+
Огибание препятствий при перемещении мобильного робота
стр.4-9
Сидоренко А. В., Солодухо Н. А.
Рассмотрены вопросы моделирования при навигации с огибанием препятствий мобильного робота с использованием методов машинного обучения: Q-обучения, алгоритма SARSA, глубокого Q-обучения и двойного глубокого Q-обучения. Разработанное программное обеспечение включает средства Mobile Robotics Simulation Toolbox, Reinforcement Learning Toolbox и пакет визуализации Gazebo для моделирования среды. Результаты вычислительного эксперимента показывают, что для моделируемой среды размером 17 на 17 клеток и препятствия длиной в 12 клеток обучение при использовании алгоритма SARSA происходит с лучшей производительностью, чем для остальных.Предложен алгоритм огибания препятствий с исключением методов машинного обучения, и показано, что скорость огибания препятствий роботом с использования данного алгоритма выше, чем скорость обучения при применении глубокого Q-обучения и двойного глубокого Q-обучения, но ниже, чем с использованием алгоритмов SARSA и Q-обучения. Для предложенного алгоритма проведен вычислительный эксперимент с использованием среды моделирования движения робота. В пакете визуализации Gazebo 11 показано, что препятствия кубической формы огибаются быстрее, чем цилиндрической.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Математическое моделирование движения летательных аппаратов мультироторного типа
стр.10-15
Рассматривается задача определения особенностей и постановки задачи математического моделирования летательных аппаратов (ЛА) мультироторного типа. Рассматривваются отличия их математических моделей от классических математических моделей ЛА самолетного и одновинтового вертолетного типа. Проводится анализ и обоснование действующих на мультироторный ЛА сил и моментов, с учетом особенностей рассмотрения соответствующих систем координат, необходимых для исследования пространственного движения ЛА. Сформулирована задача управления траекторным движением ЛА с учетом вращения его конструкции вокруг центра масс. На основе рассмотрения конструктивной схемы одного из наиболее распространенных четырехвинтового ЛА (квадрокоптера) обоснована схема создания управляющий сил и моментов, действующих на ЛА, под действием которых изменяется траектория движения ЛА в пространстве. Приведены основные математические зависимости, характеризующие кинематику движения ЛА мультироторного типа. На основе проведенного анализа обоснована и приведена обобщенная структурная схема процесса управления таким ЛА. Для проверки работоспособности и адекватности математической модели проведено исследование перемещения квадрокоптера в вертикальной плоскости между заданными точками пространства в соответствии с законом форсированного управления, обеспечивающим перемещение ЛА в пространстве с максимальным быстродействием. Проведенное компьютерное моделирование полученных аналитически математических зависимостей показало, что данный подход применим для построения математических моделей движения ЛА мультироторного типа различной конструктивной компоновки.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Анализ погрешностей датчика авиагоризонта на базе системы технического зрения
стр.16-23
Шейников А. А., Иваницкий Л. А., МАЛКИН В. А.
Рассматривается задача определения особенностей и постановки задачи математического моделВ статье рассматриваются особенности практической реализации датчика авиагоризонта на базе бортовой системы технического зрения. Предложен, разработанный на базе известных приложений, вариант алгоритма работы видеосистемы ориентации беспилотного летательного аппарата. Показаны проблемы автоматического обнаружения и определения положения линии горизонта на сменяющихся цифровых изображениях, составляющих видеопоток от бортовой цифровой камеры. Проведен анализ факторов, влияющих на точность оценки углов ориентации носителя с использованием предлагаемой системы. Приведены результаты практического исследования, характеризующие степень влияния рассматриваемых факторов на общую погрешность. Разработана дискретная стохастическая математическая модель системы ориентации беспилотного летательного аппарата на базе бортовой системы технического зрения. Показана возможность обеспечения приемлемого уровня точности видеосистемы ориентации за счет определенных технических и алгоритмических решений. Сделан вывод о целесообразности применения этой системы в автономных мультисенсорных навигационных комплексах беспилотных летательных аппаратов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Нейросетевой классификатор для определения диабетической ретинопатии по изображениям сетчатки
стр.25-34
С распространением сахарного диабета диабетическая ретинопатия (ДР) становится основной проблемой здравоохранения (особенно в развивающихся странах). Долгосрочные осложнения, возникающие врезультате ДР, оказываютзначительноевлияниенапациентов. Ранняядиагностикаипоследующеелечение могут уменьшить наносимый здоровью вред. Предсказательная аналитика может быть основа на анализе изображений сетчатки глаза человека с помощью сверточных нейронных сетей. В работе исследования сосредоточены на разработке эффективного метода определения ДР на основе сверточной нейронной сети EfficientNet, технологии самообучения и операций аугментации данных. В результате экспериментов разработан нейросетевой классификатор на основе сверточных нейросетей, даны рекомендации для проведения аугментации данных. Эксперименты выполнены на публичном наборе данных и показали, что возможно достичь доли правильно классифицированных объектов равной 97,14 % на тестовом наборе из публичного набора данных.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Методы и средства обработки звуков кашля на базе нейронной сети
стр.35-41
Вишняков В. А., Сайя Бахаа
Целью статьи является анализ методики и средств обработки звуков кашля для выявления легочных заболевания, а также описание разработанной системы для классификации и обнаружения звуков кашля на базе глубинной нейронной сети. Рассмотрены четыре типа машинного обучения, использование сверточной нейронной сети (СНС). Приведены гипермаркеты СНС. Обсуждены разновидности машинного обучения на базе СНС. Выполнен анализ работ по методике и средствам обработки звуков кашля на базе СНС с приведением используемых средств и точности распознавания. Обсуждены детали машинного обучения с использованием набора данных классификации звуков (environmental sound classification 50 – ESC-50). Для распознования кашля COVID-19 проанализирован классификатор, используя CNN в качестве модели машинного обучения. Предлагаемая система СНН предназначена для классификации и обнаружения звуков кашля на базе ESC-50. После выбора набора данных классификации звуков описаны четыре этапа: извлечение признаков из аудиофайлов, маркировки, обучение, тестирование. ESC-50, использованный для исследования, был загружен с веб-сайта Kaggle. Для реализации проекта были использованы библиотеки и модули Python, которые связаны с глубоким обучением и наукой о данных: NumPy, Librosa, Matplotlib, Hickle, Sci-Kit Learn, Keras. Реализованная сеть использовала алгоритм стохастического градиента. Несколько добровольцев записали свои голоса во время кашля с помощью своих смартфонов, было гарантировано, что они будут записывать свои голоса в общественных местах, чтобы внести шум в звуки, в дополнение к некоторым аудиофайлам, которые были загружены онлайн. Результаты показали среднюю точность 85,37 %, точность 78,8 % и рекорд отзыва 91,9 %.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Статистический алгоритм обработки термографических снимков вымени коровы для диагностики мастита с использованием критерия Байесса
стр.42-46
Гируцкий И. И., Сеньков А. Г., Ракевич Ю. А.
Сформулирована математическая задача многогипотезного обнаружения субклинического и клинически выраженного мастита у молочных коров по получаемым в результате цифровой обработки тепловых изображений вымени максимальным значениям температуры вымени. Численным методом последовательного перебора значений определены оптимальные пороговые значения температуры, соответствующие байесовскому критерию минимального среднего риска в указанной выше задаче многогипотезного обнаружения.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Итерационная реконструкция медицинских фантомов на вычислительном кластере eagle
стр.47-52
Золотарев С. А., Таруат А. Т., Биленко Э. Г.
В настоящее время одной из наиболее важных задач является разработка и адаптация итерационных методов для решения сверхбольших разреженных систем алгебраических уравнений. К таким вычислительным задачам приводит задача итерационной параллельной реконструкции трехмерных изображений промышленных объектов. Важным является то, что итерационные методы решения вычислительных задач большой размерности реализуются на параллельных структурах намного более эффективно, чем прямые методы их решения.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Физически неклонируемая функция типа АБИТР с нелинейными парами путей
стр.54-62
Иванюк А. А., Шамына А. Ю.
Физическинеклонируемыефункции (ФНФ) являются базовыми элементами физической криптографии, позволяющие решать такие задачи как, неклонируемая идентификация, аутентификация и доказательство авторства на цифровые устройства, генерирование случайных последовательностей и т. п. Отличительными особенностями ФНФ являются их случайность, непредсказуемость и невоспроизводимость, обусловленные неконтролируемыми, случайными вариациями исходных материалов и технологических процессов при их изготовлении. По своей сути ФНФ представляют собой цифровые схемы, позволяющие извлекать подобные вариации и преобразовывать их в двоичную форму для дальнейшего использования. Среди всего многообразия ФНФ выделяют ФНФ типа арбитр (АФНФ), которая представляет собой цифровую схему, которая принимает на входы двоичное значение N-разрядного запроса и вырабатывает однобитный ответ. Функционирование схемы АФНФ основано на сравнении времени прохождения двух копий тестового сигнала по паре конфигурируемых путей, выбранной значением запроса из множества 2N всех возможных пар. Результат сравнения и определяет двоичное значение ответа АФНФ. Множество всех пар запросответ является случайным, непредсказуемым и невоспроизводимым в случае реализации копий схемы ФНФ как на одном, так и на других кристаллах, в том числе с использованием различных технологий. В данной статье предлагается новый подход к синтезу схем АФНФ, основанный на применении элементов перестановочных сетей и позволяющий формировать нелинейные конфигурации пар путей, чтопотенциально усложняет построение модели АФНФ с целью осуществления атаки на ее реализации. Приводятся новые схемотехнические решения для построения АФНФ и результаты экспериментальных исследований их основных характеристик, полученных при реализации на FPGA серии Zynq-7000.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
