Владецкая Е.А., Братан С.М., Харченко А.О., Хекерт Е.В. «Динамика вибрационных воздействий на шлифовальный станок в условиях плавучей мастерской с учетом морского волнения» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 84-93 (2022)

Приведены результаты анализа и теоретических исследований динамики вибрационных воздействий на шлифовальный станок с учетом изменяющихся внешних факторов в условиях плавучей мастерской. Для обеспечения заданных параметров качества поверхностей при шлифовании на оборудовании плавучей мастерской на основе полученных динамических моделей и оценок разработана автоматическая система стабилизации параметров технологической системы с учетом воздействий внешней среды, в частности, волнений водной поверхности. Для процесса шлифования на основе принципа Даламбера–Лагранжа построено математическое описание, характеризующее динамику перемещений центров масс инструмента и заготовки с учетом изменения фактической глубины резания, в виде системы дифференциальных уравнений. Для моделирования процесса экспериментально определены коэффициенты жесткости и демпфирования. Для оценки фактической глубины резания разработана расширенная модель объекта с построением формирующего фильтра – динамического звена, моделирующего динамику вибрационных воздействий на станок от внешней среды через основание плавучей мастерской. Полученные векторно-матричные уравнения представляют стандартную форму описания динамической системы в терминах теории пространства состояний, что позволяет её использовать для исследования характеристик и поведения процесса, а также для синтеза систем управления этим процессом. Примеры численных характеристик работы фильтра и их анализ показывают, что через 0,4 секунды наблюдатель переходит в установившийся режим с готовностью к практическому использованию. Построенный формирующий фильтр характеризует динамику отклонений шлифовального круга и обрабатываемой заготовки при внешних воздействиях, что позволит существенно повысить качество изготовления деталей в условиях плавучей мастерской. Ключевые слова: плавучая мастерская, шлифовальный станок, динамическая система, вибрационные воздействия, внешние возмущения, морское волнение, автоматическая система стабилизации параметров, расширенная модель объекта, векторно-матричные уравнения, наблюдатель, формирующий фильтр, характеристики работы фильтра.

Мелехин В.Б., Хачумов М.В. «Принцип распознавания объектов проблемной среды в процессе планирования поведения автономной интеллектуальной мобильной системы» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 181-187 (2022)

Решается задача, связанная с организацией распознавания автономной интеллектуальной мобильной системой находящихся в проблемной среде отдельных объектов в реальном времени с целью повышения эффективности планирования целенаправленного поведения в условиях неопределенности. Рассмотрена классификация, обеспечивающая возможность построения эталонных моделей различных объектов проблемной среды в виде гиперграфа, отражающего структуру визуального изображения в виде связанных между собой их структурных элементов с учетом семантического содержания характеризующих данные элементы признаков. Разработан оригинальный метод автоматического построения модели воспринимаемых в проблемной среде объектов в виде гиперграфа “видимости”, позволяющего на основе его сравнения с гиперграфом эталонного описания их визуального изображения, распознавать данные объекты автономной интеллектуальной мобильной системой по мере необходимости в процессе планирования поведения. Предложено решающее правило, основанное на сравнении между собой помеченных гиперграфов, соответствующих изображению воспринимаемых интеллектуальной системой в проблемной среде объектов и эталонного их описания в ее модели представления знаний. Найден порядок сложности инструментальных средств реализации данного решающего правила, что позволяет ориентировочно оценить производительность бортовой ЭВМ, необходимую для эффективного распознавания автономной интеллектуальной системой находящихся в проблемной среде объектов. Ключевые слова: автономная интеллектуальная мобильная система, проблемная среда, распознавание объектов, структурные элементы, признаки, гиперграф “видимости”.

Касаткин Б.А., Злобина Н.В., Касаткин С.Б. «Обнаружение и идентификация малошумного движущегося источника на фоне шумов ближнего судоходства в мелком море» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 205-211 (2022)

Получено модельное описание звуковых полей в волноводе жидкий слой – твердое полупространство в диапазоне частот, меньших первой критической частоты модельного волновода. Выполнено экспериментальное исследование звуковых полей в скалярно-векторном описании, создаваемых движущимся малошумным источником, в присутствии интенсивных шумов ближнего судоходства. Для обнаружения малошумного источника на фоне шумов ближнего судоходства использована вертикальная приемная система, оснащенная комбинированными приемниками, помехоустойчивость которых существенно увеличена использованием алгоритмов обработки по полному набору информативных параметров, характеризующих скалярно-векторную структуру звукового поля. Выполнена верификация модельного описания путем сравнения параметров вертикальной структуры звуковых полей с экспериментальными данными. Для обнаружения и идентификации малошумного движущегося источника в звуковом диапазоне частот использованы параметры инвариантной структуры звукового поля, соответствующей движению источника. Выполнен спектральный анализ дискретных составляющих вально-лопастного звукоряда малошумного источника, подтвердивший его обнаружение на всем интервале наблюдения. Ключевые слова: комбинированный гидроакустический приемник, шумовое поле, инвариант, информативные параметры, инфразвук, мелкое море

Фахми Ш.С., Королев О.А., Бородина О.В. «Новый алгоритм обнаружения и выделения морских объектов от фона в системах наблюдения» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 256-275 (2022)

Основными проблемами при построении систем искусственного зрения в области морского транспорта являются разработка и внедрение эффективных алгоритмов семантического анализа разворачивающихся на месте происшествия событий, позволяющих учитывать влияние внешних и внутренних факторов при процессе распознавания силуэта объекта исследования. При этом к внешним факторам можно отнести внешнее освещение, перемещение морского объекта, его различные признаки и свойства, а к внутренним – скорость обработки сигнала изображения и вычислительную сложность системы наблюдения. Главная задача в области обнаружения и распознавания образов морских объектов состоит в выявлении и отделении на изображениях объекта интереса от фона в условиях шума и помех. В работе предложен новый метод обнаружения и отделения объектов морского транспорта от фона на основе структурированного представления пирамиды изображения, полученной в результате полигонально-рекурсивного разбиения на полигоны различной формы и размера. В статье приведены результаты моделирования предложенного метода, протестированного с использованием различных видеопотоков, и выполнена оценка скорости обнаружения объектов морского транспорта с его помощью, а также представлены результаты его работы в сравнении с уже известными подходами. Ключевые слова: анализ изображения, системы искусственного зрения, силуэт, объект морского транспорта, полигонально-рекурсивный метод, пирамида изображения

Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. «Численное определение нелинейных сил второго порядка, возникающих при взаимодействии отдельных видов качки судна в условиях мелководья» Морские интеллектуальные технологии, 3, № 3-1, с. 319-327 (2022)

Рассматривается определение нелинейных сил второго порядка, обусловленных взаимодействием различных видов колебаний судна на основании применения трехмерной потенциальной теории в условиях мелководья. Для их определения необходимо вычисление потенциалов второго порядка малости. Представленное решение в отечественной практике является новым. Решение задачи осуществляется на основании методов малого параметра и интегральных уравнений с учетом нелинейного граничного условия на свободной поверхностью жидкости. В работе расчет интегралов по свободной поверхности проводится напрямую за счет их сходимости на бесконечном удалении от судна. Нелинейные силы и моменты определяются в работе с использованием функции Грина для жидкости ограниченной глубины. Приводятся результаты расчетов нелинейных сил и моментов для разных типов судов. Расчеты представлены в сравнении с расчетами по двумерной теории, выполненными также для случая жидкости ограниченной глубины. Показано хорошее согласование результатов между собой в большинстве случаев. Показано значительное влияние уменьшения относительной глубины на все составляющие нелинейных сил без исключения, независимо от типа судна. Ключевые слова: метод интегральных уравнений, трехмерная потенциальная теория, потенциал второго порядка, функция Грина, нелинейные силы, взаимодействие колебаний, мелководье