Л.И. Двойрис – д.т.н., профессор

В.А. Иванов – д.т.н., профессор

К.Д. Галев – к.т.н.

Постановка проблемы. Тестирование перспективных средств обнаружения и распознавания движущихся объектов по сейсмическим сигналам при настройке порога или на подтверждение характеристик предполагает наличие репрезентативной выборки сигналов и помех для разных условий функционирования. Создание такой базы сигналов требует значительных ресурсов и высокоточной регистрирующей аппаратуры. Существующие исследования свойств сейсмических сигналов подтвердили негауссовость исследуемых свойств на примере распределения плотности вероятностей суммарной энергии сигналов и параметра формы распределения амплитуды. Данный факт открывает справедливость применения алгоритмов оценки устойчивости модели обнаружения к погрешностям оценок параметров аппроксимаций теоретических плотностей. Увеличение количества применяемых типов непрерывных распределений для описания теоретических плотностей накапливаемых свойств сигналов обеспечивает формирования латентных (косвенных) признаков на основе оценок параметров подходящих распределений. Многомерное признаковое пространство, полученное таким образом, способствует увеличению числа как моделей обнаружения, так и распознавания. Разделение общего процесса «обнаружения» на обнаружение и распознавание повышает возможность снижения ложных тревог и пропусков целей с помощью идентификации уникальных признаков во временной и частотной области. Причем на каждом этапе целесообразно применять совокупность моделей обнаружения и распознавания с применением бустинга (усиления) различными методами. Все эти возможности становятся доступны благодаря совершенствующейся микропроцессорной компонентной базе на основе ARM-ядер. По состоянию на 2009, на процессоры ARM приходилось до 90% всех встроенных 32-разрядных процессоров. Процессоры ARM широко используются в потребительской электронике — в том числе смартфонах, мобильных телефонах и плеерах, портативных игровых консолях, калькуляторах, умных часах и компьютерных периферийных устройствах, таких, как жесткие диски или маршрутизаторы. Эти процессоры имеют низкое энергопотребление, поэтому находят широкое применение во встраиваемых системах и преобладают на рынке мобильных устройств, для которых данный фактор немаловажен. Verilog-исходники IP-ядер потенциальных микросхем открывают разработчикам возможности комбинирования аппаратных блоков для обеспечения вычислительных возможностей микросхемы для вычисления признаков в заданном временном окне наблюдения за сигналом. Такие виртуальные микросхемы могут существовать в пределах не только FPGA/CPLD, но и в микросхемах на базовых матричных кристаллах, обеспечивая работу всех алгоритмов без операционной системы. На пути создания интеллектуализированных технических средств разработчикам приходится сталкиваться со сложными математическими проблемами, для решения которых необходимы подходы, обладающие значимой для повышения качества научной новизной, расширение концепций и взглядов на решаемые задачи. Цель. Разработать адекватный математический аппарат, обладающий научной новизной, для имитационного моделирования тестовых сигналов от объектов обнаружения и помех со статистическими характеристиками, близкими к реальным.

Результаты. Получены выражения для имитационной модели синтеза сигналов, характерных для объектов обнаружения и помех.

Практическая значимость. Показаны практические возможности реализации имитационной модели синтеза тестовых сигналов и помех с заданными параметрами в составе стендов для настройки или испытаний трактов обнаружения.

1. Галев К.Д., Двойрис Л.И., Кобзарь М.В. Эффективный метод отбора информативных признаков в задачах распознавания // Радиотехника. 2017. № 1. С. 53−55.
2. Галев К.Д., Двойрис Л.И. Алгоритм адаптивной настройки порога обнаружения // Радиотехника. 2018. № 2. С. 10−12.
3. Тихонов В.И., Шахтарин Б.И., Сизых В.В. Случайные процессы. Примеры и задачи. Т. 4. Оптимальное обнаружение сигналов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2005. 368 с.
4. Галев К.Д., Двойрис Л.И., Иванов В.А. Критерий энергетического обнаружения объектов на основе анализа параметров закона распределения центрированных и нормированных фоновых сигналов // Радиотехника. 2019. № 2. С. 34−39. DOI 10.18127/j00338486-201902-07.
5. Патент РФ № 184012. Устройство обнаружения и распознавания движущихся объектов по сейсмическому сигналу / Галев К.Д. Заявитель и правообладатель ФГКОУ ВПО «КаПИ». Заявл. 12.12.17. Опубл. 11.10.18.