Представлены известные алгоритмы детектирования и сопоставления особых точек изображения при решении задачи автономного позиционирования беспилотного летательного аппарата (БПЛА), оснащенного видеокамерой, в условиях отсутствия сигнала от глобальной спутниковой навигационной системы. Идея автономного позиционирования БПЛА заключалась в последовательном сравнении соседних пар кадров видеопотока для отслеживания перемещений носителя видеокамеры в промежутке времени между упомянутыми кадрами. Цель исследования — по результатам сравнительного анализа алгоритмов выделить те, которые наилучшим образом позволяют отслеживать координаты носителя. Реальные полетные данные, используемые для построения контрольной траектории, получены с помощью макетного образца летательного аппарата самолетного типа, оснащенного бортовой инерциальной навигационной системой, имеющей набор микроэлектромеханических сенсоров, и визуальным одометром с надир-ориентированной видеокамерой. Сопоставление реальных полетных данных и результатов работы алгоритмов производилось по нескольким показателям качества: минимуму среднеквадратической ошибки позиционирования, максимальному отклонению от контрольной траектории и среднему времени, необходимому для обработки пары соседних кадров. Результаты сравнения алгоритмов сведены в таблицу, также для наглядного сравнения приведены графики контрольной траектории и оценок, полученные с помощью данных алгоритмов. По совокупности показателей качества позиционирования для реализации рекомендованы нейросетевые алгоритмы d2net, darkfeat и XFeat(dense).

Представлена математическая модель динамических процессов в многокамерном жидкостном ракетном двигателе с центральным телом (ЖРД с ЦТ), описаны математические модели разветвленного трубопровода, камеры сгорания, регулятора расхода и процесса обтекания центрального тела реактивными потоками. Для нестационарных параметров модели предложены выражения с использованием компонент вектора состояний. Численные значения параметров согласуются с результатами термодинамического расчета по уравнениям Навье — Стокса для топливной пары „спирт-кислород“ и геометрическими параметрами макета-демонстратора двигателя. Тяга отдельной камеры и соответствующая ей составляющая взаимодействия с центральным телом выражены как функции от компонент вектора состояний двигателя. Вектор тяги двигателя представлен в виде суммы векторов тяги всех камер с поправкой на взаимодействие газовых потоков с ЦТ. Сформирован вариант управления ЖРД с ЦТ на основе прогнозирующей модели, при этом характеристики управления получены путем численного моделирования.

Представлен алгоритм маршрутизации, разработанный для применения в географических сетях. Основой предложенной процедуры является алгоритм Дейкстры, используемый для поиска кратчайшего пути в направленных графах. Для повышения эффективности доставки сообщений в сети предлагается дополнительный этап — предварительное упорядочение выходной очереди маршрутизатора, которое осуществляется на основе оптимальных правил, влияющих на скорость передачи данных. Критерием оптимальности в предлагаемом подходе служит минимум времени доставки сообщений, что является ключевым фактором в современных сетевых технологиях. Сформулированы правила упорядочения сообщений для разных сценариев, когда в очереди находятся как частично упорядоченные, так и неупорядоченные группы сообщений, что позволяет адаптировать алгоритм к различным условиям работы сети и повысить общую производительность системы. Приведены результаты моделирования, демонстрирующие, что внедрение предлагемого алгоритма приводит к значительному сокращению времени доставки сообщений по сравнению с традиционными методами маршрутизации. Это открывает новые возможности для разработки высокопроизводительных сетевых решений, способных эффективно справляться с растущими требованиями к скорости и надежности передачи данных в условиях современных информационных технологий.

Представлена динамическая модель системы стабилизации оси оптической глиссады. Построен алгоритм оценивания параметров вектора состояния системы на основе наблюдателя в форме фильтра Калмана и алгоритм управления с использованием линейно-квадратичного регулятора. Система синтезирована при номинальных параметрах модели и характеристиках возмущений, нелинейно зависящих от вектора состояния. Показано, что ошибка стабилизации в этих условиях составляет ±46′′. Для учета возможного отклонения значений параметров модели от номинальных произведен анализ чувствительности построенного алгоритма.

Представлены конструктивные особенности и результаты испытаний образцов маятниковых акселерометров компенсационного типа с торсионным подвесом. Проведен сравнительный анализ результатов точностных испытаний изготовленных опытных образцов в двух режимах — автономно и в составе инерциального модуля. Представлены полученные характеристики приборов и их сравнение с типичными значениями аналогичных характеристик макромеханических акселерометров.

Рассматривается задача выбора коэффициента модуляции для магнитометрической системы квантового датчика вращения (КДВ) в целях повышения отношения сигнал/шум при проведении измерений. Представлены экспериментальные результаты, демонстрирующие возможность оценки качества резонанса в ячейке КДВ двумя различными способами: классическим лабораторным методом, основанным на варьировании коэффициента модуляции и анализе амплитуды выходного сигнала, и предлагаемым методом, основанным на оценке параметров магнитометрического сигнала. Также проведено сравнение времени, затрачиваемого на реализацию каждого из методов. На основе этих исследований сформирован подход к выбору значения коэффициента модуляции, учитывающий текущее качество резонанса в системе.

Представлены методика, модели и алгоритмы калибровки параметров инструментальных и геометрических погрешностей одометра и датчика угла поворота (ДУП) рулевого механизма наземных колесных машин, в частности сельскохозяйственных. Калибровка одометрических параметров осуществляется с использованием показаний инерциальных датчиков низкого класса точности, а также информации от приемника сигналов глобальной спутниковой навигационной системы (ГНСС), при ее наличии. Одометрические параметры включают погрешность масштабного коэффициента одометра, несоосности приборных осей бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) и „измерительной“ оси одометра по каналам курса и тангажа, смещение нулевого сигнала и погрешность масштабного коэффициента ДУП рулевого механизма машины. Задача калибровки рассматривается для двух вариантов конструктивных компоновок сельскохозяйственных машин: классической и шарнирно-сочлененной. Приведены результаты применения методики и алгоритмов в натурных экспериментах, а также результаты ковариационного анализа оцениваемости одометрических параметров в зависимости от характера движения объекта. Предложенные подходы проверены на представительном составе имитационных и реальных данных и применяются на многих сельскохозяйственных машинах: тракторах, комбайнах, самоходных косилках и самоходных опрыскивателях.

В среде MatLab — Simulink строится математическая модель беспилотной сельскохозяйственной платформы (БСП), в которой учитываются кинематические и динамические параметры, характеризующие взаимодействие узлов платформы между собой и c окружающей местностью. Для описания физической системы используется готовый пакет Simscape Mechanics. Исследуется возможность применения построенной модели для генерации стохастических сигналов микромеханических гироскопов и акселерометров при движении БСП по выбранному на карте участку местности. Реализация имитационного моделирования получена путем конвертации сборки объекта, разработанной в САПР. Вспомогательная роль для конвертации выполнена готовым плагином Simscape Multibody Link, установленным в САПР. Помимо построенной модели, представлен алгоритм моделирования сил контактного взаимодействия колес с грунтом. Приведены результаты имитационного и натурного экспериментов, свидетельствующие о возможности применения предложенного подхода для генерации близких к реальным сигналов гироскопов и акселерометров. В качестве исследуемого инерциального измерителя выбран ADIS 16480 и его технические параметры из документации. Разработанная технология имитационного моделирования реального объекта может быть расширена и использована для верификации алгоритмов управления движением автономных систем и навигации.