Реализация и исследование системы распознавания трехмерных объектов с использованием видео-датчиков, расположенных под углом

Поскольку норма амортизации устанавливается  за месяц, продолжительность работ  определяют в месяцах (округляют  до целых месяцев по общим правилам округления).

Сумма амортизационных отчислений определяется из выражения:

За = t  ∙ F ∙ Na , руб.                                                                    (6.4)

Где  t  — продолжительность  работ в месяцах;

F – стоимость автоматизированного  рабочего места (ПЭВМ), руб.

Na – норма амортизации за  месяц (в долях).                                                

Прочие расходы.

При выполнении разработки могут возникать  и другие расходы: командировочные, хозяйственные расходы и т.д. Для  упрощения расчета такие статьи затрат объединяют и учитывают в  совокупности как прочие расходы, величина которых может составлять от 60 до 70% от затрат на основную заработную плату исполнителей.

Затраты по перечисленным статьям  рассчитывают и сводят в таблицу 6.5.

 

Таблица 6.5 – Затраты на разработку программного продукта (системы)

№ п/п	Статьи затрат	Сумма, руб.	Порядок расчета
1	2	3	4
1	Заработная плата исполнителей	174431,12	Итог табл. 3
2	Дополнительная заработная плата	20931,73
3	Страховые взносы на обязательное пенсионное страхование	46518,89	22% от строки 1,2
4	Страховые взносы на социальное страхование	6132,03	2,9% от строки 1,2
5	Страховые взносы на обязательное медицинское страхование	10783,92	5,1% от строки 1,2
6	Страховой взнос на страхование  от несчастных случаев	422,89904	0,2% от строки 1,2
7	Расходы на электроэнергию	483,32	Определяются по ф. (5)
8	Амортизация	2085	Определяется по ф. (6)
9	Накладные расходы	115363,44	60% от строки 1
10	Материалы (бумага, носители информации)	20000
ИТОГО:		397152,3	Сумма строк 1-10

 

Таким образом, затраты на разработку программного средства составили 368343,5 руб.

6.3 определение уровня конкурентоспособности результатов разработки

Конкурентоспособность – характеристика товара (услуги), которая отражает его  отличие от товара (услуги) конкурента как по степени соответствия конкретной потребности, так и по затратам на ее удовлетворение.

Уровнем конкурентоспособности называется численное значение показателя, определяющего конкурентоспособность анализируемого изделия (услуги) по отношению к товару конкуренту.

Сегодня для распознавания трехмерных объектов наиболее популярны программы «VOCORD FaceControl» и «Sick».

Рассмотрим VOCORD FaceControl.

Положительные стороны продукта:

1. Выделяет лица людей в видеопотоке и строит их 3D-модели;
2. Распознает лица, сравнивая построенные 3D-модели с эталонными моделями или обычными фотографиями;
3. Позволяет вести поиск в архиве по базе сохраненных лиц;
4. Позволяет просматривать изображения с камер в реальном времени и транслировать их по сети.

Недостатки:

1. несовременное аппаратное обеспечение;
2. огромное значение оказывает освещенность лиц;
3. несовершенство алгоритмов, сильное влияние артифактов на распознавание лиц.

Техническая сложность продукта практически исключает возможность самостоятельного внедрения без прохождения специальных дорогостоящих курсов по системе. Неумелая адаптация системы может свести на нет ее функциональные возможности.

Цена всего комплекса решений – 500000 рублей.

Еще одним из вариантов готового программного решения является Sick/IVP. Продукт ориентирован на распознавание объемных предметов, вычисление размеров и форм объектов.

Sick/IVP выполняет важные функции в разных областях:

1. деревообрабатывающей отрасли (для измерения объема бревен, контроля геометрических размеров, контроля качества поверхности);
2. упаковочной и пищевой промышленности (для выполнения операций разделения мяса и рыбы на куски определенного размера, контроля качества фруктов и пирожных);
3. робототехнике (захват деталей из бункера, укладка грузов на поддоны);
4. обрабатывающей промышленности (для анализа размеров деталей, измерения объема сыпучего материала).

Недостатки:

5. отсутствие возможности съемки объекта с разных сторон;
• не имея специальной подготовки, заказчик не сможет разобраться в продукте;
• настройка функционала системы доступна только в ограниченном объёме;
• доступа к коду платформы администратор и разработчик не имеет. Отсюда любое изменение обходится крайне дорого.

Sick/IVP – зарубежное решение: большая стоимость не только лицензий, но и консультационных услуг. Обучая своих штатных специалистов администрированию и настройке сложных скриптов в системе, заказчик столкнется с проблемой «утечки кадров»: специалистов на рынке все-таки не так много.

Цена всего комплекса решений – 480000 рублей.

Необходимо сравнить основные характеристики разработанного программного продукта с аналогами.

Для сравнения произведем расчет интегрального  показателя конкурентоспособности  на основе метода расчета единичных  и групповых показателей. Выделим наиболее значимые для потребителя показатели и параметры. По каждому критерию рассчитаем единичный (частный) показатель конкурентоспособности:

     или   

где - единичный показатель конкурентоспособности по i-му параметру;

- значение i-го технико-эксплуатационного показателя оцениваемой продукции;

  -   значение i-го технико-эксплуатационного показателя

Далее произведем расчет общего показателя по технико-эксплуатационным параметрам как соответствующего сводного индекса конкурентоспособности:

где - коэффициент значимости показателя, определяемый экспертным путем в зависимости от приоритетности i-го показателя для потребителя исходя из того, что

n – количество технико-эксплуатационных показателей и параметров, по которым производится сравнение инновационной продукции с конкурирующей.

Выбор основной конкурирующей продукции  из нескольких конкурентов можно  осуществлять по наибольшему значению совокупных критериев продукции  каждого конкурента с учетом их значимости для потребителя.

Далее проведем расчет сводного индекса экономических показателей:

где    -  цена потребления оцениваемой продукции;

цена потребления продукции конкурента.

И, наконец, рассчитывается интегральный показатель конкурентоспособности:

где  – индекс технико-эксплуатационных показателей и параметров (индекс качества);

- индекс экономических показателей  (индекс цен).

Все расчеты представлены в таблицах 6.6 и 6.7.

 

Таблица 6.6 – Сравнение основных характеристик разработанного программного продукта с аналогами

Параметры (ед. изм.)	Sick/IVP	VOCORD FaceControl	(разработанная система)	Значимость
Жесткие показатели
Время загрузки эталонов(мс)	150	110	100	0,15
Наработка на отказ (ч)	15000	9000	8500	0,1
Быстродействие работы (Мб/с)	65	40	60	0,1
Количество решаемых задач (шт)	3	2	188	0.2
Производительность (опер/мин)	100	40	30	0,25
Средние показатели
Количество модулей(шт)	5	5	1	0,05
Количество создаваемых  отчетов(шт)	8	6	1	0,05
Освоение программного продукта (дни)	8	5	1	0,07
Мягкие показатели
Удобство интерфейса (баллов)	90	80	100	0,01
Дизайн (баллов)	100	70	70	0,02
Стоимость ПП (руб)	480000	500000	476582,76(см. п. 6.4)	–

 

 

 

Таблица 6.7 – Расчет показателей

	Sick/IVP	VOCORD FaceControl
q1	1.0	1.10
q2	0.57	0.94
q3	0.92	1.50
q4	0.33	0.50
q5	0.30	0.75
q6	0.20	0.20
q7	0.13	0.17
q8	8,00	5.0
q9	1.111	1.25
q10	0.70	1.00
q11	0.96	0.99
Iтп	1.12	1.10
Цп.оц.	476582,76
Цп.кон.	480000	500000
Iэп	0.99	0.95
K	1.13	1.16

 

Из результатов расчетов видно, что интегральный показатель в обоих  случаях больше единицы, а это говорит о том, что продукт является вполне конкурентоспособным на рынке.

6.4 Оценка эффективности использования ИС

Разработанная система позволяет  резко сократить время на сортировку продукции, либо другими манипуляциями с объектами. По сравнению с конкурентами заметны более выгодные технические характеристики, а также более доступная стоимость программного продукта. Также технология имеет более высокую надежность, что позволяет сократить численность обслуживающего персонала и тем самым снизить расходы на ее содержание.

Нормативную прибыль определим по формуле :

                                                                                6.9

где R_н – норматив рентабельности (20%)

При среднем уровне спроса на разработку, рентабельность принимается 20%. Рассчитаем нормативную прибыль.

 руб.

Общая стоимость программного продукта будет составлять:

397152,3 + 79430,46 = 476582,76

Таким  образом экономический  эффект от реализации программного продукта будет составлять 79430,46.

Метод установления цены, ориентированный на цены конкурентов.

Цпред=Цкон*Iтп, где

Цкон – цена конкурента,

Iтп – индекс технико-эксплуатационных показателей.

Цпред = 480000*1,12 = 537600руб. (Sick/IVP)

Цпред = 500000*1,10 = 550000руб..  (VOCORD FaceControl  )

Из расчетов следует, что цена на продукт не превышает  предельно возможной цены по сравнению  с продуктами конкурентов.

 

Заключение

В ходе дипломной работы были выполнены все поставленные цели. Рассмотрены две существующие системы распознавания трехмерных объектов и выявлены их плюсы и минусы. Основной проблемой существующих систем оказалась их узкоспециализированная направленность, были выявлены проблемы в техническом обеспечении, алгометрической части, а также в функциональной схеме. К плюсам существующих систем можно отнести их практическое применение на предприятиях, однако их часть в общем рынке очень мала и заводы требуют большего разнообразия данных систем.

В работе выполнена предварительная обработка входных изображений. Разработан класс для вычисления значений признаков объектов. В качестве основных выбраны шесть признаков, такие как: прямоугольный и диагональные коэффициенты формы, коэффициент диагональных отрезков, диагональный коэффициенты формы, коэффициент отверстий, а также коэффициент отношения периметра к площади. Данные признаки с разной долей успешности работают на всех реальных изображениях. Разработан класс построения модели октодерева. По заданным углам возможно построение модели, и дальнейшая его обработка. С помощью результатов работы данного класса возможна точная идентификация объекта.

Одной из центральных частей стала реализация алгоритма вычисления оценок. Данный алгоритм применяется на двух этапах идентификации объекта. В программе наглядно показана работа данного алгоритма с помощью таблиц.

Поставленная задача – идентификация объекта по двум снимкам выполнена. Главной является качество загружаемых в систему снимков. Решение данной проблемы состоит в правильном выборе освещенности рабочего места, а также увеличении качества фотографий, за счет лучшей аппаратуры.

 

 

Список литературы

1. Сайт «kit-e». Статья «Машинное зрение от SICK / IVP». Режим доступа: http://www.kit-e.ru/articles/sensor/2007_1_66.php, свободный.
2. Сайт « startbase ». Статья « VOCORD FaceControl 3D – система некооперативного распознавания лиц на базе инновационной технологии 3D-машинного зрения». Режим доступа: http://www.startbase.ru/products/23827/, свободный.
3. Сайт «diafilm-ts». Статья «VOCORD NetCam4. Видеокамеры для видеоаналитики и распознавания образов». Режим доступа: http://www.diafilm-ts.ru/цифровые-сетевые-камеры-vocord-netcam/vocord-netcam4/ , свободный.
4. Сайт «stanislaw». Статья «Сглаживание с помощью гауссиана». Режим доступа: http://stanislaw.ru/rus/education/university/imagine.asp?section=noiseremove#.UVipgDtoHfI, свободный.
5. Сайт «habrahabr». Статья «Обнаружение объектов методом Оцу». Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/112079/, свободный.
6. Сайт «iai.donetsk». Статья « Способ повышения эффективности передачи цифровой графической информации по каналам связи телекоммуникационных систем». Режим доступа: http://iai.donetsk.ua/public/JournalAI_2005_3/Razdel8/05_Lyalin_Titov_Pivovarov.pdf, свободный.
7. Сайт «cdp.mdk.ksue.edu». Статья «Сегментация изображений». Режим доступа:http://www.cdp.mdk.ksue.edu.ua/TCI/kontent/t7.pdf, свободный.
8. Прэтт У. ифровая обработка изображений: Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. — Кн. 2 — 480 с.
9. Сайт «wiki.technicalvision». Статья «Выделение и описание областей». Режим доступа: http://wiki.technicalvision.ru/index.php/Выделение_и_описание_областей, свободный.
10. Садыков С. С., Стулов Н.Н. Методы и алгоритмы выделения признаков объектов в системах технического зрения. – М.: изд. Горячая линия – Телеком, 2005.
11. Терехин А.В. Метод формирования вектора признаков для идентификации проекций реальных трехмерных объектов // Наука и современность - 2013" сборник материалов XX международной научно-практической конференции. Новосибирск, 20 февраля 2013 г., Под общей редакцией к.э.н. С.С. Чеснокова. Изд Новосибирск 2013, - 300с. ил.