Главная – Журналы – Поиск по журналам

Статья посвящена экспериментальному изучению эффективности методов классификации зелёной растительности и маскировочных материалов по их спектральным признакам. Исследования выполнены с использованием реальных спектральных данных, полученных на многоканальном спектрографе на основе диспергирующего элемента и многоэлементной ПЗС-линейки в видимом и ближнем ИК-диапазонах длин волн. Предложена методика обработки совокупности спектральных данных с целью формирования представительной системы признаков и последующего применения адаптивных пороговых алгоритмов обнаружения объектов интереса. Исследована эффективность применения в качестве признаков для классификации типов материалов вегетационных индексов, рассчитанных для спектральных каналов при различной их ширине и при разном положении центральной длины волны. Особое внимание уделено различению свежей и подвергшейся антропогенному воздействию растительности. Экспериментально показано, что в качестве информативных признаков при классификации объектов могут быть использованы как двухканальные, так и трёхканальные индексы.

Приведена схема дифференциального фазового поляриметра, применяемого для исследования оптически активных веществ. Для анализа влияния ошибки юстировки вращающегося анализатора на результаты измерений угла вращения плоскости поляризации (УВПП) применено математическое моделирование процесса формирования информативного сигнала при наличии отклонения от перпендикулярности плоскости анализатора относительно оси распространения излучения. Приведены результаты исследования влияния ошибки юстировки на точность восстановления разности фаз двух гармонических сигналов. Полученные результаты позволяют выработать требования к юстировке элементов дифференциального фазового поляриметра с целью повышения точности измерений УВПП.

Исследована динамика эффективной и физической (геометрической) усадок голографического фотополимерного материала путём измерения эволюции спектров пропускания объёмных отражательных голограмм в процессе их записи. Впервые экспериментально показано, что в значительной степени физическая усадка происходит уже на ранней стадии формирования голограммы, когда её дифракционная эффективность незначительна (менее 0,05). Установлено, что в конце засветки значения эффективной усадки для малых и больших периодов решёток существенно отличаются, в то время как физическая усадка примерно одинаковая. Для исследованных образцов решёток получены оценки средних значений показателей преломления до и после засветки. Разработаны методика и устройство измерений динамики усадки отражательных фотополимерных голограмм, обеспечивающие минимальные погрешности оценки параметров усадки. Результаты исследований могут быть полезны для углубления знаний о механизме формирования голограмм в фотополимерных материалах, а также для практического использования при разработке голографических элементов и устройств на их основе.

Разработана и апробирована методика калибровки шкал с нерегулярной структурой, характерной для абсолютных угловых датчиков на основе псевдослучайных кодов. Экспериментально получены результаты калибровки на уровне ± 2, 2" с неопределённостью ± 0, 5", характерной для используемой измерительно-диагностической установки АЭ.1686. Достоверность результатов калибровки нерегулярных шкал подтверждается идентичностью полученных кривых при их сличении с кривой калибровки регулярной шкалы, сформированной на другом радиусе в едином технологическом цикле совместно с одной из контролируемых нерегулярных шкал.

Предложена принципиально новая модель оптического коммутатора с децентрализованным управлением. Преимуществами предлагаемого коммутатора являются отсутствие оптоэлектронного преобразования информационного сигнала и возможность построения масштабируемых схем малой сложности. Схема коммутатора включает в себя следующие основные элементы: электрически управляемые ключи на основе ниобата лития, фильтры Брэгга, оптические вентили, фокусирующие системы, управляющую линзовую систему, локальную систему формирования управляющих сигналов. Проведённый расчёт оптических устройств коммутатора показал возможность его реализации и функционирования в диапазонах 1310-1460 нм для передачи управляющих сигналов и 1550 нм - для информационного сигнала, обеспечивающего взаимодействие устройств центров обработки данных.

Рассмотрена проблема построения электронно-перестраиваемого оптического фильтра с синтезируемой спектральной характеристикой. В качестве технической основы взят фильтр на базе дифракции света на акустических волнах, в котором все главные характеристики определяются параметрами фазовой объёмной дифракционной решётки, создаваемой в кристаллической среде акустическим полем, формируемым пьезоизлучателем. Исследована возможность формирования передаточной функции (спектральной характеристики) акустооптического перестраиваемого фильтра путём формирования управляющего сигнала и создания в среде неоднородной динамической фазовой дифракционной решётки. Показано, что в широкоапертурной геометрии акустооптических фильтров, используемой в современных гиперспектральных системах, может быть построена однокоординатная модель акустооптического взаимодействия. Определена связь между параметрами управляющего высокочастотного сигнала, акустической волны, создающей решётку, и спектральной функцией пропускания фильтра. Сформулированы принципиальные ограничения на ширину спектрального окна пропускания. Полученные соотношения позволяют описать работу акустооптического фильтра при произвольном законе амплитудной и частотной модуляций управляющего ультразвукового сигнала при ограниченном коэффициенте передачи. Результаты могут найти применение при проектировании оптических спектральных систем с управляемой функцией пропускания акустооптического фильтра.

В общем виде сформулирована задача определения оптимального начального состава реакционной смеси. Описан метод решения поставленной задачи, в основе которого лежит алгоритм имитации отжига. Проведён вычислительный эксперимент для ферментативной реакции Михаэлиса - Ментен и реакции аминометилирования тиолов. Выполнен подбор параметров для эффективной работы алгоритма. С помощью представленного метода найден оптимальный исходный состав реакционной смеси, при котором достигается максимальный выход целевого продукта. Приведён анализ эффективности данного алгоритма путём сопоставления с результатами работы других методов оптимизации.

Разработан алгоритм поиска малоразмерных (порядка 10 пикселей) объектов с постоянной яркостью на неоднородном случайном фоне. В основе алгоритма лежит процедура поиска условного максимума произведения вероятностей, с которыми объект и локальный фон имеют определённые значения яркости. Для фона эти вероятности оцениваются по гистограмме, построенной для сегмента изображения. Алгоритм реализован для случая, когда все яркости объекта в допустимом диапазоне равновероятны. Вычислительный эксперимент производился на 20 фотографиях облаков размером 1200 × 1200 пикселей, на которые были нанесены круги радиусом два пикселя. Из 200 заданных таким образом объектов было найдено 169, при этом количество ошибок второго рода составило 280.

Трёхмерные времяпролётные камеры находят всё более широкое применение в робототехнике для информационного обеспечения задач управления движением и считаются перспективными для решения задач стыковки с некооперируемыми космическими аппаратами. В этом случае очень важны величины ошибок измерения относительных координат, которые может обеспечить времяпролётная камера. Проанализированы случайные (шумовые) ошибки, а также выявлено наличие значительной корреляции случайных ошибок измерения дальности времяпролётных камер для соседних пикселов. Для частного примера построено аналитическое решение, показывающее существенное ухудшение точности измерений расстояния при наличии указанной корреляции.

Проведены исследования пространственной эволюции поперечной составляющей среднего вектора Пойнтинга и процесса формирования в плоскости приёма распределения интенсивности лазерных пучков, распространяющихся в турбулентной атмосфере, в зависимости от начального распределения поля. Рассмотрены случаи распространения при коллимации и фокусировке гауссова и кольцевых лазерных пучков, рассчитаны в точке приёма их эффективные радиусы при разных уровнях отсечки по мощности. Сформулированы условия, позволяющие уменьшить эффективный радиус кольцевого пучка в области перетяжки по сравнению с гауссовым пучком той же мощности.