Том 54 № 5 2018 (СЕНТЯБРЬ – ОКТЯБРЬ)
СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА
АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ
1. Резник А. Л., Тузиков А. В., Соловьев А. А., Торгов А. В. Дискретные алгоритмы для решения двух непрерывных задач анализа случайных точечных изображений
Аннотация:
Представлен комбинаторно-дискретный подход к решению непрерывных вероятностных задач, возникающих при анализе случайных точечных структур. В его основе лежит замена вычислительных схем, базирующихся на расчёте громоздких многомерных интегральных выражений, схемами, не требующими применения аппарата дифференциального и интегрального исчислений. Ещё одна отличительная особенность исследования – это то, что для ранжирования случайных взаимозависимых числовых последовательностей системно применяются обобщённые числа Каталана, которые являются многомерным расширением классической последовательности Каталана.
Страницы: 3-11
DOI: 10.15372/AUT20180501
2. Салов Г. И. Обнаружение малоразмерных объектов на зашумлённых изображениях при неизвестных вероятностных распределениях
Аннотация:
Рассматривается задача обнаружения на зашумлённых изображениях объектов малых размеров при отсутствии информации о вероятностных распределениях величин сигналов, наблюдаемых в точках области объекта и в точках окружающего объект сложного (случайного) фона. Получены подходящие критические значения для сравнительно недавно введённого нового непараметрического статистического теста (критерия) в случае обнаружения объекта малого размера. Сравниваются мощности нового критерия и известного двухвыборочного критерия Вилкоксона для случая с экспоненциальными распределениями.
Страницы: 12-24
DOI: 10.15372/AUT20180502
3. Павлова А. И., Павлов А. В. Анализ методов коррекции цифровых моделей рельефа, построенных по спутниковым данным
Аннотация:
Выполнен анализ алгоритмов коррекции цифровых моделей рельефа, полученных по результатам дистанционного зондирования земной поверхности. Дана оценка точности глобальных цифровых моделей высот ASTER GDEM2, SRTM X-band, ALOS DMS, которая показала, что для различных условий рельефа (плоских, всхолмлённых и сильно расчленённых равнин) Новосибирской области наименьшие абсолютные и относительные ошибки имеют снимки ALOS DMS. Проведён сравнительный анализ алгоритмов, предложенных авторами L. Wang и Н. Liu, O. Plantchon и F. Darboux, J. D. Pelletier, D. Tarboton в целях устранения артефактов на исходных космических снимках, связанных с локальными понижениями в рельефе (депрессиями, ямами). Получены наименьшие ошибки для различных условий местности с помощью алгоритма L. Wang и Н. Liu.
Страницы: 25-32
DOI: 10.15372/AUT20180503
4. Лапко А. В., Лапко В. А. Непараметрические алгоритмы оценивания состояний природных объектов
Аннотация:
Рассматриваются модификации непараметрического алгоритма распознавания образов, соответствующего критерию максимального правдоподобия с дополнительными решающими функциями. Синтез предлагаемых алгоритмов основан на анализе отношений оценок плотностей вероятности распределения случайных величин в классах и их функционалов с вводимыми порогами. Выбор порогов определяется особенностями задачи классификации. Полученные результаты применяются при оценивании состояний древостоев лесных массивов по данным дистанционного зондирования.
Страницы: 33-39
DOI: 10.15372/AUT20180504
5. Шакенов А. К., Будеев Д. Е. Пространственная фильтрация с учётом изменения наблюдаемого изображения объекта при микросканировании
Аннотация:
Предложен алгоритм фильтрации для обнаружения объектов на изображениях, полученных в режиме микросканирования. Приведён алгоритм расчёта фильтра для объекта известной формы. Проведено исследование влияния на результат фильтрации изменения формы объекта, вызванного субпиксельным смещением объекта относительно центра фоточувствительного элемента. Апробирован подход к выбору формы фильтра с учётом изменения формы объекта. Приведены результаты численного моделирования.
Страницы: 40-46
DOI: 10.15372/AUT20180505
6. Миловзоров Д. Г., Ясовеев В. Х. Математическое моделирование малогабаритного трёхкомпонентного феррозондового датчика азимута
Аннотация:
Рассматриваются задачи определения параметров пространственной ориентации твёрдых тел. Выполняется анализ известных результатов математического моделирования трёхкомпонентного феррозондового датчика азимута. Осуществляется разработка и анализ математических моделей подобного датчика азимута с произвольно ориентированными феррозондами.
Страницы: 47-53
DOI: 10.15372/AUT20180506
ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
7. Ленкова Г. А. Дифракционно-рефракционные хрусталики глаза с бинарными структурами
Аннотация:
Проведён краткий аналитический обзор работ, в которых рассматриваются особенности применения простейших бинарно-фазовых дифракционных структур в мультифокальных искусственных хрусталиках глаза (интраокулярных линзах) для расширения фокальной области. Приводятся результаты теоретического исследования влияния сферических аберраций глаза, оптической силы диафрагмы (диаметра зрачка) и скважности структуры на глубину фокуса (пределы чёткого видения). Анализируется распределение интенсивности по порядкам дифракции (фокусам) в простейших бинарных дифракционно-рефракционных интраокулярных линзах.
Страницы: 54-63
DOI: 10.15372/AUT20180507
8. Выхристюк И. А., Куликов Р. В., Сысоев Е. В. Повышение достоверности интерференционных измерений при использовании нескольких длин волн
Аннотация:
Предложены методы повышения достоверности интерференционных измерений нанорельефа поверхностей, содержащих резкие перепады высоты, которые приводят к неоднозначности определения фазы интерференционного сигнала. Рассмотрено влияние общей погрешности измерения на диапазон многоволновых измерений. Приведены результаты натурных экспериментов, демонстрирующие увеличение диапазона измерений нанорельефа предложенными методами в сравнении с одноволновыми измерениями.
Страницы: 64-72
DOI: 10.15372/AUT20180508
9. Чубаков В. П., Чубаков П. А. Флуориметр с отражающими оптическими элементами для регистрации одновременно протекающих реакций в микропланшете
Аннотация:
Представлена автоколлимационная оптическая схема флуориметра, позволяющего проводить одновременную регистрацию протекающих реакций во всех пробирках микропланшета. Показано, что фокусировка изображения осуществляется сферическим зеркалом, исключающим фоновые блики и хроматическую аберрацию. Продемонстрирована работа флуориметра путём регистрации сигнала от микропланшетов форматов 96 и 384 пробирки.
Страницы: 73-78
DOI: 10.15372/AUT20180509
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИКРО- И ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ
10. Багинский И. Л., Косцов Э. Г. Ёмкостные двигатели с высокой удельной мощностью
Аннотация:
Описывается новый класс ёмкостных двигателей, основанных на нанометровых межэлектродных зазорах и обладающих удельной энергоёмкостью, значительно превышающей удельную энергоёмкость индуктивных двигателей. Проанализированы особенности их функционирования. Показаны величина удельной энергии, вырабатываемой за цикл электромеханического преобразования, развиваемые силы и мощности рассматриваемых двигателей, которые превышают аналогичные параметры индуктивных двигателей на 2–3 порядка, что открывает возможность их широкого практического применения.
Страницы: 79-86
DOI: 10.15372/AUT20180510
11. Жданов Е. Ю., Погосов А. Г., Похабов Д. А., Буданцев М. В., Кожухов А. С.,Бакаров А. К. Исследование упругих свойств подвешенных проводящих наноструктур GaAs/AlGaAs c помощью атомно-силовой микроскопии
Аннотация:
Демонстрируется применимость атомно-силовой микроскопии к исследованию упругих свойств подвешенных полупроводниковых структур на основе относительно толстых мембран GaAs/AlGaAs в условиях, когда исследуемая жёсткость существенно превышает жёсткость кантилевера атомно-силового микроскопа, что подтверждается соответствием экспериментально определённых значений как относительной, так и абсолютной жёсткости, измеренной в разных точках структуры, теоретическим значениям.
Страницы: 87-93
DOI: 10.15372/AUT20180511
12. Вьюхин В. Н., Иванов С. Д. Регистрация маломощных наносекундных импульсов излучения приёмником на основе тонкоплёночной пироэлектрической структуры
Аннотация:
Приведены результаты экспериментального исследования тонкоплёночного пироэлектрического приёмника излучения на основе ниобата бария-стронция для детектирования наносекундных импульсов излучения. Показана возможность регистрации импульсов излучения длительностью 30 нс при чувствительности 1 В/Вт (NEP = 8 ∙ 10–7 Вт/Гц1/2).
Страницы: 94-98
DOI: 10.15372/AUT20180512
МОДЕЛИРОВАНИЕ В ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
13. Белоконь С. А., Золотухин Ю. Н., Филиппов М. Н. Нечёткая кластеризация в задачах определения аэродинамических характеристик и моделирования динамики летательного аппарата
Аннотация:
Для определения аэродинамических характеристик летательного аппарата по данным лётных испытаний предложен модифицированный метод нечёткой кластеризации. Этот подход позволяет описать аэродинамические характеристики летательного аппарата в виде модели «чёрного ящика», входами которого являются данные телеметрии, такие как перегрузки, угловые скорости, тяга силовой установки, скоростной напор, а выходами – безразмерные аэродинамические коэффициенты сил и моментов. Приведены результаты моделирования в среде MATLAB/Simulink.
Страницы: 99-107
DOI: 10.15372/AUT20180513
14. Абдуракипов С. С., Гобызов О. А., Токарев М. П., Дулин В. М. Мониторинг режимов горения на основе регистрации изображений пламени и машинного обучения
Аннотация:
Рассматривается способ автоматического определения режима горения по изображениям пламени на основе обучаемой на маркированных данных свёрточной нейронной сети. Показано, что на изображениях пламени газового горелочного устройства точность классификации режимов достигает 98 %. Сравниваются результаты работы свёрточной нейронной сети и классификации с помощью различных линейных моделей.
Страницы: 108-115
DOI: 10.15372/AUT20180514
15. Димова А. С., Котов К. Ю., Мальцев А. С., Нестеров А. А., Филиппов М. Н. Управление квадрокоптером в задаче транспортировки груза на подвесе
Аннотация:
Рассматривается задача управления движением квадрокоптера при транспортировке груза на подвесе. Подвес представляет собой невесомый шарнирно закреплённый в центре масс квадрокоптера стержень с грузом на конце. Получены уравнения движения для двумерной модели с помощью уравнений Лагранжа второго рода, на базе которых построена модель, выявившая возникновение колебаний подвеса, приводящих к неустойчивости системы. Предложен регулятор, созданный на основе метода структурного синтеза и включающий в себя величину угла отклонения стержня от вертикали. Эффективность алгоритма подтверждается результатами численного моделирования.
Страницы: 116-121
DOI: 10.15372/AUT20180515
16. Шакиров С. Р., Квашнин А. Г., Писарев А. В. Моделирование работы адаптивной системы управления процессом сушки в установке утилизации органических отходов
Аннотация:
Рассмотрен синтез адаптивной системы автоматического управления производительностью вихревой сушилки установки утилизации органических отходов. Представлено обоснование применения адаптивного регулятора для управления загрузкой сушилки влажным топливом.
Страницы: 122-128
DOI: 10.15372/AUT20180516
