Лаборатория систем формирования, обработки и отображения видеоинформации
Основные направления работ лаборатории связаны с разработкой систем машинного зрения для самого широкого круга применений. Значительная часть проектов связана космическим телевидением, медициной, системами специального назначения.
Спецификой выполняемых проектов является то, что практически все части системы разрабатываются согласно уникальным требованиям конкретного проекта, что определяет большие ограничения на использование уже готовых блоков: сенсоров, систем освещения, систем обработки и передачи информации. Но как раз ограничения и создают возможность для творчества, профессионального и личностного роста. Как правило, наибольшую сложность вызывают ограничения, связанные со спецификой конкретного применения, так, например:
- в космическом телевидении – космическая радиация, вакуум, ограничения на материалы и энергоэффективность;
- в видеосистемах медицинского назначения – минимальные размеры до 2.5 мм, электромагнитная помехозащищенность и точность цветопередачи;
- в системах для военно-промышленного комплекса – ударные нагрузки до 3000g, а также рабочие температуры от -60 до + 125⁰С.
Сложность и масштаб проектов, связанных с системами машинного зрения, определяет состав разработчиков и необходимых индустриальных партнеров. В лаборатории выполняются как полностью студенческие (1-3 студента) проекты, например, «Система помощи в ориентации в пространстве слабовидящим людям» (Победитель конкурса УМНИК 2019), так и проекты с лидерами космической индустрии (AO «НИИ телевидения», РКК Энергия) и робототехники (ЦНИИ РТК), где задействовано свыше 100 человек.
Лаборатория осуществляет полный цикл разработки систем машинного зрения от идеи до реализации и постановки на производство у предприятий-партнеров.
Примеры выполняемых и текущих проектов:
Телевизионная камера для звездного датчика
Данная камера предназначена обеспечения ориентации в пространстве космических аппаратов. Разработка системы была проведена в кратчайшие сроки за 3 года. Первый запуск состоялся в конце 2014 года. Отличительными характеристиками камеры являются малые габариты и масса менее 300 грамм, при сохранении точностных характеристик. Данная разработка получила высокую оценку экспертов и была продемонстрирована верховному главнокомандующему на авиасалоне МАКС 2017.
Индустриальный партнер и изготовитель АО «НИИ телевидения».
Телевизионная система для лапароскопии
Данная система предназначена для обеспечения видеоизображением врачей при хирургических операциях. Видеолапароскоп - устройство, включающее в себя видеокамеру, лапароскоп, осветитель, световод. Мировой рынок видео лапароскопии достаточно хорошо развит и представлен моделями с разрешением вплоть до 4К. Однако отечественных разработок, удовлетворяющих современным требованиям хирургии, практически нет. Разработанный комплекс включает полностью цифровую камерную головку и видеопроцессор работающей в формате 1080p50.
Данный комплекс прошел успешную апробацию в двух клиниках Санкт-Петербурга, где было проведено более 50 операций.
Индустриальный партнер и изготовитель ООО «Аксиома».
Система машинного зрения для проекта «КОСМОРОБОТ»
Обеспечение безопасности космонавтов для работы в открытом космосе, в особенности в рамках лунной и марсианской программы является одной из главных задач. На текущий момент разработка роботизированной системы, позволяющей осуществлять все необходимые сборочные, ремонтные, исследовательские работы в открытом космосе не реализована. Сотрудники лаборатории отвечают за разработку радиацонно-стойких камер для машинного зрения в проекте дистанционно управляемого робота. Проект реализуется совместно с ЦНИИ РТК и НИИ телевидения. Этап разработки и производства первых образцов завершен. Полет планируется на 2024 год.
Гиперспектральный комплекс
Гиперспектральный комплекс, включающий гиперспектральную цифровую камеру, интегрируемую в бортовую систему беспилотного летательного аппарата для мониторинга земной поверхности с борта беспилотного летательного аппарата.
В лаборатории ежегодно ведутся работы над 5-8 проектами, в которых активно принимают участие в том числе студенты. Мы ждем всех заинтересованных и готовы способствовать профессиональному росту.
Необходимые навыки и знания:
- проведение расчетов и моделирования в средах Maltab, Wolfram;
- разработка структурных, функциональных, электрических принципиальных схем с средах Altium Designer, AutoCAD;
- разработка систем управления и обработки изображений на ПЛИС (FPAG) в САПР Quartus Prime и Libero SoC;
- владение языками программирования VHDL, Verilog, SystemVerilog, C/C++, Python.
