Аннотации номера

ФОТОНИКА И ОПТОИНФОРМАТИКА

304
Предмет исследования. В работе экспериментально определено направление усадки в композите Bayfol HX в ходе фотополимеризации при голографической записи. Метод. Методика определения направления усадки основана на фиксации изменений характеристик объемных голограмм (периода, ориентации изофазных пло- скостей относительно поверхностей материала, толщины голограммы) вследствие усадки. Для этого в работе представлена двумерная модель, описывающая явление усадки в векторном виде, и с помощью геометрических законов оценено влияние усадки на изменение характеристик записанных объемных голограмм. Проведено моделирование влияния усадки различных направлений на произвольно ориентированные голограммы-решет- ки. Рассмотрены случаи изотропной усадки, усадки в направлении поверхностей материала, вектора решетки, а также вдоль изофазных плоскостей. Разработан эксперимент одновременной записи двух голограмм при помощи эффекта полного внутреннего отражения в фотополимеризующемся композите Bayfol HX, изменения характеристик которых позволяют однозначно установить направление действия усадки. Основные результаты. Экспериментально определено преимущественное направление усадки вдоль меньшей стороны материала (по толщине). Вместе с тем эксперимент продемонстрировал отклонение усадки от этого направления по вектору голографической решетки. Практическая значимость. Разработанная модель и экспериментальные оценки усадки в фотополимере Bayfol HX позволяют учитывать ее при моделировании процессов фотополимеризации и многокомпонентной диффузии, а также предсказывать характеристики голограмм после усадки с целью ее компенсации.

ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

318
Предмет исследования. В статье предложен подход к ведению аэросъемки местности, обеспечивающий фотограмметрическое качество снимков, необходимое для создания ортофотопланов с высоким картографическим подобием. Актуальность подхода определяется снижением картографического подобия ортофотопланов местности в случае автоматизированной обработки снимков, полученных с беспилотного летательного аппарата в условиях возмущенного полета. В частности, на ортофотопланах формируются артефакты, снижающие адекватность представления местности на изображении и препятствующие корректному визуальному дешифрированию изображений. Предложенный авторами подход обеспечивает получение плановых снимков местности, в результате автоматизированной обработки которых формируются ортофотопланы местности с улучшенным картографическим подобием. Описание подхода. В основу подхода к ведению аэросъемки местности положена идея использования компоновки оптико-электронных камер, функционирование которых реализуется на основе анализа данных навигационных измерений. Предложенный подход позволяет минимизировать перспективные геометрические искажения на снимках, возникающие в процессе полета при выполнении разворотов беспилотным летательным аппаратом по тангажу, крену и рысканию. Этим обеспечивается выполнение условий плановой аэросъемки и, как следствие, получение аэроснимков с требуемым фотограмметрическим качеством. Отсутствие перспективных геометрических искажений на снимках позволяет создать ортофотоплан местности без видимых искажений. Основные результаты. Разработана модель геометрических искажений аэроснимка, позволяющая анализировать влияние отклонения линии визирования оптико-электронной камеры от направления в надир на возникновение перспективных геометрических искажений на снимках. Приведены результаты расчетов параметров проекции кадра на земную поверхность для объективов с различным угловым полем зрения. На основе результатов анализа предложен подход к ведению аэросъемки с использованием компоновки оптико-электронных камер, обеспечивающей получение плановых снимков местности в условиях совершения маневров беспилотным летательным аппаратом. Практическая значимость. Подход к ведению аэросъемки местности с использованием компоновки оптико-электронных камер позволяет получать плановые снимки без использования дополнительных технических средств стабилизации съемочной аппаратуры, что обеспечивает сохранение аэродинамического качества планера беспилотного летательного аппарата. Кроме того, применение предложенного авторами технического решения сохранит передаточные характеристики объективов оптико- электронных камер, установленных в корпусе беспилотного летательного аппарата и функционирующих в условиях существенного изменения температуры окружающей среды. Результаты экспериментов демонстрируют повышение картографического подобия ортофотопланов при выборе для их создания снимков, полученных в условиях использования компоновки оптико-электронных камер для ведения аэросъемки.
327
Предмет исследования. Рассмотрены вопросы объективной оценки качества голограмм-проекторов и восстановленных с их помощью изображений двумерных бинарных объектов. Метод. Работа выполнена примени- тельно к методу проекционной голографической фотолитографии, реализуемой с помощью синтезированных голограмм-проекторов. Синтез голограмм осуществлялся путем математического моделирования физических процессов записи и восстановления голограмм в оригинальном программном комплексе с использованием сле- дующих параметров: характеристический размер бинарного объекта 80 × 80 нм, длина волны используемого излучения 13,5 нм, размер пикселя голограммы 20 × 20 нм, расстояние между плоскостями объекта и голограм- мы 20,4 мкм, угол падения плоской опорной волны 14°42′. Синтез голограммы каждого исследуемого объекта проводился для случая двух разных параметров схемы. Восстановленные изображения этих объектов сравни- вались с помощью трех методов: метода расчета пикового отношения сигнала к шуму, метода расчета индекса структурного сходства и метода оценки качества изображения путем сравнения количества уровней пороговой обработки, который является имитацией реакции фоторезиста на засветку актиничным излучением. Основные результаты. Обосновано применение для оценки качества проекционных фотолитографических систем, в том числе и голограмм-проекторов, традиционного для оптических систем критерия дифракционно-ограничен- ного качества изображения, а не реализуемой с их помощью нормы проектирования электронных приборов. Установлено, что для задач проекционной голографической фотолитографии наиболее подходящими методами оценки качества восстановленного изображения являются методы, основанные на расчете индекса структурного сходства и на оценке числа допустимых уровней пороговой обработки восстановленного изображения. При этом второй из указанных методов не требует проведения дополнительных расчетов. Практическая значимость. Использование адекватного метода оценки качества дает возможность быстро и объективно сравнивать восста- новленные при разных параметрах схемы записи изображения одного и того же объекта, и выбирать наиболее подходящую для конкретной задачи форму представления объекта и схему записи голограммы.
335
Предмет исследования. Предложено решение проблемы дефектоскопии макро- и микроструктуры балтийского янтаря методом оптического анализа. Рассмотренный способ позволяет получить качественные характеристики материалов и изделий из янтаря. Метод. Предлагаемый подход основан на анализе спектров флюоресценции с помощью анализатора «Флюорат-02-Панорама». Микроструктура образцов исследована с применением кон- фокального микроскопа Leica DMLM с разрешением менее 1 мкм, входящего в комплекс лабораторного оборудования Renishaw InVia Reflex. Для изучения макроструктуры предложен универсальный видеоспектральный компаратор «Регула» 4305М/MH с просмотровой лупой «Регула» 100Х. Исследованы образцы обработанного и необработанного янтаря Пальмникенского месторождения (города Калининграда Российской Федерации) различной прозрачности. Основные результаты. Представлены спектры флюоресценции балтийского янтаря различной прозрачности. Установлено, что менее прозрачные образцы характеризуются более низкой интенсив- ностью флюоресценции. Выявлено, что спектры флюоресценции янтаря с прозрачностью до 75 % имеют вид широкой каскадной полосы с тремя вершинами на пике интенсивности в диапазоне 650–800 нм. Отмечено, что качественные цветовые характеристики флюоресценции янтаря имеют аддитивной характер. Показано, что деструкция янтаря позволяет выявить внутренние и внешние дефекты, установить степень прозрачности и характер распределения непрозрачных участков в исходном материале и изделиях из него. Практическая значимость. Предложенный способ может представлять интерес в области материаловедения, исследованиях, связанных с процессами идентификации, обработки изготовления продукции из янтаря. Выполненные исследования могут найти применение при синтезе высокомолекулярных соединений, исследовании широкого класса материалов органического происхождения, а также при проектировании органических светоизлучающих диодов.
346
Предмет исследования. Волоконно-оптические измерительные системы в настоящее время нашли широкое применение в различных отраслях. Большинство из таких систем представляют собой оптоволоконные устрой- ства для детектирования физических величин. Актуальными на данный момент являются разработка и создание измерительной системы для определения положения и изгибов протяженных объектов в пространстве. В работе предложен способ реализации чувствительной части волоконно-оптической измерительной системы на основе семи одномодовых волокон с массивом волоконных брэгговских решеток, скрепленных между собой. Метод. Метод определения положения и изгибов протяженных объектов в пространстве основан на нахождении осевой деформации (сжатие, растяжение) волоконных брэгговских решеток при изгибе, что позволяет рассчитать его направление и кривизну. Дальнейшее восстановление кривой в пространстве реализуется посредством решения системы дифференциальных уравнений, содержащих формулы Френе–Серре с заданными начальными условиями. Основные результаты. В работе представлены результаты эксперимента по записи массивов волоконных брэгговских решеток в одномодовые оптические волокна с учетом особенностей оптической схемы и спектра источника излучения. Разработана конструкция и создан макет волоконно-оптической измерительной системы. Получены результаты по восстановлению формы на основе экспериментальных данных. Практическая значимость. Особенностью данной системы является сформированные в оптическом волокне массивы решеток Брэгга, где каждая из волоконных брэгговских решеток характеризуется своей длиной отражения, обеспечивающей возможность измерять кривизну кабеля длиной до 1 м. Конструкция этого кабеля, основу которого представляет семь волоконно-оптических бронированных микрокабелей, уложенных с заданным шагом скрутки в процессе изготовления, позволяет регистрировать величину и направление скручивания кабеля.
353
Предмет исследования. Рассматривается актуальная обратная задача спектроскопии – восстановление дискретного (линейчатого) спектра по измеренному непрерывному спектру и аппаратной функции спектрометра при наличии помех. Метод. Задача сводится к решению системы линейно-нелинейных уравнений относительно интенсивностей линий, входящих линейно, и частот линий, входящих нелинейно в спектр. Для решения системы линейно-нелинейных уравнений развивается алгоритм интегральной аппроксимации, сочетающий решение линейного интегрального уравнения и системы линейных алгебраических уравнений без решения нелинейных уравнений. Основной результат. Предложенное решение данной задачи позволяет определить количество линий в спектре и их параметры, и это подтверждает решение численных примеров. Практическая значимость. Предложенный алгоритм дает возможность повысить разрешающую способность спектрометра (разрешить близкие линии, выделить из шума слабые линии и т. д.) путем математико-компьютерной обработки дискретного спектра.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ И РОБОТОТЕХНИКА

364
Рассмотрен алгебраический метод исследований робастной устойчивости непрерывных и дискретных интервальных динамических систем. Представлены оригинальные результаты робастности, полученные для непре- рывных и дискретных линейных интервальных динамических систем, в рамках алгебраического направления робастной устойчивости. Сформулирована и доказана базовая теорема о робастной устойчивости линейной непрерывной динамической системы с интервальными элементами матрицы правой части, которая определяется через сепаратные угловые коэффициенты характеристического полинома системы. Доказательство выполнено на основе леммы о сепаратных коэффициентах характеристического полинома, получаемых оптимизационными методами нелинейного программирования на множестве интервальных элементов матрицы системы, возможными значениями которых могут быть верхняя или нижняя границы соответствующего интервала или нуль. Сформулировано уточняющее замечание к базовой теореме для непрерывных систем о необходимости полного множества (набора) из четырех угловых полиномов для робастной устойчивости системы, исключающее кратные случаи характеристического полинома, когда множество полиномов Харитонова вырождается и будет состоять из менее требуемых четырех различных полиномов. Получена теорема о необходимых и достаточных условиях робастной устойчивости многогранника интервальных матриц. Для дискретных систем получен дис- кретный аналог теоремы Харитонова. Приведен алгоритм определения робастной устойчивости дискретных интервальных динамических систем. Рассмотрены сравнительные характеристики результатов, полученных в работах широко известных авторов алгебраического направления проблемы робастной устойчивости, которые показывают отличительную особенность данного метода, заключающуюся в рассмотрении интервальных матриц общего вида. Достоверность метода апробирована на известных контрпримерах к теореме Биаласа, а также других исследователей, изучающих проблемы робастной устойчивости интервальных динамических систем.
371
Предмет исследования. Рассмотрена задача навигации для мобильных роботов на основе метода одновремен- ной локализации и построения карты. Камера INTEL Realsense Depth использована для получения данных от окружающей среды. Методы. Использован метод Real-Time Appearance-Based Mapping для построения облака точек. Спроецировано изображение на плоскость для получения двухмерной карты стоимости. Применен алго- ритм D* для планирования глобального пути к желаемой цели, а подход с динамическим окном использован в качестве локального планировщика. Основные результаты. Представлены методы построения: облака точек изображения, полученного от камеры INTEL Realsense Depth, и пути от местоположения робота до желаемой цели. Практическая значимость. Предлагаемый подход является быстрым и надежным, может быть использо- ван для внутренней навигации (заводы, компании и т. д.), и позволяет проводить вычисления с использованием центрального процессора без необходимости использования графического процессора.

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

377
Выполнен сравнительный анализ прямых и косвенных методов оценки размеров и морфологических характери- стик ниосомальных дисперсий. Размеры ниосом варьируются в широких пределах: от 20 нм до 10 мкм и более. Форма везикул также может изменяться – от идеально сферической до эллиптической, и сложно изогнутой в случае агрегации. Размеры и форму крупных ниосом, диаметром более 1 мкм, можно оценить с помощью световой микроскопии. Для исследования более мелких везикул, размером около 0,1–0,5 мкм, целесообразно использовать метод динамического рассеяния света. Для косвенной оценки размера ниосомальных везикул в диапазоне 40–130 нм целесообразно использовать фотометрический метод. При исследовании морфологии поверхности мельчайших ниосом оптимальным представляется метод сканирующей электронной микроскопии.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

382
Предмет исследования. Приведен обзор существующих в настоящее время основных видов простых семанти- ческих сетей. Выделены и описаны отличительные особенности отношений, определяющих вид семантической сети и используемых в ней методов представления информации. Выполнена классификация видов простых семантических сетей и соответствующих им методов по областям деятельности. Уточнены и расширены извест- ные результаты. Методы исследования. Изучение и анализ научных публикаций по проблеме представления информации в информационных системах позволил выделить отличительные особенности механизмов работы методов, относящихся к разным видам простой семантической сети. Основные результаты. Рассмотрено понятие простой семантической сети. Дано описание механизмов работы методов представления информации в простых семантических сетях: IS-A, PART-OF, статистические, модернизированный метод IS-A; падежные случайные, падежные детерминированные, атрибутивные, вероятности появления j-го понятия; использующие веса отношений между понятиями, долю дублируемых элементов, важность концептов; основанные на общих свойствах множеств и продукционных правилах; задании временных рамок в отношениях. Обзор подготовлен на основе русскоязычных публикаций. Практическая значимость. Результаты исследования уточняют, сводят воедино уже известные результаты, что позволяет решить задачу дальнейшей разработки методов представления информации в семантических сетях.
394
Предмет исследования. Рассмотрена задача построения детерминированного конечного автомата минимального размера по примерам поведения. Разработан и реализован комбинированный метод решения данной задачи на основе сведения к задаче выполнимости булевых формул и с использованием подхода уточнения абстракции по контрпримерам. Метод. Предлагается в качестве исходных данных использовать не все примеры поведения сразу, а начинать с какого-то их подмножества, и строить соответствующий автомат, используя метод на основе сведения к задаче выполнимости. Затем построенный автомат проверяется на соответствие всем остальным примерам поведения. Те примеры, на которых поведение автомата расходится с желаемым, являются контрпримерами. Часть контрпримеров добавляется к исходным примерам поведения и процесс повторяется. Основные результаты. Предложенный метод реализован как часть программного комплекса для решения задачи построения детерминированного конечного автомата по примерам поведения на языке Python. Проведено эксперимен- тальное сравнение разработанного метода с методом, основанным на сведении к задаче выполнимости булевых формул, но без использования подхода уточнения абстракции. Практическая значимость. Экспериментальное исследование показало, что разработанный метод целесообразно использовать при условии, что число приме- ров поведения достаточно велико — хотя бы в двести раз превышает количество состояний автомата, — и, как следствие, строящаяся булева формула содержит десятки и сотни миллионов дизъюнктов.
402
Предмет исследования. Методы сопоставления и классификации изображений, а также синхронного опреде- ления местоположения и составления карты местности широко применяются на встраиваемых и мобильных устройствах. Наиболее ресурсоемкой частью их реализации является выделение и описание ключевых точек изображений. Классические методы выделения и описания ключевых точек могут исполняться в масштабе реального времени на мобильных устройствах. Вместе с тем для современных нейросетевых методов, обладающих лучшим качеством, такой подход затруднен из-за снижения быстродействия. Таким образом, задача повышения быстродействия нейросетевых моделей для детектирования и описания ключевых точек является актуальной. С этой целью выполнено исследование дистилляции — одного из способов редукции нейросетевых моделей, что позволяет получить более компактную модель детектирования и описания ключевых точек, а так- же процедуры получения модели. Метод. Предложен способ сопряжения исходной и более компактной новой модели для последующего ее обучения по выходным значениям исходной модели. С этой целью новая модель обучается реконструировать выходные данные исходной модели без использования разметки изображений. На вход обеих сетей поступают одинаковые изображения. Основные результаты. Протестирован способ дистил- ляции нейронных сетей для задачи детектирования и описания ключевых точек. Предложены целевая функция и параметры обучения, обеспечивающие наилучшие результаты в рамках выполненного исследования. Введены новый набор данных для тестирования методов выделения ключевых точек и новый показатель качества вы- деляемых ключевых точек и соответствующих им локальных признаков. Применение обучения новой модели предложенным способом с тем же количеством параметров позволило получить большую точность сопостав- ления ключевых точек по сравнению с исходной моделью. Новая модель со значительно меньшим количеством параметров обеспечивает точность сопоставления точек, близкую к исходной модели. Практическая значимость. Предложенным способом получена более компактная модель для детектирования и описания ключевых точек изображений. Это дает возможность применять модель на встраиваемых и мобильных устройствах для синхронного определения местоположения и составления карт местности. Применение предложенной модели может повысить эффективность работы сервиса по поиску изображений на серверной стороне.
410
Предмет исследования. Исследованы подходы к разработке переносимого программного обеспечения на уровне бинарного и исходного программного кода, а также факторы, влияющие на переносимость, такие как совместимость целевых платформ на уровне программных и бинарных интерфейсов приложений, стандартизация языков программирования, программная архитектура, функциональные возможности программных целевых платформ и наличие инструментального программного обеспечения. Рассмотрены современные подходы к обеспечению переносимости на основе виртуальных сред выполнения программ для языка Java и платформы .NET. Метод. Предложен метод обеспечения переносимости программного обеспечения на основе двухэтапной компиляции и применения языка описания архитектур для настройки транслятора, что позволяет решать задачу переносимости программного обеспечения на уровне среды выполнения программ, а также новый подход к реализации само- настраивающейся среды выполнения, параметрами конфигурации которой являются архитектурно-зависимые метаданные — описания целевых платформ. Для получения бинарного образа среды выполнения для заданной целевой платформы не требуется наличие ее исходного кода. Генерация образа выполняется на основе метаданных, входящих в состав существующего образа, который используется как утилита-построитель. Основные результаты. Определены требования к реализации среды выполнения программ, а также ее архитектура на уровне функциональных компонентов. Предложен новый подход к реализации среды выполнения, позволяющий обеспечить переносимость без перекомпиляции исходного кода как пользовательских приложений, так и самой среды выполнения. Разработан сценарий использования среды выполнения для генерации ее бинарного образа, нацеленного на заданную платформу. Практическая значимость. Обеспечение бинарной переносимости среды выполнения программ позволит снизить трудозатраты на реализацию кроссплатформенных приложений.
418
Исследован эффективный метод обнаружения и классификации различных категорий дорожных знаков. Для построения целостной модели с комплексным решением был предложен метод с двумя этапами. На первом этапе метод включает выполнение эффективной локализации дорожных знаков на основе алгоритма YOLO версии 3 (You Only Look Once). Для первого этапа дорожные знаки группируются в четыре категории в соответствии с их формой. На втором этапе выполняется точная классификация обнаруженных дорожных знаков в соответствие с одной из заранее определенных 43 категорий. Второй этап построен на модели с одним сверточным нейронным слоем. Модель обнаружения дорожных знаков обучается на GTSDB (German Traffic Sign Detection Benchmark) с 630 и 111 RGB-изображениями для обучения и валидации соответственно. Модель классификации обучается на GTSRB (German Traffic Sign Recognition Benchmark) с 66000 RGB-изображениями, с помощью библиотеки «numpy», фильтрами сверточного слоя размерностью 19 × 19, и достигла точности 0,868 на наборе данных для тестирования. Результаты экспериментов показали, что обучение глубокой нейронной сети первой модели только с 4 категориями для определения координат дорожных знаков выдает высокую точность mAP (mean Average Precision), достигающую 97,22 %. Дополнительный сверточный слой второй модели, добавленный для окончательной классификации, создает эффективную целостную систему. Эксперименты по обработке видео- файлов показали FPS (frames per second) в диапазоне 36 и 61, что делает систему пригодной для использования в реальном времени. FPS зависел от количества дорожных знаков, которые должны быть локализованы и клас- сифицированы в каждом отдельном кадре, и находились в диапазоне от 6 до 1.
425
Предмет исследования. Исследована применимость нейронной сети архитектуры U-Net для задачи локализации модификаций на изображении. Реализован метод, позволяющий определять модифицированное изображение и выделять часть изображения, на котором было обнаружено изменение. Метод. Использован подход на основе глубокого машинного обучения — нейронной сети. Исследована архитектура нейронной сети U-Net. В качестве базы для обучения модели создан тренировочный набор данных с оригинальными изображениями и изображениями, модифицированными с помощью графического редактора. Предложенный метод использует структуру изображения на уровне отдельных пикселей. Основные результаты. Обученная модель показала высокий, до 80 % уровень распознавания модификаций яркости и до 64 % копирования-сдвига. Практическая значимость. Полученный результат может быть применен на практике в криминалистике для выявления модифицированных фрагментов изображения и при защите авторского права.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

432
Предмет исследования. Исследование детерминированных систем является актуальной проблемой есте- ствознания. В работе рассмотрен подход, позволяющий изучать поведение детерминированных систем. Целью работы является построение уравнения эволюции таких систем, из которого возможно показать, что часть ма- кроскопических процессов подчиняется квантовой логике. Метод. Предложен новый алгебраический подход, основанный на некоммутативной алгебре. Показано, что для любой детерминированной системы при условии задания ее изменения за малый промежуток времени можно построить систему дифференциальных уравне- ний, описывающих эволюцию данной системы во времени. Введенный аппарат некоммутативного умножения является альтернативой операторного исчисления квантовой механики. Основные результаты. Построено ассоциативное некоммутативное кольцо, позволяющее описать эволюцию произвольной детерминированной системы. Предложенная алгебра — изоморфная алгебра Гейзенберга. Показано, что все элементы алгебраических колец являются обычными функциями числовых переменных в отличие от математического аппарата квантовой механики, что дает возможность придания им различного физического смысла. Практическая значимость. Рассмотрен пример построения дифференциального уравнения, описывающего движение классической частицы при наличии случайных сил. Полученное уравнение описывает плотность вероятности нахождения классической частицы в произвольный момент времени в фазовом пространстве.
438
Предмет исследования. Разработаны методологические принципы, научные основы распознавания штучных мелких специфических деталей и готовых изделий на тонкой газовой прослойке. Предложенный принцип основан на использовании прослойки в качестве несущего и распознающего основного элемента технической пневмосистемы. В совокупности с конструктивными особенностями рабочих поверхностей устройств обеспечи- вается создание универсального пневматического оборудования. Разработанное оборудование способно успешно решать задачи контроля, классификации, сортировки, отбраковки и ориентирования предмета производства. Приведено описание принципа распознавания. Рассмотрены характерные элементы технической пневмосистемы. Представлены виды специфических деталей и их классификация, типы рабочих поверхностей и схемы устройств с определенными функциональными возможностями. Метод. В работе использованы элементы теории распознавания образов. Предложен новый метод распознавания по обобщенному критерию (удельная нагрузка). Получены два ключа ориентации: площадь опорной поверхности изделия и его масса. Основу предлагаемого класса устройств с определенными функциональными возможностями составила новая техническая пневмоси- стема вида «пневмокамера–рабочая поверхность устройства–тонкая газовая прослойка–изделие». Основные результаты. Показано, что пневматическое оборудование на базе представленной технической пневмосистемы обладает широкими функциональными возможностями: универсальность, многофункциональность, способность манипулирования специфическими изделиями, переналаживаемость при переходе от одних типоразмеров деталей к другим. Практическая значимость. Моделирование и кодирование представленной системы является первым шагом для разработки программного продукта с целью автоматизированного конструирования совре- менного пневматического оборудования с определенными функциональными возможностями.
446
Предмет исследования. Предложен новый подход к анализу экспериментальных данных ходьбы, заключаю- щийся в использовании статистик передаточных отношений. В основу исследований положены эксперимен- тальные данные сгибания-разгибания-ротации коленного сустава, полученные в лаборатории кинезиологии и биомеханики Тартуского университета Эстонии. Методы. Для каждой из фаз данных движения были рассчитаны угловые скорости. Моменты времени изменения знака угловых скоростей представлены в качестве случайного процесса. Рассмотрена роль распределения Пуассона для моделирования распределения точек перехода через нуль. Построены корреляционные функции и спектральные плотности этих процессов. Описана роль равномер- ного распределения в оценке передаточных отношений. Изучена роль крестообразных связок в передаче движения. Основные результаты. В результате обработки данных с использованием статистик Пуассона и Фишера рассчитаны средние значения и дисперсия передаточных отношений. Предложена модель механизма упругой передачи движения сгибания-разгибания-ротации коленного сустава с использованием передаточного отноше- ния и особенностей спиральной анизотропии в применении к механике крестообразных связок. Практическая значимость работы определяется поиском решения задач модернизации эластичных актуаторов, используемых в конструкциях коленных ортезов.
455
Предмет исследования. Рассмотрены основные количественные характеристики микрофонных решеток и применяемые при их исследовании алгоритмы формирования диаграмм направленности акустических сигналов (beamforming). Методы. Исследованы основные характеристики, способы вычисления и оценки. Проанализированы наиболее распространенные алгоритмы формирования диаграмм направленности: лучеформирования на базе задержки и суммирования (DAS), минимума дисперсии при неискаженном отклике (MVDR), Фроста или наименьшей дисперсии с линейными ограничениями (LCMV), подавления боковых лепестков (GSC). Расчеты и сравнительный анализ алгоритмов выполнены в среде моделирования MATLAB. Получены количественные характеристики: отношение сигнал-шум; отношение сигнал-интерференция-шум; индекс направленности; характеристики направленности; разрешающая способность. Основные результаты. Представлены результаты сравнения алгоритмов на примере линейной микрофонной решетки. Наиболее удовлетворительные результаты получены с использованием алгоритма LCMV. Результаты моделирования необходимо уточнять в реальных экспериментах. Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы для анализа более сложных микрофонных решеток и акустических структур, таких как микрофонные решетки с «плавающей» геометрией, распределенные микрофонные решетки и другие.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

461
Предмет исследования. Показана возможность использования анимационного биометрического QR-кода для упрощения процедуры контроля и идентификации людей в служебных, идентификационных бейджах и пропу- сках. Методы основаны на процедурах обработки изображений и штрихового кодирования на базе QR-кодов. Основные результаты. Цветной анимационный биометрический QR-код привязывается к оригинальному 16-значному коду. При открытии QR-кода вся вложенная в него информация автоматически отображается и может быть просмотрена визуально. Цветной код содержит заставку с буквенно-цифровым 16-значным кодом и цветное фото предъявителя с необходимой информацией о нем. Практическая значимость. Анимационный биометрический QR-код может быть реализован на базе электронных бейджей, а также размещен на смартфоне и применен в процедуре идентификации людей. Такой QR-код использует минимальный объем персональной информации и может быть применен автономно без подключения к компьютерной сети.
465
Предмет исследования. Исследовано влияние фотоактиничного излучения на показатель преломления орга- нических нелинейно-оптических сокристаллов 2,6-диаминопиридин-4-нитрофенол и 4-аминопиридин-4-нитро- фенол. Метод. Методика проведенных исследований состояла в продолжительном засвечивании органических нелинейно-оптических сокристаллов аминопиридин-нитрофенол с помощью светодиода на длине волны 405 нм. В процессе засвечивания исследуемых сокристаллов проводилось последовательное измерение показателей преломления на инструментальном микроскопе Olympus STM6. Основные результаты. В ходе проведения длительного фотовоздействия наблюдается увеличение значения показателя преломления для обоих исследуемых сокристаллов. Представлены круговые диаграммы значений показателя преломления исследуемых органических сокристаллов аминопиридин-нитрофенол. Практическая значимость. Полученные результаты показывают возможность создания структур на базе органических сокристаллов аминопиридин-нитрофенол с заданным распределением показателя преломления (периодические решетки, фотонно-кристаллические структуры и т. д.).
Информация 2001-2020 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика