Найти

Результаты поиска

• СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К МОНИТОРИНГУ И ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ПРИРОДНЫХ ПОЖАРОВ: ОБЗОР И КОНЦЕПЦИЯ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ БПЛА

  Н.Д. Болдырев , В. В. Гилка , А.С. Кузнецова , Д.А. Морозов

  58-80

  2025-12-30

  Аннотация ▼

  Природные пожары ежегодно наносят серьёзный урон экосистемам, экономике и безопасности населения, а своевременное обнаружение возгораний и прогнозирование их развития повышает оперативность реагирования на угрозу и позволяет оптимально распределять ресурсы при ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС). Существующие методы мониторинга ограничены скоростью обнаружения очагов возгорания и оперативностью их дальнейшего распростанения, что снижает эффективность действий спасательных служб. Для решения данной проблемы могут использоваться гетерогенные источники данных, включая беспилотные летательные аппараты (БПЛА), распределённые датчиковые сети, мобильные комплексы полевого наблюдения, наземные тепловизионные станции и т.д., которые могут способствовать проведению более точного анализа текущей обстановки и повышению достоверности прогнозных моделей распространения пожаров. Целью исследования стала разработка концепции автоматизированного подхода к мониторингу и прогнозированию природных пожаров на основе беспилотных летательных аппаратов. Мы считаем, что такой подход сумеет повысить оперативность обнаружения очагов возгорания и точность прогнозирования их распространения. Задачи включают анализ существующих методов мониторинга, формирование концепции системы, интегрирующей многоспектральную съёмку, оптимизированную передачу данных, автоматическую сегментацию и прогнозирование на основе машинного обучения, а также обеспечивающей взаимодействие оператора и специалистов по оповещению. В работе использовались методы сбора, анализа и передачи данных с БПЛА, обработка многоспектральных изображений, машинное обучение и нейронные сети для детекции очагов возгорания, алгоритмы сегментации изображений и имитационное моделирование для прогнозирования распространения огня, визуализация данных для поддержки принятия решений оператором и администратором, логирование и анализ результатов для обучения моделей, программная инженерия и технологии человеко-машинного взаимодействия. Система сократит время обнаружения и прогнозирования пожаров, предоставит возможность оператору запускать несколько дронов одновременно и автоматизирует обработку получаемых с них данных. Автоматизация процессов позволит сократить время реакции на ЧС и численность персонала, улучшить распределение ресурсов, повысить точность прогнозов и своевременность информирования экстренных служб. Это поможет снизить ущерб от природных пожаров и повысить безопасность населения и экосистем. Несмотря на существующие успехи, достигнутые в решении этой задачи, комплексная система, концепция которой описывается в данной статье, пока не существует в полной мере ни в России и странах СНГ, ни в западных и азиатских странах. Хотя отдельные компоненты, такие как БПЛА для мониторинга и искусственный интеллект (ИИ) для анализа данных, уже активно используются, интегрированного решения, которое бы объединяло все элементы (управление дронами, прогнозирование распространения огня в режиме, приближенном к реальному времени, передача данных и взаимодействие с экстренными службами), на данный момент нет. Эта концепция представляет собой новый подход, который может стать прорывной технологией для борьбы с природными катастрофами

• АНАЛИЗ УПРАВЛЯЕМОСТИ НЕКОТОРЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

  Д.А. Гужва , К.О. Север , А. А. Морозов

  2021-08-11

  Аннотация ▼

  Рассмотрены фильтры с конечной импульсной характеристикой и банки фильтров. Рас-
  смотрено использование данных фильтров для слуховых аппаратов. Рассмотрены способы
  компенсации потери слуха и способы повышения громкости с помощью широкополосного уси-
  ления. Приведена схема метода цифровой обработки сигналов с использованием банка фильт-
  ров, а также методика синтеза интерполяционных фильтров с малой вычислительной слож-
  ностью. Также рассмотрено применение системы MATLAB для синтеза узкополосных нерекур-
  сивных КИХ-фильтров, их процедура проектирования, методика и примеры. Фильтры с конеч-
  ной импульсной характеристикой (КИХ) и банки фильтров обладают определенными свойст-
  вами, которые гарантируют стабильность. Поэтому они популярны во многих приложениях,
  таких как системы связи, обработка аудиосигналов, биомедицинские инструменты и так да-
  лее. К сожалению, из-за большей длины волны стоимость реализации КИХ-фильтра обычно
  выше, чем фильтр с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), отвечающий тем же
  требованиям. Хорошо известно, что длина КИХ-фильтра обратно пропорциональна его пере-
  ходной полосе пропускания. Поэтому недостаток становится острым, когда данный фильтр
  имеет узкую полосу перехода. Основная цель - рассмотреть эффективные с вычислительной
  точки зрения методы проектирования КИХ-фильтров и банков фильтров. Метод маскирова-
  ния (FRM) приводит к значительной экономии количества множителей. Затем рассматрива-
  ется 16-полосный блок цифровых КИХ-фильтров с неравномерным разнесением и низкой груп-
  повой задержкой. Общая задержка значительно снижена в результате новой структуры
  фильтра, которая снижает коэффициент интерполяции для фильтров-прототипов. Маски-
  рующий фильтр может быть фильтром с интерполированной конечной импульсной характе-
  ристикой (ИКИХ), который способствует снижению сложности.

• АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ВЕСОВЫХ ФУНКЦИЙ (ОКОН) И ИХ АППРОКСИМАЦИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ НА ИХ ОСНОВЕ УПРАВЛЯЕМЫХ РЕКУРСИВНЫХ ФИЛЬТРОВ НИЖНИХ ЧАСТОТ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

  Т. В. Шушкевич , А.А. Морозов , И. И. Турулин

  2021-11-14

  Аннотация ▼

  Существуют различные типы весовых функций, так называемых окон, при цифровой
  обработке сигналов, такие как прямоугольное (окно Дирихле), треугольное (окно Барт-
  летта), окно Валле – Пуссена, окно Кайзера – Бесселя, окна Барсилона – Темеша, окна Хан-
  на, Бохмана, Блэкмана, Гаусса (Вейерштрасса), Дольфа – Чебышева, Хэмминга и многие
  другие и идеальные характеристики стандартных фильтров, таких как фильтры нижних
  и верхних частот, полосовые фильтры. Целью данной обзорной статьи является опреде-
  ление наиболее подходящей весовой функции для реализации на её основе управляемого ре-
  курсивного фильтра нижних частот с конечной импульсной характеристикой. В данной
  статье представлен анализ лишь некоторых из вышеперечисленных окон и их аппроксима-
  ций, а именно окна Дольфа – Чебышева, окна Гаусса (Вейерштрасса) и окна Хэмминга.
  Помимо анализа, был рассмотрен синтез рекурсивных цифровых фильтров с КИХ для весо-
  вой обработки данных на основе выбранных окон и их аппроксимаций. Рассмотрен метод
  синтеза окон Дольфа-Чебышева. Рассмотрена реализация окна Гаусса (Вейерштрасса).
  Рассмотрены способы аппроксимации окна Хэмминга и методы и несколько алгоритмов
  разработки фильтров с конечной импульсной характеристикой в виде данного окна. Про-
  изведено оценивание взаимосвязи между параметрами быстрых окон, выбранных для ана-
  лиза, от максимального уровня боковых лепестков. На основе полученных данных были сде-
  ланы выводы по выбору наиболее подходящих и демонстрирующих наибольшее быстродей-
  ствие окон, подходящих для реализации на её основе управляемого рекурсивного фильтра
  нижних частот c конечной импульсной характеристикой.

• МЕТОД ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПЕРАТИВНО-КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ДИСКРЕТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

  К. О. Обухов , И. Ю. Квятковская , А. В. Морозов

  2025-01-20

  Аннотация ▼

  Одним из основных условий успешного функционирования предприятия является грамотно
  организованный процесс производственного планирования. Автоматизировать эту деятельность
  позволяют системы производственного планирования класса APS/MES, основой которых являют-
  ся алгоритмы построения производственных планов. В работе исследуется проблема составления
  расписания для предприятий дискретного типа производства, относящаяся к области задач мно-
  гокритериальной оптимизации. Приведено формальное описание задачи планирования с учетом
  основных производственных ограничений (временные ограничения, требования к оснастке и по-
  рядку выполнения операций). Кратко рассмотрены основные методы решения задач данного
  класса, отмечены их основные достоинства и недостатки. Для решения поставленной задачи
  выбран подход на основе генерации эвристических правил, применяемых при планировании произ-
  водственных операций на заданные ресурсы. На основе данного подхода предложен двухэтапный
  алгоритм построения производственных расписаний, включающий в себя генерацию правил дис-
  петчеризации и их дальнейшее применение при построении расписания. За генерацию правил дис-
  петчеризации отвечает генетический алгоритм. Подробно описана реализация его генетических
  операторов, а также состав хромосомы и древовидное представление входящих в хромосому пра-
  вил диспетчеризации. Реализация алгоритма выполнена на языке C# 12 с использованием свобод-
  ной платформы .NET 8. Построенный алгоритм показал свою эффективность по сравнению с
  жадным алгоритмом на небольших сгенерированных наборах данных. Дальнейшими исследова-
  ниями в этой области является оценка эффективности построенного алгоритма с более слож-
  ными генетическими операторами и структурой дерева выражений, а также снижение длитель-
  ности процесса генерации эвристических правил для больших наборов данных.

• АНАЛИЗ ОТНОСИТЕЛЬНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ МАСС АКСЕЛЕРОМЕТРОВ В АЛГОРИТМАХ БЕСПЛАТФОРМЕННЫХ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

  А.Е. Морозов , Н.Д. Богданов

  2024-04-16

  Аннотация ▼

  Представлен способ алгоритмической компенсации смещения центров чувствитель-
  ных элементов акселерометров в составе высокоточной инерциальной навигационной сис-
  темы. Ранее рассматриваемую компенсацию допускалось не применять, ввиду возможно-
  сти минимизации ее влияния за счет конструктивных особенностей – максимально близко-
  го расположения акселерометров друг к другу. С модернизацией комплектующих инерци-
  альных датчиков влияние погрешности типа «size-effect» могло стать существенным по
  сравнению с погрешностями гироскопов и акселерометров. Целью данной работы являет-
  ся анализ влияния этой погрешности на решение навигационной задачи в условиях точно-
  стей современных инерциальных датчиков. В работе подробно изложена схема компенса-
  ции: отдельно рассматривается компенсация к произвольному центру инерциального из-
  мерительного блока, учитывающая эффект разнесения триады акселерометров, и к цен-
  тру вращения транспортного средства, учитывающая место установки на объект экс-
  плуатации. Дополнительно проанализированы конструкции расположения акселерометров
  на платформах блока датчиков высокоточной и малогабаритной инерциальных навигаци-
  онных систем. С помощью серии вращений на наклонно поворотном столе проведен рас-
  чет разнесения акселерометров по методу наименьших квадратов относительно точки
  пересечения осей вращения используемого стенда. Получена оценка невязки вычисленных
  коэффициентов разнесения чувствительных элементов от их номинальных значений.
  На примере калибровочных вращений достигнуто уменьшение всех паразитных явлений в
  сигнале акселерометров, проявляемых в результате центростремительного и тангенци-
  ального ускорений. Аналитически выведено влияние паразитного сигнала акселерометров
  при курсовой качке изделия на исчисление координат и раскрыта зависимость исследуемой
  погрешности от времени работы изделия в условиях постоянной качки. С целью верифика-
  ции проведены реальные испытаниях на наклонно-поворотном столе и изложены получен-
  ные результаты эффективности компенсации. Приведены результаты компенсации при
  летных испытаниях на двуместном вертолете вертикального взлета и посадки. Расчет
  летных испытаний производился путем натурного моделирования по записанными данным
  с учетом синхронизации используемых датчиков. Отдельно рассматривается компенсация
  в режиме сведения триады акселерометров к произвольной точке и в режиме сведения
  акселерометров к центру вращения транспортного средства

• РАЗРАБОТКА МНОГОУРОВНЕВОЙ СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ГРУППЫ АНПА В НЕИЗВЕСТНОЙ СРЕДЕ С ПРЕПЯТСТВИЯМИ

  А.М. Маевский , Р. О. Морозов , А. Е. Горелый , В. А. Рыжов

  2021-04-04

  Аннотация ▼

  Рассматривается проблема организации группового движения морских робототех-
  нических комплексов (МРТК), в частности автономных необитаемых подводных аппара-
  тов (АНПА), в априори неизвестной среде с препятствиями. Выполнен краткий анализ
  существующих проектов по тематике группового управления МРТК, и алгоритмов плани-
  рования движения. Наличие многочисленных исследований по данному направлению под-
  тверждает актуальность обозначенной проблемы. Приведена формальная постановка
  задачи движения четырех роботов строем. Предлагаемый в работе метод планированиядвижения группы основан на комбинированном подходе, который организует многоуровне-
  вое решение к организации перемещения МРТК. На верхнем уровне разработана система
  глобального планирования и отработки миссии на основе метода случайных деревьев ко-
  торая обеспечивает общее перемещение группы на основе априорной информации о со-
  стоянии среды. Система планирования нижнего уровня корректирует глобальную траек-
  торию, позволяя объектам на локальном уровне осуществлять передвижение и взаимодей-
  ствие агентов в группе, в том числе обеспечивает их безаварийное перемещение в про-
  странстве и выход из областей локальных минимумов. В работе приводится подробное
  аналитическое описание разработанного алгоритма и блок-схема его функционирования.
  Проведено численное моделирование движения группы из 4 АНПА в недетерминированной
  среде с неподвижными препятствиями. Моделирование проводилось с учетом препятст-
  вий различной формы и сложности. Результаты математического моделирования проде-
  монстрировали решение задачи выхода группы АНПА из области локального минимума.
  Приведены натурные испытания на примере группы из трёх безэкипажных катеров, в ре-
  зультате которых группа подвижных объектов сформировала строй и осуществила пере-
  мещение заданным строем в целевые позиции и вернулась в конечную зону. Кроме того,
  разработанный в рамках данной статьи модуль локального планирования был интегриро-
  ван в программное обеспечение системы планирования подводного глайдера «Тень». В конце
  рассматриваются полученные результаты работы предложенного метода и его дальней-
  шее развитие, в частности его применение в трехмерной постановке задачи.