ПРОГРАММНЫЕ СИСТЕМЫ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ

В статье представлен способ автоматизированного анализа аэроснимков с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), ориентированный на повышение безотказности технических систем и отслеживание изменений в природных и техногенных процессах. Цель работы - создание алгоритма, обеспечивающего безошибочное обнаружение отклонений и прогнозирование угроз сбоев на основе обработки изображений. Методика подразумевает применение индекса структурного соответствия (SSIM) и средней квадратичной погрешности (MSE) для оценки пространственных вариаций между смежными сегментами съемок. Предложенный подход отличается высокой стабильностью к переменам освещенности, небольшими вычислительными издержками и возможностью встраивания в автономные комплексы БПЛА. Работа базируется на компьютерном моделировании и статистическом разборе точности выявления отклонений. Алгоритм был опробован на различных массивах аэроснимков с использованием методов машинного зрения, математической статистики для оценки результативности предлагаемого способа. Итоги - разработка и апробация алгоритма, построении тепловых карт SSIM и MSE, а также оценке точности и достоверности способа. Полученные сведения подтверждают его действенность в автоматизированном мониторинге инфраструктурных объектов и оценивании экологических рисков. Сфера использования созданного способа охватывает автоматизированный надзор за инженерными сооружениями, контроль состояния сельскохозяйственных земель, экологический контроль, разбор последствий стихийных бедствий. Способ может быть интегрирован в интеллектуальные системы управления безотказностью технических объектов. Таким образом, разработанный алгоритм позволяет существенно увеличить безошибочность обнаружения отклонений, минимизировать влияние внешних обстоятельств и автоматизировать процесс обработки аэроснимков. Его применение способствует повышению безотказности технических систем и снижению вероятности сбоев за счет заблаговременного выявления потенциальных угроз. Научная новизна: создание нового способа оценки пространственных вариаций на основе комбинации индекса структурного соответствия (SSIM) и средней квадратичной погрешности (MSE), что обеспечивает высокую безошибочность выявления отклонений. В отличие от традиционных способов анализа изображений, предложенный алгоритм характеризуется стабильностью к изменению условий съемки, его вычислительная эффективность позволяет применять его в режиме реального времени. Кроме того, способ интегрируется в системы автономного мониторинга, расширяя возможности интеллектуального разбора данных с БПЛА. Полученные результаты и предложенные решения могут быть использованы для совершенствования технологий автоматизированного контроля состояния объектов и анализа динамики природных процессов.

Предметом исследования является использование интеллектуальной системы управления движением руки антропоморфного робота при выполнении операций размещения объектов манипулирования в контейнер заданных размеров. Объектом исследования является процесс определения параметров относительного положения основания руки по отношению к объектам манипулирования и контейнера, при которых возможно выполнение двигательных заданий. Автор подробно рассматривает алгоритм определения положения основания руки антропоморфного робота c использованием синтеза движений по вектору скоростей при решении задачи установки объектов манипулирования заданных, в виде прямоугольных призм в контейнер. Особое внимание в статье уделяется методике определения центра системы координат, связанного с основанием робота в неподвижном пространстве и вычисления целевых точек, в которые перемещается центр выходного звена при различных положениях ранее установленных в контейнер объектов манипулирования. Суть метода состоит в использовании компьютерного моделирования движения антропоморфного робота с использованием синтеза движений по вектору скоростей с оценкой взаимного положения механизма руки и запретных зон. В качестве запретных зон выступают установленные ранее объекты манипулирования располагающихся внутри контейнера и боковые стенки самого контейнера. Основными выводами представленного исследования является возможность использования разработанного алгоритма для проверки синтеза движений руки при заданных геометрических параметрах, задающих положение антропоморфного робота, конвейера и контейнера, при которых отсутствует возникновение тупиковых ситуаций. Новизна исследования состоит в разработке метода, основанного на итерационном поиске значений параметров взаимного положения основания руки, конвейера и контейнера на каждой итерации при возникновении тупиковых ситуаций. Представлены результаты расчетов положения основания руки робота и промежуточных конфигураций, построенных с использованием компьютерного моделирования движений на основе использования разработанного алгоритма. Проведенные исследования могут быть использованы при разработке информационно-управляющих комплексов подвижных объектов, в частности при разработке интеллектуальных систем управления автономно функционирующих антропоморфных роботов в организованных средах.