Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 4.
-
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА ВЕКТОРНОГО АНАЛИЗА ЭМГ ПРЕДПЛЕЧЬЯ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ
Н.А. Будко, М. Ю. Медведев , А.Ю. Будко2021-07-18Аннотация ▼Рассматриваются проблемы увеличения глубины и повышения долговременной ус-
тойчивости каналов связи в интерфейсах человек-машина, построенных на основе данных
об электрической активности мышц предплечья. Возможным вариантом решения являет-
ся применение метода анализа сигналов электромиограмм (ЭМГ), совмещающий векторное
и командное управление. В виду возможности случайного смещения положения электродов
в процессе эксплуатации, построена математическая модель для векторного анализа ЭМГ
в сферических координатах, инвариантная к пространственному расположению электро-
дов на предплечье. Командное управление осуществляется на основе распознавания жес-
тов посредством предварительно обученной искусственной нейронной сети (ИНС). Век-
торное управление заключается в решении задачи калибровки каналов датчиков ЭМГ по
пространственному расположению электродов и расчета результирующего вектора мышечных усилий, используемого в качестве дополнительного информационного канала для
задания направления движения рабочей точки объекта управления. Предложенный метод
апробирован на реально регистрируемых сигналах ЭМГ. Исследовано влияние длительно-
сти обрабатываемых фрагментов сигнала на процесс извлечения информации о враща-
тельном движении кисти. Поскольку изменение положения электродов между сеансами
эксплуатации различно, представлен алгоритм переназначения и калибровки усиления ка-
налов ЭМГ, позволяющий в дальнейшем использовать единожды обученную ИНС для рас-
познавания и классификации жестов. Практическое применение результатов работы воз-
можно при разработке алгоритмов калибровки, распознавания жестов и управления тех-
ническими объектами на основе электромиографических интерфейсов человек-машина. -
ВЫЧИТАНИЕ ПОМЕХИ ОБРАТНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ В СИСТЕМАХ ПОДВОДНОГО ВИДЕНИЯ ДЛЯ РАБОТЫ В МУТНОЙ ВОДЕ
Н.А. Будко , А.Ю. Будко , М.Ю. Медведев2022-08-09Аннотация ▼Исследование морских глубин в целях обеспечения безопасности, эффективного использо-
вания подводных ресурсов является актуальной задачей. В первой части статьи кратко рас-
смотрены физические феномены и ограничения, возникающие при распространении электро-
магнитных волн видимого диапазона в подводной среде. Показано, что системы подводного
видения (как класс специализированных систем технического зрения, - СТЗ) на основе обычных
ПЗС матриц сталкиваются с рядом фундаментальных ограничений в вопросе повышения эф-
фективности функционирования в природной воде низкой прозрачности. В частности, исполь-
зование искусственных источников освещения в составе систем подводного видения в мутной
воде приводит к возникновению помехи обратного распространения (ПОР), приводящей к пара-
зитной засветке матрицы оптического прибора. В качестве перспективного направления раз-
вития систем подводного видения предлагается использовать методы вычитания ПОР на ос-
нове информации о поляризации света. В обзорной части статьи рассмотрены последние дос-
тижения в данной области. В основной части статьи представлена методология исследования
предлагаемого метода вычитания ПОР на основе сравнения с результатами, получаемыми при
обработке изображений известными методами оценки параметров вектора Стокса DoLP и
AoLP, позволяющими получать информацию о степени поляризации и преобладающих углах
поляризации света соответственно. Представлены экспериментально полученные резуль-
таты обработки данных съемок подводной сцены в воде различной степени мутности
посредством алгоритмов DoLP, AoLP и предлагаемым методом вычитания ПОР. Отли-
чительными особенностями является использование при расчетах четырех, а не двух на-
правлений поляризации, а также оригинальный математический аппарат обработки сиг-
налов матрицы камеры машинного зрения. -
МЕТОД ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАННЫХ ГЛОБАЛЬНОЙ ГЕОПРИВЯЗКИ
Е. В. Лищенко , Э.В. Мельник , А. С. Матвиенко , А.Ю. Будко2025-01-09Аннотация ▼Рассмотрена проблема, связанная с определением текущих координат подвижного объекта
в условиях нестабильного сигнала от глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС).
Актуальность работы обусловлена тем, что в последние годы подвижные объекты находят все
более широкое применение практически во всех отраслях промышленности, сельского хозяйства,
на транспорте, решая разнообразные задачи наблюдения, разведки, мониторинга состояния кон-
тролируемых объектов, проведение поисково-спасательных операций, доставки грузов и много
другое. При этом успешность выполнения заданий во многом зависит от того, насколько точно и
эффективно работает его бортовая навигационная система в режиме реального времени. Суще-
ствующие решения бортовых систем позиционирования предполагают использование инерциаль-
ных и глобальных навигационных спутниковых систем. Для первого типа характерно наличие эф-
фекта дрейфа ввиду использования гироскопов и акселерометров. Для систем, использующих дан-
ные от ГСП сложности связаны с частичной или полной потерей сигнала. В настоящей работе
описан метод сохранения заданной точности пространственного позиционирования подвижного
объекта в условиях частичного или полного отсутствия данных от ГСП объекта. Данный метод
основан на комбинации алгоритмов компьютерного зрения обработки кадров видеопотока от
бортовой системы технического зрения (СТЗ) подвижного объекта, с целью обеспечения точно-
сти позиционирования в условиях частичного или полного отсутствия данных от спутниковых
систем навигации. На основании передоложенного метода разработан алгоритм, предназначен-
ный для автоматизированного определения координат подвижного объекта в условиях отсутст-
вия данных привязки к карте местности от глобальных систем позиционирования (ГСП). Прове-
дены эксперименты, которые подтвердили эффективность работы алгоритма в части сокраще-
ния временных затрат на описание и сопоставление ключевых точек и повышения точности со-
поставления изображения. С использованием разработанного алгоритма была решена задача
сопоставления спутниковых снимков, которая является важным этапом задачи позиционирова-
ния подвижного объекта без использования данных глобальной геопривязки. -
МЕТОД ОПТИМИЗАЦИИ КЛАССИФИКАТОРА ЖЕСТОВ
Н.А. Будко2023-02-27Аннотация ▼Работа посвящена исследованию возможности оптимизации процесса синтеза клас-
сификаторов жестов путем выбора наиболее значимых каналов электромиографической
(ЭМГ) активности мышц предплечья. Первая часть исследования посвящена разработке и
анализу эффективности работы классификаторов жестов с различным числом каналов
ЭМГ, ранжированных по значимости на основе критерия Пирсона. Решение задачи клас-
сификации жестов по ЭМГ сигналам впервые осуществлено на основе ансамблей деревьев
решений, обучаемых по методу градиентного бустинга. Для этого было разработано про-
граммное обеспечение, позволяющее производить автоматический синтез и обучение клас-
сификаторов жестов. Далее была проведена серия исследований по поиску оптимального
числа каналов ЭМГ на основе трех критериев: скорость обучения классификатора, быст-
родействие обученной модели и площадь под кривой ошибки ROC AUC. Для этого был про-
изведен цикл обучений и тестирований классификатора для наборов данных, записанных
при различных положениях электродов на предплечье. Затем были построены диаграммы
размаха исследуемых критериев для различных количеств задействованных в работе кана-
лов ЭМГ от 1 до 8, ранжированных по значимости в каждой из выборок. Установлено,
что оптимальное количество задействованных каналов ЭМГ в условиях эксперимента со-
ставило 3-6 шт., поскольку дальнейшее увеличение не приводило к уменьшению ошибки
классификации, при этом ухудшая быстродействие. Предложенный метод позволяет ав-
томатически выбрать каналы, электроды которых расположены над наиболее информа-
тивными зонами предплечья при случайном изменении положения датчиков. Вторая часть
работы содержит результаты проведения натурного эксперимента по демонстрации
возможности управления колесным роботом посредством анализа ЭМГ.
1 - 4 из 4 результатов
