Найти

Результаты поиска

• РАЗРАБОТКА ЭВРИСТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ ЛОКАЛЬНОЙ ТРАКТОРИИ БПЛА НА ОСНОВЕ ПАТТЕРНОВ ОГИБАНИЯ ПРЕПЯТСТВИЙ

  Л.А. Рыбак , И.А. Дуюн , В.В. Черкасов , А.А. Волошкин , Т.А. Дуюн

  2026-04-29

  Аннотация ▼

  Важной задачей при создании информационно-управляющей системы для обеспечения автономной навигации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в условиях отсутствия спутниковой связи является формирование локальной траектории движения при наличии препятствий (деревья, линии электропередач и др.). Целью исследования является разработка эвристических алгоритмов, обеспечивающих оптимизацию локальной траектории БПЛА с использованием данных LiDAR и построения допустимой локальной траектории на основе паттернов огибания препятствий. Предложена концепция, основанная на двух этапах: декомпозиция облака точек LiDAR в виде ориентированных ограничивающих параллелепипедов (OBB) и формирование траектории обхода OBB с использованием геометрических паттернов. На первом этапе реализован классический (геометрический) конвейер обработки LiDAR-данных: воксельное прореживание, выделение плоскости земли методом RANSAC, кластеризация DBSCAN и построение параллелепипедов вокруг кластеров. Данный подход реализован в виде программного модуля на языке Python. Выполнено моделирование для двух сценариев. Первый сценарий содержал 3 препятствия, одно из которых являлось одиночным, а второе и третье располагались рядом в группе. Сгенерированная траектория позволила выполнить обход всех препятствий, время построения траектории составило 0,29 миллисекунд. Второй сценарий выполнен для набора OBB, полученных в результате декомпозиции облака точек, общее количество препятствий вместе с «землёй» составило 678. Время выполнения построения траектории в этом случае составило 0,377 секунд. Подход обеспечивает предсказуемое быстродействие и линейную оценку вычислительной сложности по числу препятствий, что делает его перспективным для применения в системах автономной навигации и управления движением БВС.

• ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ КОМПЬЮТЕРНОГО ЗРЕНИЯ В СИСТЕМАХ ОБРАБОТКИ ВИЗУАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

  О.Б. Лебедев , Р.И. Черкасов

  254-276

  2025-11-10

  Аннотация ▼

  Рассмотрено применение технологий искусственного интеллекта, в частности компьютерного зрения в системах обработки визуальной информации. Проведен комплексный анализ нейросетевых подходов к решению задач компьютерного зрения, включая систематизацию ключевых типов задач: классификацию изображений, детектирование объектов и семантическую сегментацию. Детально исследованы архитектурные принципы сверточных нейронных сетей с акцентом на механизмы извлечения пространственных признаков через сверточные слои, оптимизацию представления данных посредством операций пулинга и преобразование признаков в полносвязных слоях. Особое внимание уделено эволюции методов обнаружения объектов, где задача выбора модели рассмотрена как расширение классификации за счет интеграции регрессии пространственных координат, а также проведена оценка эффективности детекторов на основе метрик IoU, Precision, Recall и F1-score, демонстрирующих фундаментальный компромисс между точностью локализации и скоростью обработки. В качестве оптимального решения для систем реального времени представлен алгоритм YOLOv7, архитектура которого основана на разбиении входного изображения на сетку S×S ячеек с прямым предсказанием параметров ограничивающих рамок (координаты центра, ширина, высота) и вероятностей классов для каждой ячейки, а также использовании специализированных слоёв (SPP, PANet) для мультимасштабной агрегации признаков. Структура нейронной сети подтверждает эффективность используемого подхода, обеспечивающего высокое быстродействие без критического снижения точности в стратегически важных приложениях видеонаблюдения, автономных систем и дополненной реальности. Проведено сравнительное исследование одноэтапных и двухэтапных детекторов с оценкой их производительности по ключевым метрикам. Особое внимание уделено практическим аспектам применения технологий компьютерного зрения в реальных системах обработки визуальной информации

• АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СИНГУЛЯРНОСТЕЙ НА РЕШЕНИЕ ПРЯМОЙ ЗАДАЧИ КИНЕМАТИКИ И ГЕОМЕТРИЮ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА ПЛАТФОРМЫ ГОФА-СТЮАРТА

  Д.И. Малышев , Л. А. Рыбак , А.С. Писаренко , В.В. Черкасов

  2022-04-21

  Аннотация ▼

  Одним из обязательных требований при проектировании механизмов параллельной
  структуры является исключение из рабочей области особых положений, в которых меха-
  низм теряет свою управляемость и могут возникать сбои в работе. Анализ рабочей об-
  ласти механизмов параллельной структуры сложнее аналогичного для механизмов после-
  довательной структуры, особенно если механизм имеет более трех степеней свободы.
  В статье рассмотрена задача анализа влияния особых положений на решение прямой за-
  дачи кинематики и геометрию рабочего пространства 3/6 платформы Гофа-Стюарта
  (коммерческое название - «Гексапод»). Разработан численный алгоритм решения прямой
  задачи о положениях платформы. Он основан на непосредственном использовании систе-
  мы уравнений кинематических связей платформы. Аппроксимация множества решений
  системы уравнений выполнена на основе детерминированных методов глобальной оптими-
  зации. Выполнен анализ изменения количества решений прямой задачи кинематики вблизи
  зоны особого положения. Анализ состоит из двух этапов. Первый этап заключается в ре-
  шении обратной задачи кинематики для положения и ориентации платформы, при кото-
  ром возникает особое положение. Второй этап заключается в решении прямой задачи
  кинематики для случая особого положения и случая вблизи особого положения. В резуль-
  тате решения прямой задачи кинематики выявлено различное количество решений прямой
  задачи кинематики для различных случаев. Синтезирован алгоритм, позволяющий опреде-
  лить рабочее пространство, свободное от особых положений, для заданных диапазонов
  изменения углов ориентации платформы, заданных углами Эйлера. Проведён анализ зави-
  симости изменения объёма рабочей области в зависимости от диапазона изменения углов
  ориентации платформы. Алгоритмы реализованы программно на языке программирования
  C++. Моделирование выполнено с использованием параллельных вычислений и реализацией
  экспорта трёхмерных моделей положений платформы и рабочей области в универсальный
  формат трёхмерных моделей STL.