|
|
|
2026 год, номер 5
|
В.А. Аксенов, С.И. Орлов, О.И. Потатуркин, С.Б. Узилов
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
aksenovva@iae.nsk.su
Ключевые слова: точность классификации, природные и антропогенные объекты, спектральные интервалы, мультиспектральные признаки, системы признаков, обработка мультиспектральных изображений
Страницы: 5-13
Аннотация >>
Исследованы системы из трёх признаков для классификации природных и антропогенных объектов в поле наблюдения с использованием спектральных каналов различной ширины от 5 до 90 нм. В сравнении с ранее полученными результатами экспериментально показана эффективность применения систем признаков, сформированных в наиболее информативных интервалах видимого и ближнего ИК-диапазонов. Определены системы из трёх признаков, основанных на формировании мультиспектральных изображений в широких интервалах видимого и узких интервалах ближнего ИК-диапазонов, обеспечивающих высокую точность классификации объектов реальных сцен.
DOI: 10.15372/AUT20260501 |
|
П.Е. Котляр1, И.А. Пестунов1,2, О.И. Потатуркин1
1Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
21031940@mail.ru
2Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, Новосибирск, Россия
pestunov@ict.nsc.ru
Ключевые слова: спектр отражения, сигнатурные признаки, вегетационные индексы, хлорофилл, красная граница фотосинтеза, фотосинтетические пигменты, вариации спектров отражения, стресс
Страницы: 14-30
Аннотация >>
Обобщены результаты исследований природы временны´ х изменений спектральной отражательной способности растительности. Спектр отражательных характеристик растительности рассматривается как линейная суперпозиция периодической (вегетационной), трендовой и нерегулярной компонент. Показано, что вариации спектральной отражательной способности здоровых зелёных растений в разные фазы вегетационного цикла значительно превышают межвидовые вариации. Также установлено, что единственным общепринятым спектральным сигнатурным признаком зелёной растительности является красная граница фотосинтеза - Red Edge. Анализ спектральной отражательной способности растений в интервале λ = 0,4-2,5 мкм и её изменений во времени показывает, что при правильном выборе параметров гиперспектральной съёмочной системы (спектральное разрешение порядка 2,5 нм и пространственное разрешение от 5 мм), сроков и периодичности съёмки можно решать ряд практических задач по определению вида растений и их состояния.
DOI: 10.15372/AUT20260502 |
|
А.В. Лихачев
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
ipm1@iae.nsk.su
Ключевые слова: поиск траектории цели по видеопоследовательности, множество малоразмерных объектов на снимке, облачный фон
Страницы: 31-38
Аннотация >>
Разработан алгоритм, решающий задачу поиска на видеопоследовательности среди множества сходных объектов одного, совершающего движение в плоскости видеокадра по кривой, заданной формы. Он основан на переборе возможных траекторий, которые задаются положениями объектов на двух выбранных кадрах. Для каждой оцениваются начальная скорость цели и её ускорение. Выбирается та траектория, двигаясь по которой, цель проходит ближе всего к положениям объектов, зарегистрированных на всех кадрах. Алгоритм протестирован на модельных данных. Получены зависимости эффективности его выполнения от длины видеопоследовательности, среднего числа объектов на снимке, формы траектории, характера движения, уровня шума.
DOI: 10.15372/AUT20260503 |
|
А.Г. Вострецов1,2, С.Г. Филатова1,3, С.П. Шапарев1,4
1Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
ag_vost@mail.ru
2Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Новосибирск, Россия
3Федеральный институт промышленной собственности, Москва, Россия
s.filatova@corp.nstu.ru
4Научно-производственное предприятие геофизической аппаратуры «Луч», Новосибирск, Россия
sp_shaparev@mail.ru
Ключевые слова: гамма-спектр, гамма-излучение, радионуклид, гамма-спектрометрия, пуассоновский процесс
Страницы: 39-46
Аннотация >>
Предложена статистическая модель гамма-спектра на выходе спектрометра со сцинтилляционным детектором при спектрометрии образца, содержащего большое число различных радионуклидов. Модель основана на представлении наблюдаемого за время экспозиции количества импульсов на выходе каналов гамма-спектрометра со сцинтилляционным детектором в виде ординарного стационарного пуассоновского целочисленного процесса с учётом того, что спектр энергий гамма-квантов на входе детектора представляет собой суперпозицию спектров каждого из радионуклидов в составе исследуемого образца, а также фонового излучения. Форма гамма-спектра фона и каждого из радионуклидов задаётся соответствующим нормированным вектором, его интенсивность определяется общей площадью спектрограммы радионуклида. Получено аналитическое выражение для плотности вероятности суммарного гамма-спектра. Приведён синтезированный с использованием предложенной модели алгоритм оценки площадей составляющих суммарного гамма-спектра. На примере анализа пробы, содержащей три радионуклида (60Co, 152Eu и фон с подсветкой 137Cs), методом имитационного моделирования на ЭВМ показана высокая эффективность алгоритма.
DOI: 10.15372/AUT20260504 |
|
М.Ю. Реушев1,2, Д.С. Макаров1, Д.В. Харламов1, В.Г. Подопригора3,2, К.В. Краснощеков1
1Красноярский научный центр СО РАН, Красноярск, Россия
reuqem@mail.ru
2Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
3Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия
podoprigora46@gmail.com
Ключевые слова: рефлектометрические измерения, ледовые поверхности, радиосигналы навигационных спутников
Страницы: 47-53
Аннотация >>
Представлены результаты обработки данных рефлектометрических измерений ледовых поверхностей с использованием радиосигналов навигационных спутников. Для обработки полученных амплитудно-временны́х зависимостей была применена процедура быстрого преобразования Фурье. Результаты и методика их обработки позволили выявить функциональные зависимости значений измеряемой толщины льда от высоты фазового центра навигационного приёмника, скорости возвышения навигационного спутника над горизонтом и характеристических частот, выявленных в ходе преобразования Фурье.
DOI: 10.15372/AUT20260505 |
|
А.В. Кирьянов, В.П. Кирьянов
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
alexey@iae.nsk.su
Ключевые слова: инструментальная погрешность, -функция, решётчатая функция, спектр погрешности, EDA-метод
Страницы: 54-64
Аннотация >>
Отмечается, что текущие значения инструментальной погрешности круговых измерительных шкал определены только в конечном множестве точек шкалы. Предложено характеризовать инструментальную погрешность таких шкал как дискретную и периодическую искажающую функцию и использовать аппарат δ - функции для анализа её влияния на результат измерений. Показано, что в модельных экспериментах при таком подходе в зависимости от свойств измерительной шкалы наблюдаются два варианта функционирования специализированных наборов считывающих головок. Первый - канонический, при котором проявляются все ожидаемые для EDA-метода свойства фильтрации гармоник и соответствующего повышения точности измерений. При втором варианте фильтрация гармоник отсутствует, а повышение точности зависит линейно от числа используемых головок. Такой вариант назван неканоническим. Предложено подобную трактовку инструментальной погрешности применить для анализа угловых датчиков мультикомбинационного типа.
DOI: 10.15372/AUT20260506 |
|
С.А. Белоконь, Ю.Н. Золотухин, К.Ю. Котов, А.С. Мальцев, А.П. Ян
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
serge@idisys.iae.nsk.su
Ключевые слова: летательный аппарат, система управления полётом, полная энергия, моделирование полёта
Страницы: 65-74
Аннотация >>
Представлены результаты поиска унифицированного решения задачи построения системы автоматического управления движением летательных аппаратов различной аэродинамической компоновки. Приведена структура системы управления движением летательного аппарата, основанная на методе управления полной энергией в продольном канале и методе управления полным курсом в боковом канале. Представлены результаты моделирования движения ряда моделей летательных аппаратов с системой управления, демонстрирующие совместное управление продольной траекторией полёта и скоростью, координированный разворот, компенсацию динамической и статической асимметрии тяги, приоритет управления скоростью при выходе на ограничения тяги. Результаты исследований подтверждают возможность создания эффективной системы управления летательного аппарата на основе метода полной энергии.
DOI: 10.15372/AUT20260507 |
|
В.М. Аульченко1, В.Е. Бурдин1,2, А.А. Жариков1, В.В. Жуланов1, С.В. Иваненко1, В.Н. Кудрявцев1, В.М. Титов1, Л.И. Шехтман1,3,4, А.А. Юровская1, М.А. Ярцева1
1Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирск, Россия
v.m.aulchenko@inp.nsk.su
2Центр коллективного пользования СКИФ Института катализа им. Г. К. Борескова, Новосибирск, Россия
v.e.burdin@inp.nsk.su
3Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
l.i.shekhtman@inp.nsk.su
4Институт химии твёрдого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, Россия
Ключевые слова: специализированная интегральная микросхема, координатный детектор, полупроводниковый детектор, режим прямого счёта фотонов
Страницы: 75-82
Аннотация >>
Для динамических дифракционных экспериментов на секции «Плазма» станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» ЦКП СКИФ разрабатывается полупроводниковый однокоординатный детектор SciCODE, работающий в режиме прямого счёта рентгеновских фотонов. Фотоны поглощаются в полупроводниковом микрополосковом сенсоре, каждая полоска которого присоединена к входному контакту бескорпусной микросхемы регистрации SciCODE64C. Микросхема содержит 64 канала, расположенных с шагом 70 мкм. Каждый канал включает в себя зарядочувствительный усилитель, формирующий усилитель, четыре компаратора с регулируемыми порогами, четыре 8-разрядных счётчика, выходной сдвиговый регистр и регистр управления. Описано устройство микросхемы регистрации, и приводятся первые результаты измерения её основных характеристик.
DOI: 10.15372/AUT20260508 |
|
Г.А. Французова
Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
gal-fr@mail.ru
Ключевые слова: поиск экстремума, ПИД-регулятор, нестационарный объект, синхронное детектирование, разнотемповые процессы
Страницы: 83-92
Аннотация >>
Рассматривается возможность применения типового ПИД-регулятора для организации автоматического поиска экстремума в системах с динамическим объектом второго порядка и нелинейной функцией качества, имеющей минимум или максимум. С целью сокращения возможных бросков по управлению предлагается модифицировать регулятор, перенеся в канал обратной связи по отношению к динамической части объекта пропорциональную и дифференцирующую составляющие с добавлением специального фильтра нижних частот для уменьшения влияния помех измерения. Организация движения к экстремуму при неполной информации о функции качества осуществляется за счёт добавления в регулятор оценки градиента экстремальной характеристики, полученной на основе метода синхронного детектирования. Параметры ПИД-регулятора определяются с учётом метода больших коэффициентов и модального подхода с желаемым распределением корней в системе. Рассчитанный на этой основе регулятор обеспечивает в статике достижение экстремума, а также робастность по отношению к изменению динамической части объекта. Представленные результаты численного моделирования системы в среде MATLAB иллюстрируют её основные свойства.
DOI: 10.15372/AUT20260509 |
|
Г.А. Фатькин1,2, М.А. Литвинцева1,2
1Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
george.fatkin@gmail.com
2ООО «Бюро Ф», Новосибирск, Россия
mashlitvmash@gmail.com
Ключевые слова: синхронизация, системы линейных уравнений, программное обеспечение, временная диаграмма, граф
Страницы: 93-101
Аннотация >>
Предложен метод, позволяющий представлять временны́е диаграммы, которые описывают работу крупных физических установок в виде системы линейных уравнений и графов. Ограничения для таких диаграмм описываются системами линейных неравенств. Представленный метод позволяет удобно модифицировать и верифицировать сложные временны́е диаграммы. Рассматривается программное обеспечение, построенное на основе этого метода, которое в настоящий момент используется для задания и редактирования временно́й диаграммы из более чем 2000 событий на крупном ускорительном комплексе.
DOI: 10.15372/AUT20260510 |
|
Ю.Н. Золотухин, К.Ю. Котов, М.А. Машков
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия
zol@idisys.iae.nsk.su
Ключевые слова: эвристические методы, управление конфигурацией групп, программное моделирование в режиме реального времени, численное моделирование
Страницы: 102-110
Аннотация >>
Рассматривается разработка децентрализованного алгоритма управления плотной конфигурацией группы мобильных роботов. Представлена модификация эвристического алгоритма, включающая адаптацию параметров взаимодействия роботов, усиление притяжения к целевой позиции в ближней зоне и механизм углового смещения, позволяющий уменьшить влияние локальных минимумов. Разработана программная система численного моделирования на базе фреймворков ROS и Gazebo для исследования процессов перестроения группы мобильных роботов. Эффективность предложенного алгоритма подтверждается результатами сравнительного численного моделирования.
DOI: 10.15372/AUT20260511 |
|
И.Г. Пальчикова, Е.С. Смирнов
Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН, Новосибирск, Россия
palchikova@gmail.com
Ключевые слова: глубина резко изображаемого пространства, функция пропускания, модифицированная линза, аберрации
Страницы: 111-119
Аннотация >>
Обосновывается обобщённый метод расчёта фазовых функций пропускания модифицированных линз с увеличенной глубиной фокуса. Предлагается подход, в котором используется не только лучевое уравнение, но и находится способ задания условия, определяющего перераспределение энергии с определённых зон оптического элемента в определённые области каустики, что позволяет целенаправленно выбирать тип вносимых аберраций. Для трёх видов градиентов мощности потока лучистой энергии выявлены типы аберраций, вводимых с помощью асферик, и найдены фазовые функции пропускания модифицированных линз. В приближении Кирхгофа - Френеля выполнены расчёты распределения интенсивности в каустиках. Распределения интенсивности вдоль оптической оси фокальных отрезков модифицированных линз демонстрируют существенные колебания относительно средних значений. Средние значения изменяются вдоль оптической оси и имеют величину порядка 10-2 от величины интенсивности в фокусе идеальной линзы. Размеры осесимметричных кружков рассеяния в различных сечениях фокального отрезка также изменяются по сравнению с кружком Эйри линзы.
DOI: 10.15372/AUT20260512 |
|
Ю.Э. Плешивцева, А.В. Казаринов, М.Ю. Деревянов
Самарский государственный технический университет, Самара, Россия
yulia_pl@mail.ru
Ключевые слова: системный анализ, каталитический пиролиз, многофакторный анализ эффективности, методика, алгоритм, метод DEA, матрица принятия решений
Страницы: 120-133
Аннотация >>
Рассматривается задача многофакторного анализа эффективности сложных технологических процессов в условиях физической неоднородности и многомерности экспериментальных данных. Исследование посвящено разработке алгоритма сравнительного анализа технологических режимов каталитического пиролиза метана на основе метода Data Envelopment Analysis (DEA), обеспечивающего получение интерпретируемых оценок эффективности и выявление направлений возможной оптимизации. Разработан алгоритм, объединяющий предварительный статистический анализ и комплекс DEA-моделей (CCR, BCC, Super-Efficiency, SBM). Предложенный подход обеспечивает оценку эффективности, анализ масштабных свойств процесса и количественное определение резервов входных и выходных параметров. Разработан способ построения матрицы принятия решений, интегрирующей показатели сравнительной эффективности, масштабной эффективности и резервов параметров в единый инструмент анализа. Использование матрицы позволяет ранжировать технологические режимы, выявлять неэффективные режимы процесса и определять приоритетные направления оптимизации и масштабирования. Апробация разработанного подхода выполнена на действующей установке пиролиза метана на основе массива экспериментальных данных, включающего 546 замеров и 25 технологических режимов.
DOI: 10.15372/AUT20260513 |
|
И.Б. Чистохин1, К.Б. Фрицлер1, М.С. Аксенов1, А.С. Дерябин1, Л.В. Соколов1, И.Д. Лошкарев1, А.В. Колесников1, А.И. Никифоров1, В.Ю. Абросимов2
1Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, Новосибирск, Россия
ichist1@yandex.ru
2АО «Зеленоградский нанотехнологический центр», Зеленоград, Россия
abrosimov@zntc.ru
Ключевые слова: PIN-меза-фотодиоды, гетероструктуры Ge/Si, планарная технология
Страницы: 134-141
Аннотация >>
Изготовлены и охарактеризованы вертикальные PIN-меза-фотодетекторы на основе гетероструктур Ge/Si для диапазона длин волн 1310-1550 нм. Нелегированные и легированные слои Ge выращивались методом молекулярно-лучевой эпитаксии на Si (100) сильнолегированных подложках p-типа. Уровень легирования Sb в n+-области и диффузионное распределение Si в Ge определялись методом вторично-ионной масс-спектрометрии. Величина плотности пронизывающих дислокаций снижена до 2 · 107 см-2 вследствие использования двухстадийного выращивания Ge и последующего термического отжига. По данным рентгеновской дифрактометрии, остаточная растягивающая деформация эпитаксиального слоя Ge после отжига составила +0,11 %. При обратном напряжении 1-2 В фотодетекторы показали высокую чувствительность на длине волны 1310 нм (0,5 A/Вт с толщиной 1,5 мкм) при умеренной плотности темнового тока (1-2 · 10-2 A/см2). Эти результаты перспективны для эффективной технологии создания фотонных интегральных схем на кремнии.
DOI: 10.15372/AUT20260514 |
|
