Найти

Результаты поиска

• ВИЗУАЛЬНАЯ НАВИГАЦИЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕМАНТИЧЕСКИХ ОПИСАНИЙ МЕСТНОСТИ

  Н.В. Ким , Н. В. Удалова , Н. Е. Бодунков , Д.С. Гиренко , Н.А. Ляпин

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  Рассматривается задача визуальной навигации беспилотных летательных аппаратов
  (БЛА), которая заключается в автоматическом определении текущего положения БЛА (коорди-
  нат в земной (местной) системе координат), на основе сравнения и идентификации описаний при-
  нимаемых на борту текущих изображений (ТИ) подстилающей поверхности и эталонных описаний, хранящихся в виде цифровой карты местности в памяти бортового вычислителя БЛА. Целью
  работы является повышение эффективности применения методов визуальной навигации, с точки
  зрения повышения вычислительной производительности, устойчивости и точности алгоритмов
  идентификации изображений в сложных и изменяемых условиях наблюдения, за счет использова-
  ния семантических описаний наблюдаемых сцен. В данной работе под семантическими описания-
  ми будем понимать описания, включающие классы наблюдаемых на сцене объектов, атрибуты
  этих объектов и отношениями между ними. Подготовка семантических описаний карты произ-
  водится на этапе предполетной подготовки БЛА с помощью предварительно обученных нейрон-
  ных сетей семантической сегментации. Семантические описания принимаемых ТИ формируются
  на борту БЛА. При этом использование нейросетевых алгоритмов позволяет реализовать этот
  процесс в реальном времени для широкого спектра условий наблюдений (различного времени суток
  и года). Использование семантических описаний карты и ТИ позволяет сократить вычисления по
  сравнению с традиционным попиксельным сопоставлением растровых изображений. Семантиче-
  ские описания сравниваются путем сопоставления классов объектов, их атрибутов и отношений.
  В работе приведены: общий алгоритм визуальной навигации, основные этапы методики формиро-
  вания семантических описаний и алгоритм сравнения и идентификации семантических описаний
  ТИ и описаний карты. Предложен иерархический алгоритм сравнения и идентификации изобра-
  жений, основанный на последовательном применении семантических, и растровых описаний на-
  блюдаемых сцен. Показано, что использование процедуры сравнения семантических описаний ТИ и
  карты по присутствующим классам объектов позволяет существенно совратить вычисления,
  необходимые для идентификации изображений

• РАЗРАБОТКА РОБОТИЗИРОВАННОГО ИМИТАТОРА ПОДВОДНОГО АППАРАТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СПОСОБОВ АВТОНОМНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РЕЗИДЕНТНЫХ АНПА С ОБЪЕКТАМИ ПОДВОДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

  А.М. Маевский , И.А. Печайко , М. А. Алексеев , Н. М. Буров

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  Представлен процесс разработки имитатора подводного аппарата (ИПА) с установленным
  5-степенным подводным манипуляторным комплексом (МК). Имитатор предназначен для ком-
  плексной отработки автономного взаимодействия морского робототехнического комплекса
  (МРТК) с объектами подводной инфраструктуры. В частности, рассматривается пример реше-
  ния задач работы имитатора с макетом подводной панели подводного добычного комплекса
  (ПДК) и решение задачи определения конкреции и их автономного забора при помощи имитатора
  и МК. Современные тенденции развития подводной робототехники ориентированы на создание
  резидентных автономных систем, способных работать в удаленных и труднодоступных районах
  Мирового океана в круглогодичном режиме. Развитие резидентных технологий связано с необхо-
  димостью снижения операционных затрат, минимизации рисков для персонала и увеличения вре-
  мени автономного функционирования подводных комплексов. Применение таких технологий осо-
  бенно актуально в условиях освоения дальнего шельфа, где традиционные методы эксплуатации
  подводных аппаратов сталкиваются с техническими и экономическими ограничениями. Необхо-
  димость проведения работ на дальнем шельфе обусловлена возрастающим спросом на углеводо-
  родные ресурсы и исчерпанием легко доступных месторождений на континентальном шельфе.
  Согласно прогнозам, перспективные глубоководные районы, расположенные на глубинах более
  1000 м, обладают значительным потенциалом добычи нефти и газа. По оценкам специалистов,
  объем извлекаемых запасов в таких районах может составлять сотни миллиардов баррелей угле-
  водородного сырья, что делает разработку эффективных автономных решений стратегически
  важной задачей для нефтегазовой отрасли. В работе представлены программно-аппаратные
  решения, используемые при реализации ИПА. Приведена структурная схема конструкции, описана
  архитектура программного обеспечения и особенности применения систем искусственных ней-
  ронных сетей (ИНС) в составе системы технического зрения (СТЗ) ИПА. Использование ИНС
  позволяет значительно повысить автономность работы подводных манипуляторов при выполне-
  нии сложных технологических операций, таких как захват объектов с грунта, работа с объекта-
  ми донной инфраструктуры и др. В заключении продемонстрированы полученные результаты,
  подтверждающие работоспособность принятых конструктивных, программных и аппаратных
  решений при выполнении реальных работ в автономном режиме с макетами рабочих инструмен-
  тов hot-stab и torque-tool и ответными частями, расположенными на макете панели ПДК.

• АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОЦЕНКИ ДОСТУПНОСТИ ТОВАРОВ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМАХ ХРАНЕНИЯ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОГО ЗРЕНИЯ

  А.Р. Недвигин , Р.М. Синецкий

  2026-02-27

  Аннотация ▼

  Представлена формализация задачи автоматизированного мониторинга наличия товаров на полках торговых объектов, и соответствия их расположения установленной планограмме с применением методов компьютерного зрения и машинного обучения. Целью исследования является разработка алгоритмического обеспечения для автоматической оценки уровня доступности товаров в распределенных системах хранения с применением методов компьютерного зрения, что позволит разрешить проблему обеспечения оптимального и необходимого ассортимента за счет контроля размещения товаров и поддержки принятия управленческих решений. Предложен технологический процесс обработки визуальных данных, включающий этапы нормализации, сегментации, локализации и классификации объектов с применением сверточных нейронных сетей, в частности YOLO и U-Net. Разработан интегральный показатель доступности, учитывающий физическую, визуальную и информационную составляющие. Сформулирована оптимизационная задача повышения уровня доступности и реализован механизм адаптивного дообучения нейронных сетей, обеспечивающий рост точности распознавания и сегментации изображений и качества аналитических рекомендаций. Предложен алгоритм повышения доступности для системы поддержки принятия решения, основанный на построении маршрута мерчандайзера, который учитывает приоритетность товаров и минимизирует временные затраты. Задача построения маршрута мерчандайзера сведена к обобщенной TSP-задаче с весами приоритетов. Предложены и описаны методы оценки и повышения уровня доступности товаров. На основе предложенных методов и алгоритмов разработан программный комплекс для оценки и повышения показателя доступности товаров. Результаты исследования подтверждают эффективность предложенных решений - средняя точность распознавания составила 95,8%, интегральный показатель доступности A = 0.93. Практическая значимость работы заключается в обеспечении алгоритмической основы для создания интеллектуальных систем мониторинга доступности товарных запасов, способствующих повышению эффективности управления бизнес-процессами.

• ОЦЕНКА ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ БОРТОВОЙ КАМЕРЫ ПУТЕМ СОПОСТАВЛЕНИЯ АЭРОФОТОСНИМКОВ И ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

  А.Ю. Будко , Т.А. Гайда , З.А. Понимаш

  2026-02-27

  Аннотация ▼

  Описан метод оценки пространственного положения бортовой камеры летательного аппарата, заключающийся в сопоставлении аэрофотоснимков и геопривязанных данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗ) путем обнаружения нейросетевым детектором устойчивых в пространстве и времени реперных точек в обоих наборах данных и дальнейшим решением известной задачи Perspective-n-Point (PnP) для оценки матриц поворота и перемещения, минимизирующих ошибку перепроецирования, исходя из соответствий точек 3D мирового пространства и 2D точек их проекций на матрицу бортовой камеры, что может быть использовано для решения актуальной задачи локализации летательных аппаратов в условиях отсутствия сигналов глобальной навигационной спутниковой системы. В качестве устойчивых реперных точек, хорошо выделяемых на данных ДДЗ и аэрофотоснимках, в работе выбраны перекрестки дорог, альтернативным выбором могут являться другие локальные семантические паттерны изображений, характерные для конкретной местности. Поскольку прямое сопоставление снимков ДДЗ и бортовых снимков затруднено вследствие существенной разницы условий съемки, предлагается применение устойчивых детекторов реперных точек на основе алгоритмов искусственных нейронных сетей (ИНС). Для обучения устойчивого детектора создан смешанный датасет на основе спутниковых снимков и данных бортовой съемки. При разметке данных смешанного датасета использована функция нормализованного к единице 3D гауссиана с вершиной в центре перекрестка, график которой проецируется на 2D маску обучающего набора. Параметры функции гауссиана рассчитываются на основе радиуса окружности, описывающей перекресток. Использование функции нормализованных гауссиан с вершиной в геометрическом центре проекции перекрестка позволяет обучить сеть предсказывать вероятность принадлежности каждого пикселя изображения к перекрестку, с максимумом в центре перекрестка, что увеличивает точность позиционирования за счет более точной геопривязки реперной точки мирового 3D набора. В качестве детектора перекрестков в работе обучена ИНС архитектуры типа U-Net, в качестве метрики качества обучения использован дифференцируемый аналог метрики Dice, в качестве оптимизатора использован AdamW в связке с косинусным планировщиком скорости обучения CosineAnnealingLR. В заключительной части работы приведены результаты сопоставления спутниковых данных и бортового снимка предложенным методом

• ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗИСТИВНОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ МЕМРИСТИВНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИНКА ДЛЯ МАШИННОГО ЗРЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

  А.В. Саенко , К.А. Козюменко , И.А. Шиховцов , Р. В. Томинов , В.А. Смирнов

  2026-02-27

  Аннотация ▼

  Развитие нейроморфных систем машинного зрения для робототехнических комплексов требует создания прозрачных мемристивных структур, сочетающих оптическую прозрачность, стабильное биполярное резистивное переключение и совместимость с технологией кроссбар-массивов. Ключевой проблемой является установление закономерностей влияния режимов осаждения тонких пленок ZnO на их структурные и электрофизические свойства, которые определяют характеристики мемристивных структур. Целью работы являлось определение оптимальной мощности ВЧ магнетронного распыления керамической мишени ZnO, обеспечивающей формирование прозрачных мемристивных структур ITO/ZnO/ITO со стабильным резистивным переключением, и создание на их основе кроссбар-массива. Тонкие пленки ZnO осаждались методом ВЧ магнетронного распыления при мощности от 25 до 100 Вт. Проведены структурные (РЭМ, АСМ) и электрофизические (эффект Холла) исследования полученных пленок ZnO. Изготовлены методами магнетронного распыления и литографии прозрачные мемристивные структуры ITO/ZnO/ITO и кроссбар-массив из 16 структур с размером ячеек 2000×2000 нм на стеклянных подложках, а также измерены их вольтамперные характеристики. Показано, что возрастание мощности магнетронного распыления от 25 до 100 Вт приводит к увеличению размера зерен от 12,8 до 35,7 нм и шероховатости поверхности пленок ZnO от 2,8 до 11,4 нм. Получено, что при мощности распыления 75 Вт концентрация носителей заряда в пленках ZnO имеет максимальное значение 2,7·1015 см-3, что необходимо для стабильного резистивного переключения структуры. Показано, что полученные мемристивные структуры ITO/ZnO/ITO проявляют стабильное биполярное переключение в течение 1000 циклов между состояниями HRS = 537,4 ± 26,7 Ом и LRS = 291,4 ± 38,5 Ом (отношение HRS/LRS ~1,8). Изготовленный прозрачный кроссбар-массив показал стабильное резистивное переключение в течение 20000 циклов (LRS = 13,8 ± 1,4 кОм, HRS = 34,8 ± 2,6 кОм, отношение HRS/LRS ~2,5). Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов изготовления прозрачных мемристивных кроссбаров для нейроморфных структур машинного зрения робототехнических систем

• ФОРМИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕМРИСТИВНЫХ ПЛЕНОК ЛЕГИРОВАННОГО ОКСИДА ЦИНКА ДЛЯ СИСТЕМ МАШИННОГО ЗРЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

  З. Е. Вакулов , Р.В. Томинов , Д.A. Дзюба , В.А. Смирнов

  116-123

  2025-11-10

  Аннотация ▼

  Представлены результаты исследования влияния режимов синтеза тонких пленок легированного оксида цинка методом импульсного лазерного осаждения на их морфологические и электрофизические характеристики. Проведены экспериментальные исследования влияния размерных эффектов на параметры резистивного переключения мемристорных структур на основе тонких пленок легированного оксида цинка. Установлена связь между морфологическими параметрами пленок, их толщиной и резистивными характеристиками переключения. Получены результаты, показывающие, как толщина, шероховатость поверхности и средний диаметр зерна влияют на соотношение сопротивлений в высокоомном и низкоомном состояниях, а также на напряжения переключения U_set и U_res. Показано, что увеличение толщины пленок оксида цинка, легированного галлием, приводит к увеличению напряжений U_set и U_res, в то время как зависимость соотношения сопротивлений в высокоомном и низкоомном состояниях имеет комплексный характер, максимум на ней наблюдается при толщине пленок порядка 30 нм. Полученные результаты позволяют оценить степень влияния структурных и морфологических параметров пленок легированного оксида цинка на эффект резистивного переключения в них, а также сформулировать рекомендации по получению данных пленок с требуемыми параметрами резистивного переключения. Установлено, что увеличивая толщину пленок оксида цинка легированного галлием от 11,8±5,1 нм до 55,1±18,4 нм можно изменять величину концентрации носителей заряда от (2,84±0,22)∙10¹⁹ см^-3 до (1,42±0,13)∙10²⁰ см^-3,
  а также подвижность носителей заряда от 54,48±4,07 см²/(В∙с) до 18,77±0,83 см²/(В∙с). При этом увеличение толщины пленок оксида цинка, легированного галлием, также приводит к увеличению сопротивления в высокоомном состоянии от 1,38±0,11 МОм до 62,59±5,4 МОм и сопротивления в низкоомном состоянии от 0,005±0,001 МОм до 0,041±0,002 МОм. Полученные результаты могут быть использованы при разработке физических принципов создания электронной компонентной базы систем искусственного интеллекта для изготовления новых приборов и устройств наноэлектроники и адаптивных нейроморфных систем