Аннотация: На сегодняшний день проблема разработки систем, алгоритмов и методов пространственной ориентации и навигации роботов остается одной из наиболее актуальных задач. Предметом исследования являются многоракурсные и биполярные системы технического зрения, а также алгоритм формирования 3D-моделей поверхности объектов. Автор подробно рассматривает такие аспекты в разработке мобильных роботов, как способы получения информации о трехмерной сцене, оценка глубины сцены, комплексирование, метод построение эпиполярных линий, затрагиваются некоторые элементы виртуальной реальности. Применяемые подходы в работе основываются на методах цифровой обработки изображений, распознавания образов, дискретных преобразований и системного анализа, приведен метод построения эпиполярных линий. В работе также рассматривается формирование 3D-моделей поверхности объекта в системах технического зрения (СТЗ), применительно к мобильным роботам, представлен алгоритм определения дальности до точек на поверхности объекта в СТЗ на мобильном роботе. Результаты исследования могут быть применимы в системах модернизации управления, мониторинга и обработки информации, обеспечения более точного технического зрения при разработке мобильных и автономных роботов, что в свою очередь может повлиять на импортозамещение и общую экономическую составляющую использования и разработки робототехнических комплексов и систем.

Ключевые слова: многоракурсная система, биполярная система, формирование 3D, разработка мобильных роботов, алгоритмы, методы, техническое зрение, цифровая обработка, мультисенсорная система, робототехнические комплексы

Abstract: To date, the problem of developing systems, algorithms and methods for spatial orientation and navigation of robots remains one of the most urgent problems. The subject of the study are multi-angle and bipolar systems of technical vision, as well as an algorithm for the formation of 3D models of the surface of objects. The author examines in detail such aspects in the development of mobile robots, as ways of obtaining information about the three-dimensional scene, estimation of the depth of the scene, integration, the method of constructing epipolar lines, some elements of virtual reality are touched upon. Applied approaches in the work are based on the methods of digital image processing, image recognition, discrete transformations and system analysis, a method for constructing epipolar lines is given. The work also considers the formation of 3D models of the surface of the object in the systems of technical vision, applied to mobile robots, an algorithm for determining the distance to the points on the surface of the object in the systems of technical vision on the mobile robot. The results of the research can be applied in systems for modernizing the management, monitoring and processing of information, providing more accurate technical vision in the development of mobile and autonomous robots, which in turn can affect the import substitution and the overall economic component of the use and development of robotic systems and systems.

Keywords: technical vision, methods, algorithms, the development of mobile robots, forming a 3D, bipolar system, Multi-angles system, digital processing, Multi-Sensor system, robotic systems

Аннотация: Предметом исследования являются компьютерные технологии обработки анкетных данных. Особое внимание в статье уделяется подготовительному этапу обработки данных, который предшествует содержательному анализу данных. Этот этап работы во многом определяет качество результатов всей работы. Подготовительный этап весьма трудоемкий и требует достаточно много времени. Автоматизация работы участников процесса сбора информации позволяет повысить эффективность работы всей системы анализа анкетных данных. Целью настоящего исследования является разработка программного средства, позволяющего осуществлять объединение данных, собранных различными способами, в единую базу данных. Для анализа различных схем организации сбора информации и переноса информации на машинный носитель использовалась методология системного анализа. Кроме того, был использован практический опыт использования различных интернет-сервисов по организации онлайн опросов. Компьютерная технология обладает свойством универсальности, допуская использование в широком диапазоне схем и методов организации анкетных опросов. Достоинством технологии является ее простота использования и доступность широкому кругу пользователей, использующих в своей работе компьютерную среду EXCEL. Эффективность, разработанного программного обеспечения была подтверждена в ходе практической работы по исследованию социально-экономических проблем региона.

Ключевые слова: анкетные опросы, онлайн опрос, автоматизации научных исследований, база данных, программные средства, качество данных, компьютерная технология, анализ данных, интернет, Excel

Abstract: The research is devoted to computer technologies for processing personal data. In the article particular attention is paid to the preparatory stage of data processing, which precedes the meaningful analysis of data. This stage of work largely determines the quality of the results of the whole work. The preparatory stage is very time-consuming and requires a lot of time. Automation of the work of participants in the process of collecting information makes it possible to increase the efficiency of the entire system for the analysis of personal data. The purpose of this study is to develop a software tool that allows the data collected in various ways to be combined into a single database. To analyze various schemes for organizing information collection and transferring information to the computer medium, the methodology of system analysis was used. In addition, the practical experience of using various Internet services for organizing online surveys was used. Computer technology has the property of universality, allowing the use of a wide range of schemes and methods of organizing questionnaires. The advantage of the technology is its ease of use and availability to a wide range of users who use the EXCEL environment in their work. The effectiveness of the developed software was confirmed in the course of practical work on the study of the socio-economic problems of the region.

Keywords: computer technology, quality of data, software, database, automation of scientific research, online survey, questionnaires, data analysis, Internet, Excel

Аннотация: Предметом исследования является предложенная автором концепция иерархических bitmap-индексов. Она заключается в том, что в целях повышения производительности обработки запросов по фильтру времени индексы поддерживаются не только для значений основной единицы времени, но и произвольных более крупных кратных единиц. Объектом исследования является построение аналитической вероятностной модели таких индексов для частного случая экспоненциального распределения случайного потока занесения записей в базу данных. Автор уделяет основное внимание такому аспекту как вычисление дискретного распределения количества индексов, участвующих в обработке запроса. Методологией исследования являются теория вероятностей, методы комбинаторики, теория меры, вычислительный эксперимент. Кроме того, показано, что для исследования особенностей предложенной модели могут быть использованы новейшие понятия теории клеточных автоматов, такие как окрестность Зайцева. Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом: введена оригинальная, интуитивно понятная концепция построения индексов; сформулированы новые, содержательные задачи оптимизации для выбора системы иерархических индексов; построена и верифицирована математическая модель, позволяющая оценить эффективность использования выбранной иерархии индексов. Показано, что в предельном случае модель естественным образом стремится к множеству фрактальной природы, в частности, одной из разновидностей канторовой пыли, для которой выведена формула вычисления ее размерности Хаусдорфа-Безиковича через прикладные параметры исходной задачи.

Ключевые слова: иерархические bitmap-индексы, случайный поток событий, экспоненциальное распределение, полная вероятность, фрактальное множество, Канторова пыль, размерность Хаусдорфа-Безиковича, дизъюнкция, исключающее ИЛИ, окрестность Зайцева

Abstract: The subject of the study is the concept of hierarchical bitmap-indexes proposed by the author. It is that in order to improve the processing performance of queries on the time filter, the indices are supported not only for the values of the basic unit of time, but also for arbitrary larger multiple units. The object of the study is the construction of an analytic probability model of such indices for the particular case of the exponential distribution of a random stream of recording records in a database. The author focuses on such an aspect as the calculation of the discrete distribution of the number of indices involved in the processing of the query. The methodology of the study is probability theory, combinatorial methods, measure theory, computational experiment. In addition, it is shown that the latest concepts of the theory of cellular automata, such as the Zaitsev's neighborhood, can be used to study the features of the proposed model. The main results of the work can be formulated as follows: introduced an original, intuitive concept of building indexes; new, meaningful optimization problems for selecting a hierarchical index system are formulated; a mathematical model is constructed and verified, allowing to estimate the efficiency of using the chosen hierarchy of indices. It is shown that in the limiting case the model naturally tends to a set of fractal nature, in particular, one of the varieties of Cantor dust, for which the formula for calculating its Hausdorff-Besicovitch dimension is derived through the application parameters of the initial problem.

Keywords: Cantor dust, fractal set, total probability, exponential distribution, random flow of events, hierarchical bitmap-indexes, Hausdorff-Besikovitch dimensionality, disjunction, exclusive OR, Zaitsev's neighborhood

Аннотация: Наиболее распространенным типом зондирующих сигналов гидролокационных систем являются широкополосные линейно-частотно-модулированные сигналы (ЛЧМ). За счет применения подобных сигналов удается повысить дальность и разрешающую способность гидроакустических приборов, однако это не решает проблему взаимной интерференции импульсов. Одним из видов широкополосных сигналов являются хаотические колебания, которые теоретически способны стать альтернативой ЛЧМ-сигналам за счет повышенной устойчивости к перекрестным помехам. В работе проведен сравнительный анализ хаотических и ЛЧМ-сигналов путем имитационного моделирования их прохождения в водной среде. Исследованы хаотические сигналы, порождаемые системами с различным числом бассейнов притяжения. Исследование показывает, что хаотические сигналы более устойчивы к взаимной интерференции, а также испытывают меньшее затухание при распространении в водной среде по сравнению с применяемыми сегодня типами сигналов. Устойчивость хаотических широкополосных сигналов к интерференции и затуханию коррелирует с числом бассейнов притяжения аттрактора порождающей хаотической системы. По результатам работы можно сделать вывод о применимости хаотических сигналов в качестве зондирующих импульсов гидролокационных систем.

Ключевые слова: широкополосный сигнал, динамический хаос, хаотическая система, гидроакустика, иммитационное моделирование, взаимная интерференция сигналов, активный гидролакатор, линейно-частотная модуляция, бассейн притяжения, корреляционный анализ

Abstract: The most common type of sounding signals of sonar systems are broadband linear-frequency-modulated signals (LFM). Due to the use of such signals it is possible to increase the range and resolving power of hydroacoustic devices, but this does not solve the problem of mutual interference of pulses. One type of broadband signals are chaotic oscillations, which theoretically are able to become an alternative to chirp signals due to increased resistance to crosstalk. The paper compares chaotic and chirp signals by simulating their passage in an aqueous medium. Chaotic signals generated by systems with different numbers of basins of attraction are investigated. The study shows that chaotic signals are more resistant to mutual interference, and also experience less attenuation when propagating in an aqueous medium compared to the types of signals currently used. The stability of chaotic broadband signals to interference and attenuation correlates with the number of basins of attraction of the attractor of the generating chaotic system. Based on the results of the work, it can be concluded that the chaotic signals are used as probing pulses of sonar systems.

Keywords: linear-frequency modulation, active sonar, cross-talk problem, simulation, hydroacoustics, chaotic system, dynamical chaos, wideband signal, basin of attraction, correlation analysis

Аннотация: Рассмотрена и решена задача нормирования частотно-временных корреляционных функций. Цель работы состояла в создании методики вычисления коэффициентов для нормирования частотно-временных корреляционных функций и интеграции их в известный алгоритм вычисления. При этом стояли задачи обеспечения возможности нормирования каждой из частотных составляющих частотно-временной корреляционной функции независимо и сохранения высокой производительности исходного алгоритма. Последнее накладывало ограничения на применение в алгоритме вычисления операции фильтрации во временной области и использования дополнительных дискретных преобразований Фурье. Для минимизации вычислительных затрат при вычислении и нормирование частотно-временных корреляционных функций, была разработана методика вычисления нормирующих коэффициентов по отсчётам комплексного спектра сигналов. Основным результатом работы является новый алгоритм вычисления нормированной частотно-временной корреляционной функции, отличающийся незначительным приращением вычислительной сложности по сравнению с оригинальным алгоритмом. В тоже время полученные коэффициенты могут использоваться как для одновременного нормирования всех частотных компонент частотно-временной корреляционной функции, что необходимо для обеспечения независимости результата от масштаба входных сигналов, так и для независимого нормирования каждой из её частотных компонент. Последнее полезно при решении задач обнаружения слабых коррелированных составляющих в смесях сигналов.

Ключевые слова: частотно-временной анализ, корреляционные функции, цифровая обработка сигналов, спектральный анализ, нормирование, коррелятор, вычислительный алгоритм, быстрое преобразование Фурье, обнаружение сигналов, коррелограмма

Abstract: The problem of the normalization of frequency-time correlation functions is considered and solved. The aim of the work is to create a methodology for calculating the coefficients for normalizing the time-frequency correlation functions and integrating them into the known computational algorithm. At the same time, the tasks were to ensure the possibility of normalizing each frequency component of the time-frequency correlation function independently and maintaining high performance of the original algorithm. The latter imposed restrictions on the application of the filtering operation in the time domain and the use of additional discrete Fourier transforms in the algorithm. To minimize the computational costs in calculating and rationing the time-frequency correlation functions, a technique was developed for calculating the normalizing coefficients from the samples of the complex signal spectrum. The main result of the work is a new algorithm for calculating the normalized time-frequency correlation function, which differs by an insignificant increase in computational complexity in comparison with the original algorithm. At the same time, the coefficients obtained can be used both for simultaneous normalization of all the frequency components of the time-frequency correlation function, which is necessary to ensure the independence of the result from the scale of the input signals, and for independent normalization of each of its frequency components. The latter is useful in solving problems of detecting weak correlated components in signal mixtures.

Keywords: computational scheme, correlator, normalization, spectral analysis, digital signal processing, correlation functions, time-frequency analysis, fast Fourier transform, signal detection, correlogram

Аннотация: В статье исследуется применимость рекуррентных сетей долгой-краткосрочной памяти (long short-term memory, LSTM) для бинарной классификации текстовых сообщений социальной сети Twitter. Спроектирован трехэтапный процесс классификации, позволяющий выполнять отдельный анализ пиктограмм и проверку текста на нейтральность. Проверена точность классификации эмоциональной полярности текстовых сообщений с использованием сети LSTM и векторных представлений слов. Определен процент совпадений векторных представлений слов с тренировочным набором данных, позволяющий получить приемлемую точность классификации. Проведена оценка скорости обучения LSTM-сети и использования памяти. Для решения задачи классификации текстовых сообщений применены методы обработки естественного языка и машинного обучения по прецедентам. Оптимизирована алгоритмическая база обработки текстовых данных из социальных сетей, полученная в результате применения нейронных сетей LSTM. Новизна предлагаемого метода решения обуславливается выполнением предварительной обработки сообщений, позволяющей повысить точность классификации, и использованием конфигурации нейронной сети с учетом специфики текстовых данных социальных сетей.

Ключевые слова: рекуррентные нейронные сети, обработка естественного языка, анализ эмоций, сети долгой-краткосрочной памяти, социальные сети, векторные представления слов, Твиттер, предварительная обработка текста, рекуррентная сеть, бинарная классификация

Abstract: The article explores the applicability of long short-term memory (LSTM) recurrent networks for the binary classification of text messages of the social network Twitter. A three-stage classification process has been designed, allowing a separate analysis of pictograms and verification of the text for neutrality. The accuracy of the classification of the emotional polarity of text messages using the LSTM network and vector representations of words was verified. The percentage of coincidences of vector representations of words with a training set of data is determined, which makes it possible to obtain an acceptable classification accuracy. The estimation of the learning speed of the LSTM network and the use of memory was carried out. To solve the task of classifying text messages, methods of processing natural language and machine learning using precedents are applied. The algorithmic base for processing text data from social networks, obtained as a result of the application of LSTM neural networks, has been optimized. The novelty of the proposed solution method is due to the implementation of pre-processing of messages, which allows to improve the accuracy of classification, and the use of the neural network configuration taking into account the specifics of text data of social networks.

Keywords: Twitter, word embeddings, social networks, LSTM networks, sentiment analysis, natural language processing, recurrent neural networks, text data preprocessing, reccurent network, binary classification

Аннотация: В работе предложен подход к выбору конечно-разностной схемы хаотического генератора псевдослучайных последовательностей, основанный на использовании шаговых диаграмм (h-диаграмм). В качестве тестовой задачи рассматривается генератор на основе хаотической системы Рёсслера, дискретизируемой явными, неявными и полуявными численными методами первого и второго порядка алгебраической точности. Порождаемые различными вариантами генератора последовательности проверяются на случайность батареей статистических тестов NIST. Показаны преимущества предлагаемого подхода при проектировании генераторов хаотических сигналов, заключающиеся в существенном (на порядок) ускорении времени проектирования устройства за счет нового способа выбора шага дискретизации и дискретного оператора. Подтверждена эффективность использования полунеявных конечно-разностных схем при генерации псевдослучайных последовательностей методом численного решения хаотических дифференциальных уравнений. Полученные результаты могут быть использованы в приложениях криптографии, при проектировании защищенных систем связи, решении задач численного моделирования динамических систем и математической статистики.

Ключевые слова: бифуркация, полунеявный метод, решатель ОДУ, система Рёсслера, тесты NIST, шаговая диаграмма, численный метод интегрирования, динамический хаос, псевдослучайные числа, дискретный оператор

Abstract: An approach to the selection of a finite-difference scheme of a chaotic pseudo-random sequence generator based on the use of step diagrams (h-diagrams) is proposed. As a test problem, a generator is considered based on the random Rössler system discretized by explicit, implicit and semiquant numerical methods of the first and second order of algebraic accuracy. The sequences generated by different variants of the generator are randomly checked by a battery of NIST statistical tests. Advantages of the proposed approach in the design of chaotic signal generators are shown, consisting in an essential (by an order of magnitude) acceleration of the device design time due to a new method of selecting the discretization step and the discrete operator. The effectiveness of using semi-implicit finite difference schemes in the generation of pseudo-random sequences by the method of numerical solution of chaotic differential equations is confirmed. The obtained results can be used in cryptography applications, in the design of secure communication systems, in solving problems of numerical simulation of dynamical systems and mathematical statistics.

Keywords: bifurcation, semi-implicit method, ODE solver, Rossler system, step diagram, NIST tests, numerical integration method, dynamical chaos, pseudo-random numbers, discrete operator

Аннотация: Объектом исследования является предприятия и организации различных отраслей, ведущие проектно–ориентированный бизнес. Предметом исследования являются процессы принятия решений, протекающие при реализации различных проектов. Повышение эффективности принимаемых решений может быть достигнуто посредством применения экспертных систем (ЭС). При этом ЭС должна основываться на современных методах обработки информации в условиях неопределённости. Для этого предлагается использовать экспертные системы на базе методов и моделей нечеткой логики. Особое внимание в статье автор уделяет функциональным требования, которым должна соответствовать нечеткая ЭС. Автор подробно рассматривает существующий перечень программных средств (ПС) реализации нечетких ЭС, а для выявления оптимального ПС, соответствующего требованиям, применяется метод анализа сложных систем по критерию функциональной полноты профессора Г.Н. Хубаева. В результате проведения анализа установлено, что существующие ПС во многом не отвечают функциональным требованиям, поэтому разработка нового и эффективного инструментария является актуальной задачей. Анализ также позволил определить программные средства со схожим набором функций, оценить степень подобия и степень соответствия рассматриваемых систем «эталонной» модели информационной системы, учитывающей требования пользователя.

Ключевые слова: экспертная система, риск, нечеткая логика, функциональная полнота, количественная оценка, матрица превосходства, матрица подобия, матрица поглощения, граф, эталонная модель

Abstract: The research focuses on enterprises and organizations of various industries, leading project-oriented business. The subject of the study are the decision-making processes that are present in the implementation of various projects. Increasing the effectiveness of decisions can be achieved through the use of expert systems. At the same time, the expert system should be based on modern methods of processing information in conditions of uncertainty. The author suggests using expert systems based on methods and models of fuzzy logic. Particular attention in the article the author pays to the functional requirements, which must correspond to fuzzy expert system. The author examines in detail the existing list of software for the implementation of fuzzy expert system, and to identify the optimal software which meets the requirements, the method of analysis of complex systems by the criterion of functional completeness of Professor G.N. Khubaeva.As a result of the analysis it was established that the existing software solutions do not meet the functional requirements in many respects, therefore the development of a new and effective tool is an actual task.The analysis also made it possible to identify software tools with a similar set of functions, to estimate the degree of similarity and the degree of correspondence of the systems of the "reference" model of the information system that takes into account the requirements of the user.

Keywords: absorption matrix, similarity matrix, matrix of superiority, quantitative estimation, functional completeness, fuzzy logic, risk, expert system, graphs, reference model