Найти

Результаты поиска

• 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

• РЕАЛИЗАЦИЯ MQTT КЛИЕНТА НА БАЗЕ ОДНОКРИСТАЛЬНОГО МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ДЛЯ ЗАДАЧ УДАЛЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЕМ

  А.В. Мангушев

  75-84

  2025-07-31

  Аннотация ▼

  Описывается устройство, осуществляющее передачу данных и обработку команд по
  протоколу MQTT в сети Интернет. Изготовлена небольшая партия для оценки работо-
  способности в реальной практике. Программное обеспечение для микроконтроллера напи-
  сано на языке Си с применением операционной системы реального времени (ОСРВ), позво-
  ляющей упорядочить разработку программного обеспечения за счет псевдопараллельного
  исполнения кода, механизмов синхронизации задач (семафоров, мьютексов), механизма
  очередей. В работе представлен пример алгоритма взаимодействия задач FreeRTOS: зада-
  чи ожидания команды от сервера, задачи измерения температуры, основного потока, вы-
  полняющего пересылку сообщения на сервер в ответ на появление строки в очереди сооб-
  щений. Ядро разрабатываемого MQTT-клиента составляют микроконтроллер STM32 и
  GSM/GPRS-модуль SIM800. На устройстве выведено большое число интерфейсов, что по-
  зволяет подключать самую разнообразную периферию (датчики температуры, влажно-
  сти, давления, сервоприводы и т.д). Устройство способно самостоятельно восстанавли-
  вать подключение к сети в случае его обрыва. Используется собственная реализация про-
  токола MQTT версии 3.1 QoS 0 в программном обеспечении управляющего микроконтрол-
  лера. Сообщения MQTT передаются в рамках TCP-подключения, устанавливаемого средст-
  вами GSM-модуля. Управляющий микроконтроллер общается с GSM-модулем посредством
  AT-команд. Реализована возможность двустороннего обмена сообщениями в реальном
  времени, что позволяет использовать разработанную микропроцессорную систему как в
  режиме автономного управляющего устройства, так и в интерактивном режиме выпол-
  нения команд, поступающих по беспроводной сети, и отправки статусов исполнения этих
  команд. Главной особенностью MQTT-клиента является возможность удаленного обнов-
  ления программного обеспечения микроконтроллера (OTA), реализованное с использованием
  вспомогательного микроконтроллера и микросхемы flash-памяти. Разработанный MQTT-
  клиент предназначен для использования в качестве основы микропроцессорных систем –
  клиентов Интернета вещей.

• ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА ИЗМЕНЕНИЙ ПАРАМЕТРА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ФОРМЫ СОВОКУПНОСТИ ЕГО ЗНАЧЕНИЙ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

  С. И. Клевцов

  2020-10-11

  Аннотация ▼

  Одной из важных задач мониторинга технических объектов является предотвраще-
  ние аварийных ситуаций. Эта задача связана с выполнением достоверной и адекватной
  оценки работоспособности объекта. Оценка работоспособности объекта основывается
  на анализе поведения его контролируемых параметров в реальном времени. Тогда она бу-
  дет актуальной. В работе предложен метод определения характера изменения парамет-
  ра, основанный на анализе последовательности специальных пространственных графиче-
  ских форм, называемых графиками Пуанкаре. Выбранный параметр должен в значитель-
  ной степени определять работоспособность контролируемого объекта. Графики форми-
  руются на основе временного ряда контролируемого параметра. Выбирается временноеокно, которое вырезает заданное количество значений параметра. График строится для
  каждого шага перемещения окна по временному ряду параметра. Анализируется транс-
  формация формы заданного типа, которая накладывается на совокупность значений па-
  раметра, представленных в виде графика. По изменению параметров формы делается
  вывод о характере изменений параметра. В работе показана возможность использования
  графиков Пуанкаре для отслеживания изменения состояния технического объекта в ре-
  альном времени. При этом учитываются особенности съема информации с датчиков.
  Оценка реализуется с помощью микропроцессорного модуля, входящего в систему монито-
  ринга. Также предложена структура обобщенной однофакторной модели, которая от-
  слеживает изменение состояния объекта на основе анализа графиков Пуанкаре. Приведен
  вариант оценки состояния объекта с помощью сравнения характеристик графика с кри-
  териями. Критерии получены после предварительной обработки большого массива данных
  о поведении контролируемого параметра. Каждому значению критерия поставлена в со-
  ответствие экспертная оценка, определяющая состояние объекта. Оценка позволяет оп-
  ределить степень работоспособности объекта и реализовать необходимые действия в
  случае опасности.

• ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ СРЕДСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТЗ

  С.М. Соколов, А. А. Богуславский, С. А. Романенко

  2020-07-10

  Аннотация ▼

  Целью исследования является повышение эффективности информационного обеспе-чения автономных подвижных средств с использованием зрительных данных и технологий его разработки за счёт рационального использования нетрадиционных вычислителей и специальной подготовки алгоритмического обеспечения. Использование нетрадиционных, гетерогенных вычислительных средств позволяет существенно расширить круг задач об-работки зрительных данных в масштабе реального времени и, тем самым, увеличить си-туационную осведомлённость автономных РТК и оперативность её получения. Рацио-нальное использование нетрадиционных вычислителей требует существенной переделки алгоритмического обеспечения. Большинство алгоритмов применяемых при обработке изображений, были разработаны в расчёте на реализацию на традиционных, фон-Неймановских архитектурах вычислителей и требуют существенных усилий для реализа-ции на параллельных структурах и разработки специальных инструментальных средств программирования. В работе сделан акцент на исследования в области использовании ПЛИС и рассмотрен ряд подходов в специальной подготовке необходимого алгоритмического обеспечения. В качестве модельных, демонстрационных примеров использования не-традиционных вычислителей рассмотрена реализация таких алгоритмов обработки зри-тельных данных, которые активно используются в широком круге задач информационного обеспечения целенаправленных перемещений мобильных РТК. Описана подготовка и реали-зация на ПЛИС таких алгоритмов, как построение гистограмм, вычисление оптического потока, сегментация изображений. Приведены результаты экспериментов на действующих макетах бортовых вычислителей. В качестве исходных данных использованы зрительные данные, собранные при движении мобильных средств в условиях естественной среды. Всё используемое программное обеспечение выполнено на основе унифицированного каркаса программного обеспечения систем технического зрения реального времени отечественной разработки. В заключении обсуждаются дальнейшие шаги в указанном направлении, с учё-том стремления к использованию отечественных программно-аппаратных средств.

• ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДВИЖНОСТИ МОБИЛЬНЫХ РОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

  В.А. Горелов, И. В. Рубцов, А.А. Стадухин

  2020-07-10

  Аннотация ▼

  Обосновывается необходимость применения имитационного компьютерного моде-лирования для дальнейшего совершенствования подвижности мобильных робототехниче-ских комплексов. Рассматривается такое направление работ, как исследование шасси с адаптируемой конфигурацией гусеничного обвода с применением программного комплекса автоматизированного анализа динамики систем тел. Данный подход позиционируется как наиболее подходящий для оценки профильной проходимости и выбора потребных характе-ристик приводов машин с нетрадиционным движителем. Также в статье рассмотрены достижения МГТУ им. Н.Э. Баумана по созданию комплекса натурно-математическогомоделирования, предназначенного для исследования динамики мобильных робототехниче-ских комплексов и дистанционно управляемых машин. Комплекс основан на математиче-ской модели движения машины, адаптированной для проведения расчетов в режиме «ре-ального времени». В работе приведена краткая характеристика модели и основные диф-ференциальные уравнения, лежащие в её основе. Помимо это необходимой составляющей комплекса натурно-математического моделирования является программное обеспечение, позволяющее осуществлять синтез трасс по известным заранее заданным статистически-ми характеристиками. Таким образом, разработанный комплекс натурно-математического моделирования позволяет решать следующий ряд основных задач: исследование быстроход-ности машин и получение нагрузочных характеристик тягового привода, а также отладка алгоритмов управления и изучение взаимодействия водителя-оператора с машиной и внешней средой в условиях задержки управляющего сигнала и помех. Метод имитационного моделирования также имеет важное применение в области совершенствования моторно-трансмиссионных установок робототехнических комплексов и дистанционно управляемых машин. В связи с тем, что на данный момент наиболее распространённой схемой трансмиссии таких машин является индивидуальный привод ведущих колёс, повышение скоростей движения мобильных роботов требует применения более мощных, а значит более дорогостоящих и тяжёлых электродвигателей. Так, в статье предложен подход, основывающийся на имитационном и натурно-математическом моделировании, который позволяет осуществлять сбор необходимых статистических данных о режимах нагружения машин и определять требуемые характеристики электродвигателей в кратковременном и длительном режимах работы, а также желаемую область с максимальным коэффициентом полезного действия.