А.В. Лихачев
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия lixachev@corp.nstu.ru
Ключевые слова: детекторы особых точек, локальные моменты изображения, оптимальные значения настраиваемых параметров
Страницы: 15-24
Предложен метод, позволяющий определять оптимальные значения параметров детекторов особых точек p по локальным характеристикам изображения µ. Метод основан на процедуре поиска экстремума аналитической зависимости δ = P (p, µ), где δ - критерий эффективности детектора, определяемый как взвешенная сумма ошибок первого и второго рода. Зависимость P (p, µ) интерполирует набор δ(pi, µj), получаемый по выборке из множества однотипных изображений. Выполнен эксперимент с 40 рентгенограммами нижней части позвоночника человека, которые обрабатывались детекторами Харриса - Стефенса и SUSAN. Получено, что при выборе настраиваемых параметров детектора предложенным методом критерий δ оказался существенно ниже, чем для значений этих параметров на границах рекомендуемых интервалов.
С.И. Вяткин, Б.С. Долговесов
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия sivser@mail.ru
Ключевые слова: реконструкция по одному ракурсу, численная оптимизация, многоуровневая карта высот, взвешенная минимальная поверхность, визуализация
Страницы: 47-55
Предложен метод реконструкции по одному изображению криволинейных поверхностей. Для реконструкции поверхности используются данные силуэта объекта и многоуровневая карта высот. В отличие от известных подходов к реконструкции одного ракурса предлагаемый метод не имеет ограничения по глубине и требует на порядок меньше вычислений. 3D-модели с высоким разрешением могут быть сгенерированы в интерактивном режиме.
С.В. Соколов1, В.А. Погорелов1, А.Л. Охотников2 1Московский технический университет связи и информатики, Ростов-на-Дону, Россия s.v.s.888@yandex.ru 2Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте, Москва, Россия a.ohotnikov@vniias.ru
Ключевые слова: угловая ориентация, подвижный объект, БИНС, СНС, направляющие косинусы, расширенный фильтр Калмана
Страницы: 80-90
Решена задача угловой ориентации подвижного объекта с использованием измерений бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) и спутниковой навигационной системы (СНС) при самых общих предположениях о характере углового движения объекта и вероятностных характеристиках помех инерциальных измерений. Решение получено в виде расширенного фильтра Калмана, использующего в качестве оцениваемых параметров ориентации направляющие косинусы поворота в инерциальной системе координат, а в качестве вектора наблюдения - вектор измерений СНС и акселерометров БИНС. Приведён пример, иллюстрирующий высокую устойчивость и скорость сходимости процесса оценивания выбранных параметров угловой ориентации подвижного объекта.
А.В. Тимофеев1, А.И. Мильштейн1,2, Д.Н. Григорьев1,2,3 1Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, Новосибирск, Россия a.v.timofeev@inp.nsk.su 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия a.i.milstein@inp.nsk.su 3Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия d.n.grigoriev@inp.nsk.su
Ключевые слова: просветляющее покрытие, фотодиод, коэффициент отражения
Страницы: 91-99
Проведены теоретические исследования зависимости оптимальной толщины однослойного просветляющего слоя SiO2 на кремниевом фотодиоде от характеристик падающего на фотодиод света. Показано, что оптимальная толщина однослойного просветляющего SiO2 для различных распределений интенсивности по углу увеличивает квантовую эффективность фотодиода до 1,1 раза по сравнению с классическим однослойным просветляющим покрытием толщиной λ/4n, которое является оптимальным при нормальном падении монохроматического света.
Проведены эксперименты по тестированию долговременной стабильности метрологических показателей лазерного генератора изображений модели CLWS-300, используемого в технологическом процессе выпуска оборудования гониометрического типа. Показано, что на временном интервале 18 лет лазерный генератор модели CLWS-300 сохранил способность воспроизводить свои показатели практически в неизменном виде.
В.А. Варданян
Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, Новосибирск, Россия vardgesvardanyan@mail.ru
Ключевые слова: волоконно-оптические системы передачи (ВОСП), QPSK, M-QAM, OFDM, фазовая самомодуляция, фазовая кроссмодуляция, Q-фактор
Страницы: 107-118
Рассматривается когерентная волоконно-оптическая система передачи OFDM-сигналов. Каналы сформированы с помощью спектрально-эффективных форматов модуляции: QPSK, M-QAM. Исследуется влияние на канальные сигналы нелинейных фазовых шумов, возникающих в оптическом волокне. Показано, что появляющиеся в оптическом тракте нелинейные фазовые шумы преобразуются в амплитудные и, смешиваясь с шумами оптических усилителей, приводят к уменьшению показателя качества сигнала. Даны оценочные формулы для определения помехозащищённости канальных сигналов посредством расчёта Q-фактора.
Ю.В. Чугуй
Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН, нструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН, г. Новосибирск, Россия chugui@tdisie.nsc.ru
Ключевые слова: дифракция Френеля и Фраунгофера на протяжённых объектах постоянной толщины, фурье-оптика, объёмный отражающий край, оптический размерный контроль
Страницы: 119-131
С использованием модели эквивалентных транспарантов исследованы дифракционные явления Фраунгофера в когерентном свете на протяжённом объекте постоянной толщины в виде объёмного асимметричного края со скосом и плоской отражающей (серой) внутренней поверхностью объекта, характеризуемой модулем амплитудного коэффициента отражения света и сдвигом фазы в отражённой волне. Показано, что поле в дальней зоне может быть представлено в виде двух компонент: проходящей и отражённой, первая из которых соответствует дифракции света на абсолютно поглощающем асимметричном крае, а вторая описывает дифракционные явления на объёмной структуре в виде бипланарной щели, освещённой плоской волной света. На основе конструктивной аппроксимации интегральной функции Френеля получено в аналитическом виде выражение для спектра объекта, исходя из которого можно исследовать поведение полей в дальней зоне. Показано, что в случае большого скоса объекта основной вклад в поле даёт отражённая компонента. Предложены способы определения геометрических параметров объекта путём измерения положения центрального максимума отражённой компоненты и его эффективной ширины.
В.И. Корнилов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия kornilov@itam.nsc.ru
Ключевые слова: турбулентный распределенный вдув, удлиненное осесимметричное тело, перфорированный участок, трение, аэродинамическое сопротивление
Страницы: 863-878
Представлены результаты исследований процесса вдува воздуха через перфорированный участок поверхности на осесимметричном теле удлинением 25,3 в условиях его обтекания несжимаемым потоком при числе Рейнольдса ReL = 4,36·106. Коэффициент вдува Cb изменялся в диапазоне 0 - 0,00885. Показано, что распределенный вдув через перфорированную стенку улучшенной геометрии обеспечивает существенный выигрыш в сопротивлении трения тела в сравнении с аналогичной величиной на базовой конфигурации. Начиная с передней границы указанного участка и далее вниз по течению наблюдается устойчивое снижение локального трения, величина которого достигает 72 % непосредственно в области вдува при максимальной его интенсивности. С учетом энергетических затрат на процесс вдува при размещении участка вдува на цилиндрической части тела экономия энергии может составить от 1,4 до 6,1 %. Эффективность данного способа управления пограничным слоем может быть уточнена путем более тщательного определения вклада составляющей сопротивления, обусловленной силой давления и силой трения на головной части тела. Отмечается важность оценки возможности применения предлагаемого подхода при вдуве через участок поверхности на лобовой части тела.
В работе оценивается влияние способа учета стенки на точность воспроизведения с помощью κ-ε-модели несжимаемых турбулентных отрывных течений с теплообменом и без него. С использованием пакета OpenFOAM вычислительной динамики жидкости и газа (CFD) с открытым исходным кодом моделировались два эталонных случая: обтекание круглого цилиндра при Re = 3900 и обтекание нагретого квадратного цилиндра при Re = 21400. Выполнено сравнение результатов, полученных с помощью трех вариантов κ-ε -модели - κ-ε -модели Лаундера - Шармы (LSKEY), κ-ε -модели Лэма - Бремхорста (обе - с поправкой Япа) (LBKEY) и двухслойной κ-ε -модели (TLKE), с данными экспериментов и прямого численного моделирования (DNS). Цель cравнения - определение способности модели предсказывать осредненные характеристики потока, интегральные величины на поверхности и характеристики теплообмена в различных точках следа. На основании представленного исследования сделан вывод, что модель LSKEY работает лучше других моделей при воспроизведении характеристик течения и теплообмена в следе и на поверхности. Кроме того, сравнение показало, что модели LSKEY и LBKEY требуют сравнимых затрат компьютерного времени на проточный цикл, а вычислительное время, необходимое для модели TLKE, почти в два раза превышает время, трбуемое для проведения расчетов по моделям LBKEY и LSKEY. Полученные результаты призваны привлечь внимание к модели LSKEY со стороны специалистов в области CFD. В частности, эта модель может быть использована при расчетах течений в других подходах, особенно в методах с разрешением масштабов, например, при решении уравнений Навье - Стокса с частичным осреднением (PANS), где оптимальный способ учета стенки наряду с более коротким временем счета мог бы дать значительное преимущество. По мнению авторов, эти преимущества модели LSKEY ранее в значительной степени упускались из виду, возможно, из-за предвзятого предпочтения ей модели TLKE, которая по умолчанию присутствует в популярных коммерческих CFD-пакетах.