Выпуск 2 (45), 2016: Труды СПИИРАН

В данной статье излагаются результаты исследований по планированию маршрутов автономных подвижных объектов на априорно сформированной многовариантной модели маршрута (МММ) как множестве альтернативных путей из начальной точки в целевую. Построение МММ основывается на компьютерном методе функционально-воксельного моделирования, сочетающем аналитическую форму описания 3D-сцены с воксельным представлением ее локальных геометрических характеристик. Синтез управления движением и стабилизация траектории движения обеспечиваются представлением объекта управления в форме многорежимной модели и применением к ней метода редукции.

Приведены результаты исследований по разработке технологий обработки разносенсорной информации, получаемой бортовой системой машинного зрения, для решения комплекса задач навигации и управления беспилотным летательным аппаратом (БЛА). Проведен анализ предметной области, выделены основные задачи, требующие решения для эффективного выполнения основных функций БЛА. Предложены оригинальные методы комплексирования, основанные на диффузной морфологии, разработаны методики подготовки обучающих выборок и глубокого машинного обучения, обеспечивающие высокое качество распознавания, создана база данных синтезированных изображений для обучения алгоритмов распознавания.

Рассматривается задача формирования траекторий движения группы подвижных объектов, функционирующих в двумерной среде с неподвижными препятствиями. Эта задача решалась графоаналитическими методами, основанными на алгоритмах Дейкстры, Беллмана-Форда и A*. Поставлен эксперимент, включающий компьютерное моделирование, результатами которого явились данные о времени движения группы подвижных объектов по траекториям. На основании данных результатов моделирования произведено их сравнение, которое позволило сделать вывод об эффективности различных методов решения задачи, и помогло выявить наиболее оптимальный.

Получено более детальное представление формулы Шеннона для определения пропускной способности канала связи. В модифицированном виде в нем учитывается параметры сигнала, как во временном, так и частотном диапазоне. Предложена и описана новая методика расчета соотношения неопределенности для сигналов. Приведены примеры расчетов соотношения неопределенности для различных классов сигналов с использованием энергетического метода, метода моментов и с применением предложенного подхода.

Формально описаны нелинейные детерминированные дискретные отображения непрерывных каналов связи на основе функциональных рядов Вольтерра. Оценка сложности реализации нелинейных дискретно-аналогового и аналого-дискретного преобразований с заданными степенью нелинейности и размерностью сигналов демонстрирует значительную вычислительную сложность дискретно-аналогового и аналого-дискретного преобразований. Предложена структурная схема нелинейных дискретно-аналогового и аналого-дискретного преобразований на основе функциональных рядов.

Данная работа посвящена определению максимального возможного числа датчиков, подключаемых к одному из локальных серверов автоматизированной системы мониторинга технического состояния искусственных сооружений. В статье приводятся нестационарные вероятностные модели с детерминированным входным потоком заявок и гипердельтным распределением времени обслуживания заявок. Обосновывается применение гипердельтного распределения в имитационной модели сравнением результатов имитационного моделирования с результатами, полученными с помощью аналитической модели. На основе результатов моделирования выбирается система управления базой данных для локального сервера.

Для решения задач группового управления РТК на различных уровнях необходима разработка аппаратуры передачи данных, к которой предъявляются повышенные требования. Рассмотрены проблемы выбора методов и алгоритмов реализации помехоустойчивых каналов связи для робототехнических комплексов специального и военного назначения тяжелого класса. Обосновано, что аппаратура передачи данных для робототехнических комплексов должна быть специализированной, строиться на основе эффективных сигнально-кодовых конструкций, использовать различные методы адаптации канала радиосвязи к изменяющимся условиям эксплуатации (помеховая обстановка, условия распространения). Рассмотрены особенности и варианты построения аппаратуры передачи данных для группового управления роботами, показаны преимущества и недостатки схем временно́го и частотного уплотнения каналов (абонентов).

В докладе представлена разработка методики проектирования однопозиционных модулей активного радиовидения для систем радиолокационного контроля различных объектов и обеспечения систем технического зрения в условиях плохой видимости, которая также может быть использована для визуализации скрытых под одеждой человека опасных предметов в условиях интенсивного пассажиропотока. В основу заложена технология управляемой фокусировки излучения с использованием интеграции линзы Люнеберга и автодинных датчиков.

Объектом исследования является мобильная робототехническая система (МРТС) для проведения геологической разведки на поверхности Луны. Цель работы — определение технического облика и тактико-технических характеристик МРТС, оснащенной каротажно-буровой установкой, исследование сценариев применения МРТС в ходе проведения геологической разведки на поверхности Луны. Результаты исследования могут быть полезны в ходе дальнейших работ по разработке МРТС для проведения геологической разведки на поверхности Луны, а также при проведении работ по другим видам напланетных робототехнических и транспортных средств, предназначенных для работы на поверхности Луны и Марса.

Приведены краткие сведения о существующих интегральных схемах (ИС) базового матричного (БМК) и базового структурного (БСК) кристаллов отечественного и иностранного производства, ориентированных на применение в датчиковых системах, в том числе роботов различного назначения и летательных аппаратах. Рассмотрены структуры новых микросхем БМК (АБМК-2.1) и БСК (MH2XA010), а также перспективы проектирования на их основе радиационно-стойких ИС для аналоговой обработки сигналов и интерфейсов датчиков различной физической природы.

Приведены результаты исследования двузначной и многозначной элементной базы (ЭБ) для цифровых структур, в т.ч. роботов и летательных аппаратов, функционирующей на основе линейных преобразований токовых логических сигналов. Цель исследований — разработка методов синтеза и аналоговых схемотехнических решений альтернативной цифровой ЭБ с улучшенными (в сравнении с традиционной элементной базой) техническими, технологическими и эксплуатационными характеристиками.

В работе предложен алгоритм вычисления координат автономного необитаемого подводного аппарата на базе триангуляционного метода и посттриангуляционной коррекции. Особенностью алгоритма является использование в качестве входных параметров нескольких наборов дальностей аппарат-маяк, вычисленных с разными значениями скорости звука в воде. Проведены исследования, которые показали, что разработанный алгоритм в среднем превосходит триангуляционный метод по точности в два раза.

В работе рассматриваются различные методы обнаружения сетевых атак. Основное внимание уделяется построению обобщенной классификационной схемы методов обнаружения сетевых атак, представлению сущности каждого из рассмотренных методов и их сравнительному анализу в рамках предложенной классификационной схемы.