Найти

Результаты поиска

• ГРУППИРОВКА ПРЕДИКТОРОВ В КОМБИНИРОВАННОЙ КУСОЧНО-ЛИНЕЙНОЙ РЕГРЕССИИ

  С.И. Носков , С.В. Беляев

  120-127

  2025-10-01

  Аннотация ▼

  Дан краткий обзор публикаций по применению при математическом моделировании сложных систем комбинированных конструкций, содержащих в качестве составных элементов известные модельные формы. В частности, рассмотрены: алгоритм оценки параметров для создания математических моделей динамических систем; структурированные математические модели кислородного электрода и биологической очистки сточных вод; комбинированная модель, включающая ионный обмен между кальцием и медью; объединение нестандартных конечно-разностных схем и метода экстраполяции Ричардсона для получения численных решений двух моделей биологических систем; математическая формулировка задачи и эвристический подход к оптимальному планирования маршрутов доставки в мультимодальной системе; математическая модель оптимизации стратегических и тактических решений во всех видах цепочек поставок на основе биомассы; метод разработки моделей различных типов для элементов химико-технологических систем с учетом различных видов имеющейся информации и объединении этих моделей в единый комплекс. Сформулированы два варианта постановки задачи вычисления оценок параметров комбинированной кусочно-линейной регрессии – при непустом и пустом пересечении индексных множеств, задающих состав независимых переменных в линейной и кусочно-линейной компонентах модели. Показано, что в обоих случаях при выборе в качестве функции потерь суммы абсолютных отклонений ошибок аппроксимации эти варианты сводятся к задачам линейно-булева программирования. Построены две версии комбинированной кусочно-линейной регрессионной модели выручки горно-металлургической компании «Северсталь». В качестве независимых переменных модели использованы объемы производства: горячекатанного, холоднокатанного и оцинкованого  листа, листа с другим металлическим покрытием, листа с полимерным покрытием, сортового проката, метизной продукции

• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСИРОВАННЫХ ДЕСКРИПТОРОВ В РЕШЕНИИ SLAM-ЗАДАЧИ

  В. П. Носков , А. Н. Курьянов

  2022-04-21

  Аннотация ▼

  Рассмотрена актуальная задача определения всех шести координат (трех линейных
  и трех угловых) текущего положения мобильного робота (беспилотного летательного
  аппарата) по видео-дальнометрическим изображениям внешней среды (объемным раскра-
  шенным облакам точек), формируемым бортовой комплексированной системой техниче-
  ского зрения, построенной на базе 3D-дальнометрического сенсора (лидара) и цветной
  видеокамеры, при движении (полете) в неизвестной среде. Предложен алгоритм видео-
  навигации, основанный на использовании комплексированных (видео-дальнометрических)
  дескрипторов, для описания которых используются яркостные и геометрические пара-
  метры. Сформулированы правила формирования комплексированного дескриптора, обес-
  печивающие выделение с помощью оператора Собеля особых (центральных) точек деск-
  риптора и вычисление яркостных и геометрических параметров в его локальной области.
  Дополнение яркостных параметров дескриптора, формируемых видеокамерой, геометри-
  ческими параметрами, формируемых дальнометрическим сенсором, снимает проблему
  инвариантности дескриптора к масштабу и тем самым существенно снижает трудоем-
  кость вычислений при его выделении. Описаны правила нахождения соответствующих
  друг другу комплексированных дескрипторов в последовательности комплексированных
  изображений, основанные на вычислении разности яркостных и геометричесих параметров сравниваемых дескрипторов. Выполнена оценка ошибки решения навигационной задачи
  с использованием комплксированных дескрипторов в зависимости от ошибки сенсоров
  системы технического зрения и геометрических размеров дескриптора. За счет построе-
  ния гистограмм решения навигационной задачи по каждой координате объекта управления
  для всех пар соответствующих друг другу дескрипторов достигнута статистически ус-
  тойчивая высокая достоверность решения полной навигационной задачи. При этом ошиб-
  ка решения навигационной задачи получилась на порядок меньше ошибки при формировании
  системой технического зрения комплексированных изображений. Использование комплек-
  сированных дескрипторов позволило при сравнительно малом объеме вычислений с прием-
  лемой точностью и быстродействием решить полную навигационную задачу, что обеспе-
  чивает решение SLAM-задачи на бортовых вычислителях в темпе движения объекта
  управления. Эффективность предложенных алгоритмических и разработанных программ-
  но-аппаратных средств подтверждена натурными экспериментами, проведенными в ре-
  альных условиях различных сред.

• РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СРЕДСТВ ВИДЕО-ДАЛЬНОМЕТРИЧЕСКОЙ НАВИГАЦИИ РОБОТОВ ВОЗДУШНОГО И НАЗЕМНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

  В. П. Носков , Ю. С. Баричев , О.П. Гойдин , А. Н. Курьянов

  2025-04-27

  Аннотация ▼

  Работа посвящена решению актуальных задач совместной автономной видеонавигации ро-
  ботов воздушного и наземного применения в наиболее востребованных для проведения специаль-
  ных операций урбанизированных средах, включающих плотную городскую застройку и здания, где
  применение традиционных средств дистанционного управления ограничено наличием экраниро-
  ванных зон. Задачи групповой навигации предлагается решать на основе данных бортовых сис-
  тем технического зрения в процессе оперативной разведки рабочей зоны беспилотным летатель-
  ным аппаратом, результаты которой обеспечивают автономные движение и полет, как отдель-
  ных гетерогенных робототехнических средств, так и в группе. В основу алгоритмов навигации
  положены методы выделения из объемного облака точек, формируемого бортовым лидаром,
  опорной горизонтальной поверхности и горизонтальных сечений внешней среды, позволяющих с
  высокой точностью и быстродействием определять все шесть координат объекта управления.
  Рассмотрены случаи, обусловленные возможными характеристиками внешней среды, когда нави-
  гационная задача решается не полностью, и предложены методы их исключения путем дополне-
  ния дальнометрических данных лидара видеоданными телекамеры. Приведена оценка точности
  решения задач видеонавигации, полученная путем математического моделирования внешней сре-
  ды и формирования видеоданных. Предложены методы снижения ошибки видеонавигации, осно-
  ванные на использовании специально банка опорных изображений с известными координатами их
  формирования, позволяющие обеспечить безопасные автономные полет и движение робототех-
  нических средств в урбанизированной среде. Эффективность используемых методов и предлагае-
  мых алгоритмов видеонавигации подтверждается результатами экспериментальных исследова-
  ний соответствующих программно-аппаратных средств в реальных урбанизированных средах

• ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИВОДА РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ДЛЯ ГУМАНИТАРНОГО РАЗМИНИРОВАНИЯ

  С. С. Носков , А.Ю. Баранник , А.А. Лебедев , A.В. Лагутина

  2024-08-12

  Аннотация ▼

  Целью исследования является разработка методики, позволяющей рассчитать основные па-
  раметры, характеризующие способность робототехнического средства, оснащенного бойковым
  минным тралом выполнять операции по гумманитарному разминированию. Для этого в рамках
  данной работы были решены задачи как расчет крутящего момента на валу бойкового трала,
  определение мощности приводящего бойковый трал мотора, а расчетной оценки мощности сило-
  вой установки робототехнического средства. В ходе проведения исследований был проанализиро-
  ван опыт создания и основные параметры зарубежных средств разминирования с бойковыми
  минными тралами – экипажной машины разминирования Hydrema 910 MCV, робототехнического
  средства разминирования MV-4, дистанционно-управляемой машины разминирования ДУМ-Р
  «Уран-6», дистанционно-управляемого минного трала МТ-2. Также были проанализированы ос-
  новные особенности рабочего органа рассматриваемых машин, а именно бойкового минного тра-
  ла. В основу разработанной методики положена методика расчета силы сопротивления разруше-
  ния грунта и взрывоопасного предмета ВОП при воздействии байком, опирающуюся на теорию
  взаимодействия рабочих органов землеройных машин, разработанную академиком Н.Г. Домбров-
  ским. Также при разработке данной методики были использованы результаты работ по расчету
  конструкции бойкового трала выполненные хорватскими специалистами Винковича Н., Стойко-
  вича В. и Микулича Д. При этом расчёты были проведены для различных грунтов, которые в зави-
  симости от удельного сопротивления резанью поделены на 4 категории: песчаная глина, гравий;
  плотная глина, уголь; твердая глина с гравием; средний сланец, мел, мягкий гипсовый камень. По-
  лученные данные стали фактически массивом исходной информации, которая вместе с известными физическими зависимости позволили сформировать массив расчётных формул, которые
  позволяют рассчитать крутящий моментн на валу бойкового трала, мощность приводящего бой-
  ковый трал мотора, а также мощность силовой установки робототехнического средства, и тем
  самым решить научную проблему, поставленную в начале исследования.

• ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-НАВИГАЦИОННОГО ПОЛЯ РОБОТОВ ВОЗДУШНОГО И НАЗЕМНОГО БАЗИРОВАНИЯ В УРБАНИЗИРОВАННОЙ СРЕДЕ

  Ю.С. Баричев , О. П. Гойдин , С.А. Собольников , В. П. Носков

  2024-04-16

  Аннотация ▼

  Обоснована возрастающая в последнее время востребованность использования гете-
  рогенных групп роботов (роботов воздушного и наземного базирования) повышенной авто-
  номности при проведении спецопераций в индустриально-городских средах, включая здания.
  Сформулирована актуальная задача формирования по данным бортовых систем техниче-
  ского зрения беспилотного летательного аппарата информационно-навигационного поля,
  обеспечивающего автономный целенаправленный безопасный полет и движение роботов
  воздушного и наземного базирования в экранированных зонах урбанизированной среды.
  Формирование обобщенной геометрической модели внешней среды можно обеспечить пу-
  тем задания множества целевых положений в плане рабочей зоны, которые должен посе-
  тить БПЛА в заданной последовательности и вернуться в точку старта. В процессе посе-
  щения достижимых целевых точек формируется обобщенная геометрическая модель внеш-
  ней среды и определяются текущие координаты БПЛА. Описаны методы и алгоритмы по-
  строения различных моделей внешней среды и решения навигационной задачи, которые обес-
  печивают планирование и отработку целенаправленных безопасных траекторий движения в
  реальном времени по данным бортовых средств, что и является основой автономного управ-
  ления в том числе и управления гетерогенной группой роботов. В основу систем автономного
  управления движением роботов воздушного и наземного базирования положены методы и
  алгоритмы выделения семантических объектов (плоскостей опорной поверхности и верти-
  кальных стен), которыми изобилуют урбанизированные среды, и экстремальной навигации
  по двумерным горизонтальным сечениям 3D-изображений (облакам точек), полученным с
  помощью лидара или камеры глубины. Приведены результаты работы созданных программ-
  но-аппаратных средств систем автономного управления роботами воздушного и наземного
  базирования по формированию информационно-навигационных полей и решению навигацион-
  ных задач по данным бортовых систем технического зрения в реальной индустриально-
  городской среде, подтвердившие эффективность и практическую ценность предлагаемых
  методов и алгоритмов. Использование единого информационно-навигационного поля, с одной
  стороны, существенно повышает автономность группы роботов за счет возможности
  самостоятельного планирования действий при выполнении сложных спецопераций, а с дру-
  гой стороны, повышает ситуационную осведомленность операторов роботов, предостав-
  ляя в удобной форме информацию о месте проведения работ

• КЛАССИФИКАЦИЯ ЗОНЫ МАНЕВРИРОВАНИЯ РТК НА ОСНОВЕ ТАКТИЛЬНОЙ И ЗРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

  В. П. Носков, И.В. Рубцов, К.Ю. Машков , А.В. Вазаев

  2021-04-04

  Аннотация ▼

  Для повышения возможностей и расширения области применения робототехниче-
  ских комплексов специального и военного назначения предлагается переходить сначала от
  принимаемых в настоящее время на вооружение систем дистанционного управления к полу-
  автономным системам, осуществляющим контроль за действиями оператора и выполняю-
  щим часть его функций. А затем – к автономным системам управления, способным функ-
  ционировать в режиме “молчания”, в экранированных зонах и за пределами дальности
  средств радиосвязи. Такая интеллектуализация бортовых систем управления позволит ис-
  ключить принципиальные ограничения и недостатки, обусловленные каналом связи, и обеспе-
  чивает реализацию группового управления. Показано, что основой повышения автономности
  робототехнических комплексов через интеллектуализацию бортовых систем управления, как
  при управлении движением, так и при управлении навесным оборудованием, является решение
  бортовыми средствами задач формирования модели внешней среды и определения координат
  объекта управления. Наличие модели внешней среды и текущих координат объекта управле-
  ния позволяет автоматизировать планирование и отработку траектории движения, что и
  обеспечивает автономное функционирование робототехнических комплексов. Рассмотрена
  сложная проблема классификации зоны маневрирования по критериям геометрической и
  опорной проходимости с учетом характеристик движителя, геометрии рельефа и опорных
  свойств грунта. Описаны существующие методы и алгоритмы, а также приведены резуль-
  таты экспериментальных исследований по решению следующих основных задач данной про-
  блемы: – классификации зоны маневрирования по критерию геометрической проходимости
  по данным бортовой системы технического зрения на основе 3D-лазерного сенсора; – распо-
  знавания типов грунтов по данным комплексированной системы технического зрения, со-
  стоящей из взаимно-юстированных 3D-лазерного сенсора, цветной видеокамеры и теплови-
  зора, имеющих общую зону обзора; – использования аппарата нейронных сетей для повыше-
  ния достоверности распознавания типов грунтов; – определения опорных характеристик
  грунта по измерениям реакций движителя в процессе движения. Сформулированы перспек-
  тивные направления дальнейших исследований в части комплексирования тактильной и зри-
  тельной информации для повышения достоверности классификации участков зоны маневри-
  рования по комплексному критерию геометрической и опорной проходимости.

• АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОСАДКИ БЕСПИЛОТНОГО ВЕРТОЛЕТА НА НЕОБОРУДОВАННУЮ ПЛОЩАДКУ

  Н. В. Ким, В.П. Носков, И.В. Рубцов, В.А. Аникин

  2020-07-10

  Аннотация ▼

  Многие целевые задачи, решаемые беспилотными вертолетами, выполняются в сложных условиях функционирования. При этом вертолеты подвержены воздействию различных дестабилизирующих факторов, существенно влияющих на безопасность поле-тов. В представленной работе рассмотрены основные проблемы, возникающие при экс-плуатации беспилотных вертолетов, показано, что недостаточный уровень безопасности полетов обусловлен, в частности, высокой частотой крушений при вынужденных посад-ках. Обоснована необходимость создания бортовых средств автоматической посадки беспилотного вертолета. С учетом предъявляемых Федеральными авиационными правила-ми требований к местам посадки, сформулированы параметры-ограничения, позволяющие формализовать выбор пригодных для посадки участков рельефа по данным бортовой сис-темы технического зрения. На основе сравнительного анализа, показано, что в настоящее время при формировании исходных видеоданных для решения поставленной задачи целесо-образно использовать комплексированную систему технического зрения па базе взаимно юстированных и имеющих общую зону обзора 3D-лазерного сенсора, цветной видеокамеры и тепловизора. Предложены алгоритмы распознавания мест посадки по видеоданным бортовой комплексированной системы технического зрения с использованием критериев геометрической и опорной проходимости. Распознавание пригодных для посадки мест по критерию геометрический проходимости предлагается выполнять в два этапа: сначала формировать по данным 3D-лазерного сенсора карту высот рельефа, попавшего в зону обзора сенсора, затем путем сравнения перепадов высот данного рельефа с допустимыми для данного беспилотного вертолета выделять пригодные и непригодные для посадки участки. Распознавание пригодных для посадки мест по критерию опорной проходимости предлагается выполнять путем вычисления евклидова расстояния между формируемыми комплексированной системой технического зрения данными и заранее известными эталонами различных типов грунтов в шестимерном пространстве признаков (дисперсия высоты, интенсивность отраженного сигнала, три цвета и температура). Окончательный выбор пригодных для посадки мест предлагается выполнять путем пересечения участков, удовлетворяющих обоим критериям. Приведены результаты работы соответствующих программно-аппаратных средств в реальных условиях, подтверждающие корректность и эффективность предлагаемых алгоритмов.