<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xml:lang="ru" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="https://metafora.rcsi.science/xsd_files/journal3.xsd">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">moitvivt</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Моделирование, оптимизация и информационные технологии</journal-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Modeling, Optimization and Information Technology</trans-title>
        </trans-title-group>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2310-6018</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Издательство</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.26102/2310-6018/2025.51.4.048</article-id>
      <article-id pub-id-type="custom" custom-type="elpub">2095</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">Метод интеллектуального управления наведением светового луча на динамические объекты сценического пространства</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Method of intelligent control for directing a light beam onto dynamic objects in stage space</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Теряев</surname>
              <given-names>Лев Николаевич</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Teryaev</surname>
              <given-names>Lev Nikolaevich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>vr.lab@uni-dubna.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff-alternatives id="aff-1">
        <aff xml:lang="ru">Государственный университет «Дубна»</aff>
        <aff xml:lang="en">Dubna State University</aff>
      </aff-alternatives>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>01</day>
        <month>01</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>1</volume>
      <issue>1</issue>
      <elocation-id>10.26102/2310-6018/2025.51.4.048</elocation-id>
      <permissions>
        <copyright-statement>Copyright © Авторы, 2026</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:href="https://moitvivt.ru/ru/journal/article?id=2095"/>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>В работе представлен инновационный метод интеллектуального управления наведением светового луча на динамические объекты в сценическом пространстве. Разработанный подход преодолевает ограничения традиционных ручных и аппаратно-зависимых систем слежения за счет интеграции передовых технологий, включая компьютерное зрение, машинное обучение и концепцию цифрового двойника сцены. Ключевым аспектом метода является создание единой системы координат, связывающей физическое пространство с его цифровой копией, что позволяет существенно повысить точность наведения, минимизировать временные задержки и реализовать централизованное групповое управление множеством осветительных приборов. Для прогнозирования траектории движения объектов в реальном времени применяется фильтр Калмана, а для точного преобразования координат между системами зрения и роботизированных приборов используются матрицы гомографии. Апробация метода в условиях реальной сцены подтвердила его высокую эффективность. Средняя погрешность наведения составила не более 15 см при максимальном отклонении 29 см (3 % от масштаба полигона), а также была доказана стабильность слежения за объектами, движущимися со скоростью до 2 м/с. Метод демонстрирует не только высокую точность и масштабируемость, но и значительный потенциал для сбора и представления данных о динамике сцены в цифровой модели для аналитики и принятия решений.</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>This paper presents an innovative method for the intelligent control of light beam targeting on dynamic objects in stage space. The developed approach overcomes the limitations of traditional manual and hardware-dependent tracking systems by integrating advanced technologies, including computer vision, machine learning, and the concept of a digital twin of the scene. A key aspect of the method is the creation of a unified coordinate system that links the physical space with its digital copy, which significantly improves targeting accuracy, minimizes time delays, and enables centralized group control of multiple lighting fixtures. A Kalman filter is used to predict object trajectories in real-time, while homography matrices are employed for precise coordinate transformation between the vision systems and the robotic fixtures. Testing of the method in a real-world stage environment confirmed its high effectiveness. The average targeting error was no more than 15 cm with a maximum deviation of 29 cm (3 % of the test area scale), and stable tracking of objects moving at speeds of up to 2 m/s was demonstrated. The method shows not only high accuracy and scalability but also significant potential for collecting and representing data on scene dynamics in a digital model for analytics and decision-making.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <kwd>интеллектуальное управление</kwd>
        <kwd>сценическое освещение</kwd>
        <kwd>компьютерное зрение</kwd>
        <kwd>цифровой двойник</kwd>
        <kwd>фильтр Калмана</kwd>
        <kwd>гомография</kwd>
        <kwd>DMX</kwd>
        <kwd>трекинг объектов</kwd>
        <kwd>автоматизация управления светом</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <kwd>intelligent control</kwd>
        <kwd>stage lighting</kwd>
        <kwd>computer vision</kwd>
        <kwd>digital twin</kwd>
        <kwd>Kalman filter</kwd>
        <kwd>homography</kwd>
        <kwd>DMX</kwd>
        <kwd>object tracking</kwd>
        <kwd>lighting control automation</kwd>
      </kwd-group>
      <funding-group>
        <funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено без спонсорской поддержки.</funding-statement>
        <funding-statement xml:lang="en">The study was performed without external funding.</funding-statement>
      </funding-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="cit1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Теряев Л.Н., Дорохин В.А., Подгорный С.А., Дорохин А.А. Цифровой двойник сценического пространства. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2025;13(3). https://doi.org/10.26102/2310-6018/2025.50.3.016</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Puljiz D., Vasilache A.-G., Mende M., Hein B. Inside-Out Infrared Marker Tracking via Head Mounted Displays for Smart Robot Programming. arXiv. URL: https://arxiv.org/abs/2303.16017 [Accessed 15th September 2025].</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Ping L., Shujie Ch., Denghui W., et al. Stage Actor Tracking Method Based on Infrared Ink Marking. Journal of Zhejiang University (Science Edition). 2025;52(1):50–58. https://doi.org/10.3785/j.issn.1008-9497.2025.01.006</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Guo Q., Bai Sh., Dong Y., Bao N. The Automatic Tracking System of Near Stage Lighting. In: 2016 IEEE Information Technology, Networking, Electronic and Automation Control Conference, 20–22 May 2016, Chongqing, China. IEEE; 2016. P. 87–90. https://doi.org/10.1109/ITNEC.2016.7560325</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Feng Ch., Yang L., Rozenblit J.W., Beudert P. Design of a Wireless Sensor Network Based Automatic Light Controller in Theater Arts. In: 14th Annual IEEE International Conference and Workshops on the Engineering of Computer-Based Systems (ECBS'07), 26–29 March 2007, Tucson, AZ, USA. IEEE; 2007. P. 161–170. https://doi.org/10.1109/ECBS.2007.30</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Hay T.N.,  Weiss S. Design and Implementation of an Automatic Followspot Tracking System. Strathprints: The University of Strathclyde institutional repository. URL: https://strathprints.strath.ac.uk/39331/1/hay04a.pdf [Accessed 15th September 2025].</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Lv Ch., Yang L., Li M., Yin J. Stage Actor Positioning Method Based on RealSense Point Cloud. In: 2019 International Joint Conference on Information, Media and Engineering (IJCIME), 17–19 December 2019, Osaka, Japan. IEEE; 2019. P. 188–192. https://doi.org/10.1109/IJCIME49369.2019.00045</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Zhang Y.-X., Shen Y.-R., Zhang W.-W., Zhu Z.-Q., Ma P.-F. Design of an Interactive Spatial Augmented Reality System for Stage Performance Based on UWB Positioning and Wireless Triggering Technology. Applied Sciences. 2019;9(7). https://doi.org/10.3390/app9071318</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Hill A.J., Lane K.K., Rosenthal A.P., Gand G. Live Event Performer Tracking for Digital Console Automation Using Industry-Standard Wireless Microphone Systems. In: 135th Audio Engineering Society Convention Paper, 17–20 October 2013, New York, NY, USA. 2013. P. 1–13.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Bai Sh., Zhang J. Research on Stage Automatic Light-Following System Based on Trajectory Prediction. In: 2021 International Conference on Culture-Oriented Science &amp; Technology (ICCST), 18–21 November 2021, Beijing, China. IEEE; 2021. P. 543–546. https://doi.org/10.1109/ICCST53801.2021.00118</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit11">
        <label>11</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Prakash D., Nigel K.G.J. Automatic Human Tracking Theatrical Spotlight. In: 2015 International Conference on Innovations in Information, Embedded and Communication Systems (ICIIECS), 19–20 March 2015, Coimbatore, India. IEEE; 2015. P. 1–4. https://doi.org/10.1109/ICIIECS.2015.7192974</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit12">
        <label>12</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Ефимов А.И., Логинов А.А., Никифоров М.Б., Новиков А.И. Построение матрицы гомографии на основе произвольного количества ключевых точек. В сборнике: Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций: Материалы 18-й Международной научно-технической конференции, 26–28 октября 2015 года, Рязань, Россия. Рязань: Научно-техническое издательство «Горячая линия-Телеком»; 2015. С. 137–139.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit13">
        <label>13</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Круглик Е.Д. Машинное зрение на основе OpenCV. В сборнике: Индустрия 1С: Сборник статей II региональной научно-практической конференции, 28 ноября 2023 года, Брянск, Россия. Брянск: Брянский государственный инженерно-технологический университет; 2023. С. 211–217.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit14">
        <label>14</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Henry S., Christian J.A. Optimal DLT-Based Solutions for the Perspective-n-Point. arXiv. URL: https://arxiv.org/abs/2410.14164 [Accessed 15th September 2025].</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit15">
        <label>15</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Nousias G., Delibasis K.K., Maglogiannis I.G. Intelligent Sampling Consensus for Homography Estimation in Football Videos Using Featureless Unpaired Points. IEEE Access. 2025;13:187843–187857. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2025.3627538</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit16">
        <label>16</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Rousseeuw P.J., Leroy A.M. Robust Regression and Outlier Detection. New York, Chichester: Wiley; 2003. 329 p.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit17">
        <label>17</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Pei Y., Biswas S., Fussell D.S., Pingali K. An Elementary Introduction to Kalman Filtering. Communications of the ACM. 2019;62(11):122–133. https://doi.org/10.1145/3363294</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit18">
        <label>18</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Dombry C. Discrete Approximation of Stable White Noise – Application to Spatial Linear Filtering. arXiv. URL: https://arxiv.org/abs/0903.1552 [Accessed 15th September 2025].</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit19">
        <label>19</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Теряев Л.Н., Дорохин В.А., Евсеева Е.С., Максименко К.М. Метод автоматической оценки погрешности наведения светового луча на основе компьютерного зрения. В сборнике: Научный форум: Технические и физико-математические науки: Сборник статей по материалам LXXXVIII международной научно-практической конференции: № 8 (88), сентябрь 2025 года, Москва, Россия. Москва: МЦНО; 2025. С. 4–11.</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
    <fn-group>
      <fn fn-type="conflict">
        <p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p>
      </fn>
    </fn-group>
  </back>
</article>