سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح

| ورود به سامانه | ثبت نام

صفحه اصلی / پانزدهمین کنفرانس ملی و دومین کنفرانس بین المللی فرماندهی و کنترل ایران

یادگیری عمیق ابزاری توانمند برای تشخیص کشتی‌های تاریک در راستای فرماندهی و کنترل دریاها

نویسندگان :

فاطمه باقری¹

1- دانشگاه شهید بهشتی

کلمات کلیدی :

بینایی ماشین،تشخیص کشتی تاریک،تصاویر ماهواره‌ای،شبکه عصبی پیچشی،خود رمزگذار

چکیده :

در سال‌های اخیر، بینایی ماشین کاربردهای گسترده‌ای در نظارت دریایی پیدا کرده است و به ابزاری توانمند برای مدیریت و کنترل دقیق‌تر و آسان‌تر پهنه‌های آبی تبدیل شده است. تشخیص خودکار کشتی‌ها با استفاده از تکنیک‌های بینایی ماشین روشی کارآمد به منظور نظارت بر کشتی‌ها و ردیابی آن‌ها می‌باشد، خصوصا در شناسایی کشتی‌های تاریک که عموماً با اهداف نظامی، اطلاعاتی یا غیرقانونی، بدون ارسال موقعیت فعالیت می‌کنند. آبراهه‌ها به عنوان یک بستر مهم حمل و نقلی نیاز به نظارت مداوم دارند تا امنیت ملی کشورها حفاظت شود و این مسئله در کشوري مانند ایران که داراي گستره وسیع آبی می‌باشد، اهمیت ویژه‌اي دارد، چرا که درحال حاضر بیش از ۸۵ درصد تبادل تجاری کشور ما از طریق دریا انجام می‌شود. تصاویر ماهواره‌ای از کشتی‌ها در بنادر و پهنه‌های آبی، داده‌های تصویری هستند که به مدل‌های شبکه عصبی کمک می‌کنند تا کشتی‌ها را مکان‌یابی کرده و شناسایی زودهنگام تهدیدات احتمالی در دریا را تسهیل کنند. ترکیب این اطلاعات با سایر اطلاعات شناسایی در راستای فرماندهی و کنترل تهدیدات نظامی و امنیتی بسیار حائز اهمیت است. این مقاله یک مدل مبتنی بر یادگیری عمیق را پیشنهاد می‌دهد که قادر است بین کشتی‌ها و غیر کشتی‌ها تمایز قائل شود و همچنین کشتی‌ها را در تصاویر اصلی با استفاده از تکنیک کادرهای محدود کننده‌ی شیء، مکان‌یابی کند. علاوه بر این، کشتی‌های طبقه‌ بندی‌ شده دوباره با استفاده از مدل خود رمزگذار مبتنی بر یادگیری عمیق قطعه‌بندی می‌شوند. مدل پیشنهادی از نظر طبقه‌بندی نتایج موفقیت‌ آمیزی با دقت 97.1% در اعتبارسنجی و97.3% در آموزش به دست آورد و مدل خود رمزگذار نیز به ترتیب دارای دقت 86% و 87% در اعتبارسنجی و آموزش بود. علاوه بر این، مقدار متریک IoU تصاویر قطعه‌بندی شده برابر با 0.79 به دست آمد. نتایج تجربی نشان می‌دهد که این مدل دقیق بوده و می‌تواند برای تشخیص خودکار کشتی‌ها و خصوصا شناسایی کشتی های تاریک در پهنه‌های آبی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای به عنوان ورودی به سیستم بینایی ماشین به کار گرفته شود.