ضبط داده ها و اتوماسیون فرایند شمالیابی در جایروکامپس با استفاده از روشهای مبتنی بر پردازش تصویر

چکیده قطب‏نمای ژیروسکوپی در سال 1906 توسط دكتر هرمان در عنصر اختراع شد. اين دستگاه می‏تواند چرخش زمين را حس کرده و همینطور سرعت دوراني زمين را پيدا ‌كند. ويژگي منحصر به فرد آن اين است كه شمال جغرافيايي حقيقي را جستجو كرده و نشان مي‌دهد. عمل شمال‏یابی در این دستگاه مستقل از ميدان مغناطيسي می‏باشد. اين دستگاه در کشتيرانی و دريانوردی و همين‏طور در نشانه‏روی و مسيريابی موشک‏ها و هواپيماها کاربرد دارد. که در اينجا در مورد انواع قطب‏نماها و از جمله قطب‏نمای ژیروسکوپی و فیزیک آن و همین‏طور روش نمایش شمال حقیقی در یکی از انواع آن صحبت می‏کنيم. مشاهدات در این دستگاه به‏صورت چشمی و تنظیمات آن مکانیکی می‏باشد که این عملیات همراه با خطای مشاهدات و دستگاه و ... می‏باشد. در این پروژه مشاهدات و قرائت‏ها را بر روی یک قطعه فیلم ویدیویی گرفته شده از صفحه نمایش‏گر این دستگاه به‏صورت خودکار انجام دهیم. بدین صورت که ابتدا با استفاده از آنالیز تصاویر تفاضلی قاب بازگشتی (قابی که در آن جهت حرکت محتویات صفحه نمایش‏گر عوض می‏شود) را با پیدا کرده و سپس با استفاده از عملیات لبه‏یابی و انبساط تصویر ناحیه مورد قرائت را پیدا کرده، تصویر رقمی آن را به‏دست می‏آوریم. این ناحیه شامل یک عدد سه یا دو رقمی و یک عدد دو رقمی یا یک رقمی می‏باشد که عدد اولی برحسب درجه و ارقام بعدی برحسب دقیقه می‏باشد. بعد از استخراج این ناحیه به‏صورت رقمی نواحی دو و سه رقمی را با استفاده از نمایه افقی جدا می‏کنیم. سپس با استفاده از نمایه ستونی از هر کدام از این دو ناحیه‏ی جدا شده ارقام مورد نظر را تفکیک می‏کنیم. اندازه این ارقام را 15×28 انتخاب می‏کنیم. بنابراین با عبور آنها از شبکه‏های عصبی MLP با و بدون الگوریتم فشرده سازی PCA و LVQ آنها را شناسایی می‏کنیم. از الگوریتم PCA برای کاهش حجم اطلاعات ورودی شبکه استفاده می کنیم. پاسخ‏دهی شبکه MLP با و بدون الگوریتم PCA به ترتیب 92 و 98 درصد و میزان پاسخ‏دهی شبکه LVQ 95 درصد بوده‏است. در نهایت با شناسایی مکان علامت شاخص زاویه نهایی را برحسب دقیقه و ثانیه قرائت می‏کنیم. علاوه بر این جهت آزمون الگوریتم، روی ناحیه شامل اعداد معکوس در صفحه نمایشگر هم کار شده و صحت کارکرد الگوریتم را با شناسایی ارقام موجود در آن و تطابق آن با جواب‏های قبلی نشان داده‏ایم.