Методы и программно-аппаратные средства диагностики материалов и технических систем, дистанционного зондирования природно-антропогенных сред и мониторинга объектов в подводной среде на основе акустических и электромагнитных методов

Разработана модель с использованием гиперболического волнового уравнения описывающего распространение поверхностных волн в любой ортогональной криволинейной системы координат. Данная модель применена для исследования распространения и свойств волн Рэлея. Получены точные решения, описывающие поведение волн Рэлея на канонических криволинейных поверхностях (цилиндр, шар), результаты используются для количественной оценки влияния кривизны на скорость волн Рэлея. Волны Рэлея используются в акустическом контроле конструкций с криволинейными поверхностями. Они способны практически беспрепятственно распространяться вокруг гладкого изогнутого препятствия, облегчая тестирование промышленных изделий сложной формы. Исследованы и разработаны варианты использования многослойных комбинированных конструкций для управления параметрами поглощения демпфирующих систем на основе механических метаматериалов с неупорядоченной структурой, проведен анализ и экспериментальная проверка тепловых режимов электронных компонентов при различных функциях управляющего звена ударостойкого автономного измерительного модуля, разработано и реализовано техническое решение, оптимизирующее тепловой режим функционирования. В результате проведенных исследований разработаны конструктивно-компоновочные схемы ударостойкой электронной аппаратуры с высокой объемной и весовой отдачей. Разработан и изготовлен рабочий образец ударостойкого измерительного модуля для измерения динамических деформаций. Прибор поставлен Заказчику (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров) и испытан на его базе в рабочих условиях эксплуатации. Разработан информативный комплекс растительных признаков, позволяющий выявлять разноплановые участки антропогенно-преобразованной природной среды и прогнозировать границы этих ландшафтных объектов. Сегментация многозональных изображений (диапазоны электромагнитного спектра Green, Red и NIR) выполнена в пространстве текстурных признаков Харалика. Показано, что основой реконструкции является изменение структуры сегментированного изображения, вариации конфигурации и площади сегментов, относящихся к разным классам, и приуроченность сегментов к ландшафтным рубежам. Верификация предложенного комплекса признаков проведена на средневековых археологических памятниках Удмуртской Республики. Результаты согласуются с данными междисциплинарных исследований (геофизика, почвенные бурения, археология) и материалами съемки в видимом диапазоне. Выполнен анализ требований к системам подводного видения, которые могут обеспечить реализацию алгоритмов распознавания отраженных от подводных объектов гидроакустических сигналов с определением характерных адаптивных признаков. Установлены определяющие характеристики перспективной системы подводного видения: дальность, точность, разрешающая способность, полнота цифровой модели, шаг дискретизации, возможность реального масштаба времени. Установлено, что выполнение задач обнаружения и идентификации подводных объектов может быть обеспечено использованием нейронных сетей после их глубокого обучения. В 2024 г. выполнены исследования компонентов перспективной системы подводного видения: • разработаны и исследованы экспериментальные образцы программно-управляемых устройств линейного перемещения и поворота излучателей и приемников гидроакустических сигналов и отражающих масштабных моделей подводных объектов, • исследованы алгоритмы определения пространственных координат подводных объектов при их движении в опытовом бассейне, • выполнены исследования алгоритмов распознавания отраженных гидроакустических сигналов, которые являются основой для построения системы адаптивных признаков, позволяющих распознавать особенности формы и материала подводных объектов по регистрируемым отражениям сигналов гидроакустических осветителей с различными характеристиками формируемых сигналов освещения, • проведено моделирование процессов распространения гидроакустических сигналов в программной среде КОМСОЛ.