достаточных трудовых человеко-ресурсов.

В животноводстве для индивидуального ухода за животными и эффективного управления стадом перспективно создание «видеопастуха» на основе многофункционального событийно-сигнали-зирующего мобильного блока видеонаблюдения, с операциями самообучения и саморегулирования.

В растениеводстве при реализации технологии дифференцированного земледелия, учитывающего состояние каждого растения, необходимо создание «видеотехнолога полей» на основе разработки многофункционального мехатронно-исполни-тельного мобильного блока видеонаблюдения, с элементами самонаведения и самоорганизации.

В природопользовании, особенно в лесных, рыбных и охотничьих хозяйствах, целесообразно создание «видеоинспектора территорий» на основе разработки многофункционального разведывательно-поискового мобильного блока видеонаблюдениия, с алгоритмами самообучения и самоорганизации.

Возможны и другие примеры использования как локальных, так и интегрированных систем видеонаблюдения в сельскохозяйственном производстве, обеспечивающих оперативное и наглядное представление информации о состоянии здоровья и поведении животных, о росте и развитии растений, о функциональных особенностях и работе технико-

технологических устройств, о взаимодействии территориально рассредоточенных объектов. Современный уровень развития техники видеонаблюдения позволяет автоматизировать процесс управления видеоданными на основе типовых модулей видеоаналитики и компьютерной интеграции, осуществляя оперативную обработку, длительное хранение и анализ видеоданных, обнаружение негативных событий, упреждающее реагирование на возможные негативные проявления, визуализацию прогнозных решений.

Совместное использование систем видеонаблюдения даёт множество вариантов получения си-нергетического эффекта: при оценке индивидуального состояния животного (идентификация и определение местоположения животного в стаде, индивидуальный контроль и учёт параметров животного, ведение календаря и истории животного), в процессе доения (контроль работы оператора и поведения животного), при кормлении (продолжительность поедания, пережёвывание корма, прирост живой массы), в процессе осеменения (идентификация половой охоты, наблюдение за отёлом животного), при оценке подвижности животного (контроль моциона, двигательная активность животного, поведенческие признаки), при проведении зооветеринарных мероприятий (бонитировка, идентификация заболеваний, формирование календаря ветеринарных мероприятий).

Заключение

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Сельскохозяйственное производство до настоящего времени имеет невостребованные информационно-управляющие ресурсы для развития и совершенствования агротехнологических процессов и сервиса агропредприятий путём более широкого использования и интеграции средств видеонаблюдения в единую самоорганизующуюся систему аграрного производства. Для дальнейшего совершенствования агротехнологических процессов, повышения скорости и безошибочности управления наиболее перспективным является разработка систем управления роботизированными агротехнологическими комплексами с использованием мобильных дистанционных систем автоматизированного видеонаблюдения, видеоаналитики, видеоадминистрирования. Новые возможности по улучшению комфортности и интеллектуальности труда могут быть обеспечены при проектировании систем управления территориально распределённым аграрным производством с использованием мобильного и дистанционного видеонаблюдения, беспилотной видеосервисной автоматики, видеороботов, удалённых веб-клиентов - включённых в единую интегрированную систему самоорганизации агропредприятия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Краусп В. Р. Комплексная автоматизация в промышленном животноводстве. Москва. Машиностроение, 1980. 356 с.

2. Форсайт Д., Понс Ж. Компьютерное зрение. Современный подход. М. : Издательство: Вильямс, 2004.

926 с.

3. Методы компьютерной обработки изображений / Под ред. А. В. Сойфера. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2003.

784 с.

4. Миронова Т. В., Крайский Александр. Как использовать цифровую камеру в качестве измерительного устройства. Опубликовано: 2016 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doi.Org/10.1117/3.2256725 (дата обращения 20.06.2019).

5. Дамьяновски Владо. ССТУ. Библия видеонаблюдения. М. : Издательство «Секьюрити Фокус», 2018.

470 с.

6. Кашкаров А. П. Системы видеонаблюдения. Издательство: Феникс, 2014, 240 с.

7. Норман С. Копейка. Системный инженерный подход к визуализации. Опубликовано: 1998 [Электронный ресурс]. Режим доступа https://doi.Org/10.1117/3.2265069 (дата обращения 20.06.2019).

8. Башилов А. М. Визуализация и наблюдение системной сложности точного земледелия // Машинные технологии производства продукции в системе точного земледелия и животноводства. М. : «Издательство ВИМ», 2005. С. 207-213.

9. Синха П. К. Получение изображений и предварительная обработка для систем машинного зрения. Опубликовано: 2012 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doi.Org/10.1117/3.858360 (дата обращения 20.06.2019).

10. Роберт Д. Фиете. Формирование цифрового изображения: упрощённая цепочка изображений. Опубликовано: 2012 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doi.Org/10.1117/3.919698 (дата обращения 20.06.2019).

11. Башилов А. М. Безграничные возможности инновационных технологий видеонаблюдения и видеоадминистрирования // Вестник МГАУ. 2007. № 4. С. 45-51.

12. Барбара Дж. Грант. Начало работы с системами визуализации БПЛА: радиометрическое руководство. Опубликовано: 2016 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doi.org/10.1117/3.2239237 (дата обращения 20.06.2019).

13. Башилов А. М. Проект управления аграрным производством на основе систем видеомониторинга // Техника и оборудование для села. 2010. № 10. С. 46-48.

14. Герберт Каплан. Практическое применение инфракрасного теплового зондирования и визуализации оборудования, третье издание. Опубликовано: 2007 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://doi.org/10.1117/3.725072 (дата обращения 20.06.2019).

15. Колесников Ю. П., Аванесов М. Ю. Концепция создания геопространственных систем видеосвязи на базе новых возможностей мультисервисных сетей обмена информацией // Научно-технический журнал «Информация и космос». 2007. № 4. С. 56-60.

16. Башилов А. М., Башилов С. А., Пожаров И. С., Соколов И. В., Королев В. А. Патент РФ № 2423042 А0Ш1/00, А0Ш7/00. Оптический способ регулирования технологий производства агропродукции. Бюл. № 19, 2011 г.

17. Башилов А. М., Покидов О. В., Сорокотяга А. А., Рукавишников С. В., Козятинский С. А., Башилов С. А. Патент РФ № 2265989 А0Ш1/00, А0Ш7/00. Способ регулирования производства агропродукции. Бюл. № 35, 2005 г.

18. Стребков Д. С., Башилов А. М., Башилов С. А., Макеев М. В., Соколов И. А., Онищук А. Е. Патент РФ № 2377764 А0Ш1/00, А0Ш7/00. Способ регулирования возобновляемого производства агропродукции. Бюл. № 1, 2010 г.

19. Стребков Д. С., Башилов А. М., Кузнецов И. М., Салимов И. И., Макеев М. В., Башилов С. А. Патент РФ № 2444177 А0Ш1/00, А0Ш7/00. Способ регулирования территориально распределённого многоотраслевого производства агропродукции. Бюл. № 12, 2012 г.

20. Башилов А. М., Королёв В. А., Головко В. А., Суляев С. А., Башилов С. А., Евдокимов П. Б. Патент РФ № 2471338 006Б7/56, А01В79. Устройство позиционирования мобильных агрегатов при возделывании агрокультур. Бюл. № 1, 2013 г.

Дата поступления статьи в редакцию 18.04.2019, принята к публикации 27.05.2019.

Информация об авторах: Башилов Алексей Михайлович, доктор технических наук, профессор кафедры «Теоретическая электротехника»

Адрес: Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, Россия, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4 E-mail: [email protected] Spin-код: 3179-4782

Королев Владимир Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Теоретическая электротехника»

Адрес: Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, Россия, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4 E-mail: [email protected] Spin-код: 2564-9045

Легеза Виктор Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Адрес: Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, 127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49 E-mail: [email protected] Spin-код: 1256-8762

Заявленный вклад авторов:

Башилов Алексей Михайлович: общее руководство проектом, формулирование основной концепции исследования проведение критического анализа материалов, формирование выводов, написание основной части текста, осуществление критического анализа и доработка текста.

Королев Владимир Александрович: перевод на английский язык, совместное осуществление анализ научной литературы по проблеме исследования, решение организационных и технических вопросов по подготовке текста, вёрстка и форматирование работы.

Легеза Виктор Николаевич: участие в обсуждении материалов статьи, анализ и дополнение текста статьи, оформление результатов исследования в графиках.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

REFERENCES

1. Krausp V. R. Kompleksnaja avtomatizatsija v promyshlennom zhivotnovodstve [Integrated Automation in Industrial Livestock], Mosraw: Publ. Mashinostroenie, 1980, 356 p.

2. Forsajt D., Pons Zh. Komp'juternoe zrenie. Sovremennyj podhod [Computer vision. Modern approach], Mosraw: Publ. Viljams, 2004, 926 p.

3. Metody komp'juternoj obrabotki izobrazhenij [Methods of computer image processing]: monografiya, In A. V. Sojfera (ed.), Mosraw: Publ. FIZMATLIT, 2003, 784 p.

4. Mironova T. V., Krajskij Aleksandr. Kak ispol'zovat' tsifrovuju kameru v kachestve izmeritel'nogo ustrojstva [How to Use a Digital Camera as a Metering Device] Publ.: 2016 [Elektronnyj resurs]. Available at: https://doi.org/10.111773.2256725 (Accessed 20.06.2019).

5. Dam'janovski Vlado. CCTV. Biblija videonabljudenija [Bible of video surveillance]. Publ.: «Sek'juriti Fokus», 2018, 470 p.

6. Kashkarov A. P. Sistemy videonabljudenija [Systems of video surveillance]. Publ «Feniks», 2014, 240 p.

7. Norman S. Kopejka. Sistemnyj inzhenernyj podhod k vizualizatsii [A System Engineering Approach to Imaging]. Publ.: 1998 [Elektronnyj resurs]. Available at: https://doi.org/10.111773.2265069 (Accessed 20.06.2019).

8. Bashilov A.M. Vizualizatsija i nabljudenie sistemnoj slozhnosti tochnogo zemledelija [Visualization and observation of the system complexity of precision agriculture], Mashinnye tekhnologii proizvodstva produkcii v sisteme tochnogo zemledeliya i zhivotnovodstva [Machine technologies of production in the system of precision agriculture and animal husbandry], Moscow: Publ. «VIM», 2005, pp. 207-213.

9. Sinha P. K. Poluchenie izobrazhenij i predvaritel'naja obrabotka dlja sistem mashinnogo zrenija [Image Acquisition and Preprocessing for Machine Vision Systems]. Publ.: 2012 [Elektronnyj resurs]. Available at: https://doi.org/10.1117/3.858360 (Accessed 20.06.2019).

10. Robert D. Fiete. Formirovanie cifrovogo izobrazhenija: uproshhjonnaja tsepochka izobrazhenij [Formation of a Digital Image: The Imaging Chain Simplified]. Publ.: 2012 [Elektronnyj resurs]. Available at: https://doi.org/10.1117/3.919698 (Accessed 20.06.2019).

11. Bashilov A. M. Bezgranichnye vozmozhnosti innovatsionnyh tehnologij videonabljudenija i videoadministrirovanija [Limitless possibilities of innovative technologies of video surveillance and video administration], VestnikMGAU [Bulletin of MGAU], 2007, pp. 45-51.

12. Barbara Dzh. Grant. Nachalo raboty s si-stemami vizualizacii BPLA: radiometricheskoe rukovodstvo [Getting Started with UAV Imaging Systems: A Radiometric Guide], Publ.: 2016 [Elektronnyj resurs]. Available at: https://doi.org/10.1117/3.2239237 (Accessed 20.06.2019).

13. Bashilov A. M. Proekt upravlenija ag-rarnym proizvodstvom na osnove sistem videomonitoringa [The project of management of agrarian manufacture on the basis of video monitoring systems]. Tehnika i oborudovanie dlja sela [Machinery and equipment for the village], 2010, No. 10, pp. 46-48.

14.Gerbert Kaplan. Prakticheskoe primenenie infrakrasnogo teplovogo zondirovanija i vizualizatsii oborudovanija, tret'e izdanie [Practical Applications of Infrared Thermal Sensing and Imaging Equipment, Third Edition]. Publ.: 2007 [Elektronnyj resurs]. Available at: https://doi.org/10.1117/3.725072 (Accessed 20.06.2019).

15. Kolesnikov Ju. P., Avanesov M. Ju. Konceptsija sozdanija geoprostranstvennyh sistem videosvjazi na baze novyh vozmozhnostej mul'tiservisnyh setej obmena informatsiej [The concept of creating geospatial systems video on the new capabilities of multi-service networks for the exchange of information], Informatsija i kosmos [Information and space], 2007, No. 4, pp. 56-60.

16. Bashilov A. M., Bashilov S. A., Pozharov I. S., Sokolov I. V., Korolev V. A. Patent RF No. 2423042 A01G1/00, A01G7/00. Opticheskij sposob regulirovanija tehnologij proizvodstva agroproduktsii [Optical method of regulation of agricultural production technologies]. Bul. No. 19, 2011.

17. Bashilov A. M., Pokidov O. V., Sorokotjaga A. A., Rukavishnikov S. V., Kozjatinskij S. A., Bashilov S. A. Patent RF No. 2265989 A01G1/00, A01G7/00. Sposob regulirovanija proizvodstva agroprodukcii [Method of regulation of agricultural production]. Bul. No. 35, 2005.

18. Strebkov D. S., Bashilov A. M., Bashilov S. A., Makeev M. V., Sokolov I. A., Onishhuk A. E. Patent RF No. 2377764 A01G1/00, A01G7/00. Sposob regulirovanija vozobnovljaemogo proizvodstva agroproduktsii [Method of regulation of renewable production of agricultural products]. Bul. No. 1, 2010.

19. Strebkov D. S., Bashilov A. M., Kuznecov I. M., Salimov I. I., Makeev M. V., Bashilov S. A. Patent RF No. 2444177 A01G1/00, A01G7/00. Sposob regulirovanija territorial'no raspredeljonnogo mnogootraslevogo proizvodstva agroproduktsii [Method of regulation of geographically distributed diversified production of agricultural products]. Bul. No. 12, 2012.

20. Bashilov A. M., Koroljov V. A., Golovko V. A., Suljaev S. A., Bashilov S. A., Evdokimov P. B. Patent RF No. 2471338 G06F7/56, A01B79. Ustrojstvo pozitsionirovanija mobil'nyh agregatov pri vozdelyvanii agrokul'tur [The device positioning mobile aggregates in the cultivation of agro-crops]. Bul. No. 1, 2013.

Submitted 18.04.2019; revised 27.05.2019.

About the authors:

Alexei M. Bashilov, Dr. Sci. (Engineering), professor of the chair «Theoretical electrical engineering» Address: Moscow Aviation Institute, 125993, Russia, Moscow, Volokolamsk highway, 4 E-mail: [email protected] Spin-code: 3179-4782

Vladimir A. Korolev, Ph. D. (Engineering), associate professor of the chair «Theoretical electrical engineering»

Address: Moscow Aviation Institute, 125993, Russia, Moscow, Volokolamsk highway, 4

E-mail: [email protected]

Spin-code: 2564-9045

Viktor N. Legeza, Ph. D. (Engineering),

associate professor of the chair «Automation and mechanization of livestock»

Address: Russian state agrarian University, 127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya Street, 49

E-mail: [email protected]

Spin-code:_1256-8762

Contribution of the authors:

Alexei M. Bashilov: managed the research project, developed the theoretical, framework critical analysis of materials, wrote most parts of the text, critical analysis and revision of the text.

Vladimir A. Korolev: translation in to English, carried out the analysis of scientific literature in a given field, solved organizational and technical questions for the preparation of the text, made the layout and the formatting of the article. Viktor N. Legeza: participation in the discussion on topic of the article, analysing and supplementing the text, put results of the study in diagrams.

All authors have read and approved the final manuscript.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.