Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предлагаются автоматизированные методы подсчёта количества всходов подсолнечника и построения карт сорной растительности по RGB-изображениям сверхвысокого пространственного разрешения, полученным с помощью беспилотного летательного аппарата. Методы основаны на использовании свёрточных нейронных сетей DeepLabv3+, ResNet-101 и YOLOv8. Результаты экспериментальных исследований показали, что точность оценки количества всходов подсолнечника на ранних стадиях в среднем составила 96 %.

Модифицирован предложенный автором ранее алгоритм поиска объектов малого размера на фоне неоднородной случайной текстуры. Модификация позволяет работать параллельно с несколькими сегментациями изображения. Сегментациям приписываются веса, которые ищутся путём обучения, основанного на методе обратного распространения ошибки. В реализованном процессе пять весов определялись по набору из тысячи фотографий облаков размером 1200 х 1200 пикселей, на которые наносились модельные объекты - круги радиусом два пикселя. Изначально все веса были одинаковы и равнялись 0,2. После обучения максимальный и минимальный из них оказались равны 0,404 и 0,116. Графики, показывающие изменения весов, свидетельствуют о том, что процедура обучения сходится. По результатам проведённого вычислительного эксперимента модификация оказалась эффективнее исходного алгоритма: количество ошибок первого и второго рода уменьшилось в 1,23 и 1,8 раза.

Предложен метод реконструкции фрагментов оптических спутниковых снимков на основе глубокой нейронной сети, которая использует в качестве дополнительной (обуславливающей) информации цифровое изображение, получаемое для той же территории радаром с синтезированной апертурой. Полученное решение базируется на существующих глубоких нейронных сетях DiffCR и Palette, применяемых в задачах реконструкции изображений, с видоизменённым блоком пространственно-канального внимания CBAM и модифицированной функцией потерь. Проведённые экспериментальные исследования показали улучшение количественных характеристик и визуальных результатов по сравнению с базовыми моделями.

Рассматривается математическая модель статической характеристики преобразования построителя местной вертикали (ПМВ) космического аппарата, построенного с использованием панорамной кольцевой линзы и фокальной фотоматрицы. Отклонение центра изображения Земли от центра кольцевого изображения пространства вычисляется по алгоритму двухточечной центроиды. Приведены описание лабораторной установки для исследования характеристики преобразования ПМВ и результаты эксперимента.

Известны затруднения в достижении высокой точности калибровки датчиков угла поворота встраиваемого типа, реализуемой по стандартным методикам, основанным на использовании внешних эталонов плоского угла. Представлен обзор результатов анализа важнейшей особенности применения специальных узлов вращения самореферентного типа, которые позволяют повысить точность калибровки датчиков угла поворота, входящих в состав углоизмерительных установок повышенного класса точности, без привлечения внешних эталонов плоского угла. Прогнозируется применение подобного подхода и в углоизмерительных установках промышленного назначения.

Обеспечение эффективной работы и повышение надёжности твердополимерных топливных элементов (ТПТЭ) требует новых средств оперативной оценки их технического состояния без сильного возмущения режима работы. В настоящее время одним из наиболее информативных среди оперативных методов исследования ТПТЭ является импедансная спектроскопия. Использование вейвлет-анализа и широкополосных зондирующих сигналов позволяет существенно сократить время анализа и, как следствие, повысить оперативность принятия диагностических решений. Однако была установлена проблема значительной потери точности при оценке высокочастотных составляющих импеданса. Определено, что причиной этого является существенный вклад высокочастотных спектральных составляющих с низким соотношением сигнал/шум, достигающим величин 4 дБ. Предложена методика пороговой обработки сигналов на основе вейвлет-преобразования, позволившая в частотном диапазоне 0,1-400 Гц повысить точность оценки амплитудно-частотных характеристик импеданса до 0,3 % без увеличения соотношения сигнал/шум. Предложенные средства высокоточной оценки импедансных характеристик на основе вейвлет-анализа широкополосных сигналов найдут своё применение как в исследовательских лабораториях, так и в реально работающих энергетических установках на базе ТПТЭ.

Фронтенд - это часть канала синхротронного излучения (СИ), предназначенная для сопряжения вакуумных, радиационных и оптических условий источника СИ и экспериментальных станций. Проведён расчёт тепловых режимов работы основных элементов фронтендов, разработанных для ондуляторных каналов синхротронного излучения 1-1 и 1-2 Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ). Ожидается, что выходная мощность пучка СИ из линейного ондулятора составит 7,1 кВт. Для моделирования использованы метод конечных элементов, реализованный в программном пакете COMSOL ®Multiphysics 6.2, и метод неравномерной плотности мощности. Приведены результаты разработки элементов фронтенда и 3D -моделирования полей температур и механических напряжений под действием непрерывной тепловой нагрузки в условиях сверхвысокого вакуума. Расчёт был проведён для следующих элементов: фиксированная маска, подвижная тепловая шторка, регулируемая маска, радиационный затвор, алмазные вакуумные окна, тепловые фильтры, мониторы пучков СИ. Полученные данные показывают, что разработанные системы охлаждения элементов фронтенда позволяют в полном объёме отводить поступающую тепловую энергию СИ и обеспечивают их штатную работу.

Впервые для высокоразрешающего спектрального анализа волоконной брэгговской решётки (ВБР) экспериментально показано применение нового вида перестраиваемого высококогерентного лазера - волоконного вибросканируемого лазера (ВСЛ), в котором сканирование длины волны с диапазоном более 2 нм вызвано вибрацией участка волоконного резонатора. Продемонстрировано, что использование волоконного ВСЛ позволяет как упростить детектирование сигнала, так и повысить точность измерения спектров ВБР на порядок по сравнению со схемами, в которых использовались импульсные самосканирующие лазеры, благодаря усреднению сигнала по большему количеству точек. Измерения показывают, что предложенный метод можно применять для разрешения спектральных структур шириной около 64 МГц (∼0,5 пм).

Представлена работа устройства для опроса волоконных датчиков на основе интерферометра Фабри - Перо с частотой обновления кадров до 70 кГц. Быстродействие устройства достигается за счёт совокупного действия пассивной оптической схемы на основе многоканальной упорядоченной волноводной решётки и фазового алгоритма обработки данных. Экспериментально продемонстрирована возможность высокочастотного опроса датчика с точностью ∼1 % от диапазона измерения (∼50 пм).

Предложен совместимый с ростовым процессом способ обработки рефлектограмм, регистрируемых in situ лазерным рефлектометром в процессе роста методом аммиачной молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) слоёв A₃-нитридов. Этот способ включает фильтрацию данных на основе быстрого преобразования Фурье. Установлено, что причиной появления дополнительного высокочастотного сигнала, мешающего регистрации информативных интерференционных колебаний интенсивности отражённого света, является качание держателя с установленным на него образцом в процессе вращения во время роста. Вращение образца - необходимый технологический приём при росте методом МЛЭ, обеспечивающий повышение однородности параметров эпитаксиальных плёнок. Сопоставление значений толщин отдельных слоёв A₃-нитридов, установленных с помощью программной обработки рефлектограмм, со значениями, определёнными методом сканирующей электронной микроскопии, продемонстрировало хорошее согласие обоих способов определения толщин эпитаксиальных слоёв. Разработано программное обеспечение, позволяющее автоматически фильтровать высокочастотные сигналы и оценивать скорость роста отдельных слоёв A₃-нитридов, выращиваемых методом аммиачной молекулярно-лучевой эпитаксии.