Главная – Журналы – Поиск по журналам

Реконструкция трёхмерной структуры сцены и, в частности, определение расстояний до отдельных объектов по изображениям, полученным цифровыми камерами при разных ракурсах съёмки, применяются при решении различных прикладных задач. Определение ракурсов съёмки и параметров камер (калибровка системы регистрации) непосредственно по полученным снимкам - важный этап реконструкции, определяющий достоверность результатов. Малый угол зрения камер является одним из факторов, приводящих к значительным ошибкам калибровки и реконструкции. Рассматривается способ повышения точности калибровки за счёт расширения угла зрения посредством «сшивки» серии изображений, полученных из одной точки съёмки, в широкоугольную панораму, содержащую, кроме объектов интереса, другие точки съёмки. На примере оценивания расстояний до объектов реальной городской сцены показано, что предложенный способ обеспечивает точность, сопоставимую с точностью измерения расстояний по крупномасштабной карте местности.

На основе математического аппарата стохастической градиентной адаптации синтезирован алгоритм оценивания параметров совмещения изображений по критерию максимума взаимной информации Шеннона. Получены выражения для градиента взаимной информации. При этом производные энтропии изображений по оцениваемым параметрам найдены с применением метода окон Парзена. Проведена оптимизация синтезированного алгоритма, направленная на повышение быстродействия.

Предложен метод визуализации сложных объектов, представляющих композицию объёмов и функционально заданные поверхности, с применением графических процессоров. В методе используются иерархические 3D -структуры данных, не требующие параметризации. Описываются объединения сложных полупрозрачных объёмов и поверхностей на основе функций возмущения.

В настоящее время актуальными задачами являются исследования в области спрейного охлаждения, взаимодействия капель со сложноструктурированными поверхностями, испарения капель различных жидкостей с твёрдой стенки и т. п. При проведении такого рода экспериментов, требующих записи большого количества видеоданных, ключевую роль играют методы автоматической обработки цифровых изображений. Предложены методы распознавания объекта на цифровом изображении для получения количественных характеристик испаряющихся капель в условиях недостаточного освещения. Разработаны новые алгоритмы выделения и замыкания границ объектов в условиях недостаточной видимости, с помощью которых выполнены измерения геометрических параметров испаряющихся капель. Проведено сравнение с данными, полученными методом ручной обработки изображений, продемонстрированы условия применимости предложенных алгоритмов.

Для исследования факторов, определяющих риск горного удара в подземных выработках, выполнено одноосное нагружение образцов угля при различных температурных условиях. Рассмотрены параметры высвобождения энергии нагретого угля, изменение физико-химических свойств, характер образования трещин при различных нагрузках. Рассчитаны и проанализированы изменения термомеханического состояния образцов угля и выявлены критические условия для системы “уголь - порода” при нагреве. Изучение параметров высвобождения энергии угля при увеличении температуры позволит заложить теоретические основы для комплексного контроля за динамическими событиями и для предотвращения катастроф в глубоких угольных шахтах.

Разработана экспериментальная установка для определения энергопоглощения при испытании образцов угля на ударное сжатие. Получена корреляционная зависимость между удельным объемом скважины в образце и уровнем поглощения их энергии. Установлено, что изменение расположения двух-трех скважин в образце оказывает малое влияние на уровень поглощения энергии. Выявлено, что в пробуренном образце за счет концентрации напряжений вокруг скважин образуется большое количество микротрещин. При этом трещины в образцах с несколькими скважинами соединяются друг с другом, преобразуя энергию удара в разрушение и повышая способность угля к энергопоглощению.

Рассмотрена прогнозная концепция научно обоснованного решения задач горного производства на больших глубинах. Исследуется возможность развития решений соответствующих проблем и их инструментарий. Рассмотрены конструкции скважинного заряда в форме пучка сближенных скважинных зарядов с эффектом направленного действия взрыва, который достигается варьированием в широких пределах конфигурацией пучкового заряда. Альтернативные технические возможности бурения скважинных зарядов позволяют одну и ту же эквивалентную энергию по-разному рассредоточить в одинарные заряды большого диаметра и пучковые уменьшенного. Механизм взрывного процесса пучкового заряда существенно расширяет диапазон его применения, используя новые подходы при решении проблем горного производства на разных глубинах. Некоторые технологические аспекты систем разработки в различных горных породах представлены результатами моделирования численным методом сглаженных частиц нового подхода к взрывному воздействию. Получены предварительные оценочные результаты исследований в данном направлении.

Предложена математическая модель трещины, учитывающая процессы разрыва структурных связей на микроуровне (в масштабе десятков микрон), мезоуровне (в масштабе миллиметров и сантиметров), а также взаимодействие структурных фрагментов на макроуровне (для трещин более десятков сантиметров). В модели использованы два геометрических критерия развития трещины, связанные со структурой породы и определяющие переход с одного масштабного уровня на другой. Решена задача о напряженно-деформированном состоянии упругой среды вблизи трещины при изменении ее длины и масштаба влияния. Оценивается предельно равновесное состояние трещины. Показано, что для трещины мезоуровня такое состояние является неустойчивым, поэтому мезотрещина может развиваться в динамическом режиме и в этом режиме должна прорасти на макроуровень. Достаточно протяженные макротрещины могут расти в режиме квазистатики, поскольку их развитие должно происходить за счет автономного продвижения концов.

Для снижения параметров деформирования горных пород, склонных к пучению и пластическому деформированию, развитию гео- и газодинамических явлений, предложена технология формирования консолидированного закладочного массива на основе солеотходов и оборотного рассола обогатительной фабрики с расходом его в пределах границы влагоотдачи. Выполнен комплекс лабораторных исследований по поиску составов закладочной смеси, адаптированных к условиям разработки глубокозалегающих калийных месторождений с оценкой их деформационных и прочностных характеристик. Представлены новые принципы и технико-технологические решения по доставке закладочных материалов и извлечению запасов глубокозалегающих пластов сильвинита путем создания в очистном подземном пространстве горнотехнических конструкций, обеспечивающих формирование консолидированных закладочных массивов с коэффициентом заполнения выработанного пространства, близким к единице. Это позволит увеличить извлечение сильвинита за счет частичной отработки запасов междукамерных и барьерных целиков.

Алгоритм машинного обучения XGBoost используется для оценки природного поля напряжений. С применением метода корреляции Пирсона установлено, что характерными параметрами каротажа, наилучшим образом коррелирующими с минимальным значением горизонтального (тектонического) напряжения, являются данные спектрального гамма-каротажа, глубокого каротажа, индукционного каротажа, акустического каротажа, глубина залегания и содержание в породе кальция, а с максимальным значением горизонтального (тектонического) напряжения - глубина, данные спектрального гамма-каротажа, каротажа самопроизвольной поляризации, кавернометрии и плотностного каротажа. Результаты модели XGBoost сравнивались с моделью линейной регрессии, моделью опорных векторов и моделью случайного леса. Для проверки общей способности модели выполнена k -блочная перекрестная валидация. Показано, что алгоритм XGBoost позволяет прогнозировать природные напряжения в породе на основе малого объема исходных данных с точностью 94 % и высоким уровнем генерализации данных. Модель линейной регрессии обладает наибольшей скоростью расчета и минимальной точностью прогнозирования. Модели опорных векторов и случайного леса показали приемлемую точность. Полученные с помощью алгоритма XGBoost результаты универсальны и могут использоваться при решении проблем, связанных с прогнозированием природного поля напряжений в горных породах.