Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки.
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/9042
Ідентифікатор медіа: R30-03350 (рішення Національної ради України від 25.04.2024 р. № 1418).
ISSN 2664-262X (p)
DOI: 10.32515/2664-262X
Browse
5 results
Search Results
Item Дослідження методів стабілізації відео та будови гіростабілізованих підвісів відеокамер для безпілотних літальних пристроїв(ЦНТУ, 2022) Майданик, О. О.; Мелешко, Є. В.; Мацуй, А. М.; Шимко, С. В.; Maidanyk, О.; Meleshko, Ye.; Matsui, А.; Shymko, S.Метою даної роботи було дослідження будови гіростабілізованих підвісів відеокамер для дронів, що застосовуються для механічної стабілізації відео при відеоспостереженні або візуальній навігації. Від якості стабілізації відео залежить і якість отриманого зображення з дрону, а отже і кількість одержаної корисної інформації. Існує дві основні групи методів стабілізації відео: оптико-механічна та цифрова стабілізація. Для максимального покращення якості зображення з відеокамери безпілотного літального апарату (БПЛА) та зведення до мінімуму наслідків дрижання камери, необхідно в першу чергу виконувати механіко-оптичну стабілізацію відео, а потім за необхідності доповнювати її цифровою стабілізацією. Тільки цифрова стабілізація без механіко-оптичної виконується лише з метою здешевлення дрону. Оптико-механічна стабілізація зазвичай базується на показах гіроскопу. У даній роботі було проведено порівняльне дослідження наступних методів механічної стабілізації відео з БПЛА: на основі 3-х та 2-х осьових гіростабілізованих підвісів з одним мікроконтролером та на основі гіростабілізованих підвісів з енкодерами і декількома мікроконтролерами. The goal of this paper was to research the construction of gyro-stabilized video camera suspensions for drones used for mechanical video stabilization during video monitoring or aerial exploration. The quality of the image received from the drone depends on the quality of the video stabilization, and therefore the amount of useful information received. There are two main groups of video stabilization methods: optical-mechanical and digital stabilization. In order to maximize the quality of the image from the video camera of the unmanned aerial vehicle and to minimize the effects of camera shake, it is necessary to first perform mechanical-optical video stabilization, and then, if necessary, supplement it with digital stabilization. Only digital stabilization without mechano-optical is performed only for the purpose of making the drone cheaper. Optical-mechanical stabilization is usually based on gyroscope readings. In this work, comparative research of the following methods of mechanical stabilization of video from drones was conducted: based on 3-axis and 2-axis gyro-stabilized suspensions with one microcontroller and based on gyro-stabilized suspensions with encoders and several microcontrollers. Mechanical stabilization, in addition to leveling the position of the camera when maneuvering the drone, allows you to turn the camera to a convenient viewing angle for the operator of a drone. 2-axis and 3-axis suspensions with one microcontroller have become the most popular because of their convenience and practicality. 1-axis suspensions or rigidly fixed cameras are used less often. Rigidly fixed cameras are used as course guides for orientation in space by the operator of a drone. That is, such a camera makes it possible to understand the deviation of the drone from the horizon and to adjust the command to the operator for correct flight. Rigid cameras are also used on drones for drone racing competitions. A modular system based on magnetic encoders and several microcontrollers is just beginning to develop, but such a system has a number of advantages, although it is more complicated and expensive. The system provides high accuracy and reliability of stabilization. Each module of the system performs its task. In this way, the resources of microcontrollers are distributed. But its main feature is maintaining the position of the axis rotors relative to the encoder readings. This makes it possible to react very precisely to dynamic actions on the system during active maneuvering of the drone.Item Розробка системи управління базою даних рекомендаційної системи для комп’ютерних та комп’ютерно-інтегрованих систем(ЦНТУ, 2022) Міхав, В. В.; Мелешко, Є. В.; Якименко, М. С.; Шуліка, Я. П.; Mikhav, V.; Meleshko, Ye.; Yakymenko, M.; Shulika, Ya.Метою даної роботи є розробка системи управління базою даних рекомендаційної системи для комп’ютерних та комп’ютерно-інтегрованих систем, та порівняння якості її роботи з існуючими системами. На сьогоднішній день рекомендаційні системи мають широке застосування у комп’ютерних мережах, зокрема, в соціальних мережах, системах Інтернет-торгівлі, поширенні медіа-контенту, реклами тощо, а також у комп’ютерно-інтегрованих системах, зокрема, в Інтернеті речей та розумних будинках. Ефективний спосіб представлення даних, необхідних для роботи рекомендаційної системи, може зменшити кількість потрібних ресурсів та полегшити розробку і використання більш складних алгоритмів для формування списків рекомендацій. У цій роботі було проведено дослідження можливості та ефективності використання відкритих лінійних списків для збереження даних рекомендаційної системи. Розроблена система значно випереджає розглянуті існуючі інструменти як за швидкістю роботи, так і за ефективністю використання пам’яті. The goal of this work is to develop a database management system of the recommendation system for computer networks and computer-integrated systems, as well as to compare the quality of its work with existing systems. Today, recommendation systems are widely used in computer networks, in particular, in social networks, Internet commerce systems, media content distribution, advertising, etc., as well as in computer-integrated systems, in particular, in the Internet of Things and smart houses. An effective way to present the data required for the recommendation system can reduce the number of resources required and facilitate the development and use of more sophisticated algorithms for compiling lists of recommendations. When storing data from the recommendation system, one of the important parameters of the database is the speed of reading/writing information, as well as the amount of memory required to store data in one format or another. Therefore, it is advisable to use simple data models. This paper investigated the feasibility and effectiveness of using open linear lists to store recommendation system data in computer networks and computer-integrated systems. To test the effectiveness of the proposed method of presenting data in the recommendation system, comparative experiments were conducted with such software as: relational database management system Postgresql, resident repository key-value pairs Redis and graph database Neo4j. Each method of presenting data was tested on the following indicators: time of filling the repository with test data; the amount of memory occupied by the repository after filling; recommendation generation time. The MovieLens data set was used as test data. The developed database management system based on linear lists is significantly ahead of the existing tools in terms of both speed and efficiency of memory use.Item Методи та структури даних для реалізації бази даних рекомендаційної системи соціальної мережі(ЦНТУ, 2021) Міхав, В. В.; Мелешко, Є. В.; Шимко, С. В.; Mikhav, V.; Meleshko, Ye.; Shymko, S.Метою даної роботи є дослідження та програмна реалізація методів і структур даних для побудови бази даних рекомендаційної системи, щоб порівняти ефективність їх використання за затратами часу та пам’яті. Наявність великої кількості різних методів реалізації баз даних викликає необхідність порівняльного аналізу та вибору оптимального методу і структури даних для зберігання інформації у рекомендаційних системах. Було проведено дослідження різних структур даних, які можна використати для створення бази даних рекомендаційної системи, зокрема, досліджені зв’язний список, розгорнутий зв’язний список, хеш-таблиця, B-дерево, B+-дерево та бінарна діаграма рішень. Також було проведено серію експериментів на програмній імітаційній моделі рекомендаційної системи з різною кількістю агентів, предметів та сесій. Відповідно до результатів проведених експериментів, розгорнутий список показав найкращі показники швидкодії та використання пам’яті. Структура B+-дерево показала результати, близькі до хеш-таблиці. Час доступу до окремого елементу в обох випадках сталий, але B+-дерево має певні переваги – елементи зберігаються відсортованими, а при зміні розміру немає необхідності розширювати область пам’яті. Найгірші результати показала структура даних бінарна діаграма рішень як за затратами часу, так і за затратами пам’яті. Профілювання показало, що 75% часу роботи тесту варіанту з розгорнутим списком зайняло генерування випадкових даних для програмного імітаційного моделювання агентів та предметів рекомендаційної системи, тож, саме сховище даних має високі показники ефективності. Профілювання варіанту із інвертованим списком показало, що доступ до випадкових блоків займає більше часу через неможливість закешувати їх, тож, за умов реального навантаження час вставки нових даних буде більшим, а відносна ефективність застосування інвертованого списку зросте. Для найбільш ефективного використання пам’яті розмір блоку зв’язного списку має бути адаптований таким чином, щоб блоки були максимально заповнені. Блоки малого розміру зменшують втрати пам’яті, але збільшують час обходу всіх елементів списку та збільшують накладні витрати пам’яті. The goal of this work is to research and program implementation of methods and data structures for building a database of a recommendation system in order to compare the efficiency of their use in terms of time and memory costs. The presence of a large number of different methods of database implementation necessitates a comparative analysis and selection of the optimal method and data structure for storing information in recommendation systems. A research on various data structures that can be used to create a recommendation system database, in particular, the linked list, unrolled linked list, hash table, B-tree, B+-tree, and binary decision diagram were examined was conducted. A series of experiments on a software simulation model of a recommendation system with a different number of agents, items and sessions was also carried out. The following research results were obtained. According to the results of the experiments, the unrolled linked list showed the best time and memory effectiveness. The B+-tree structure showed results close to a hash table. The access time to an individual element is stable in both cases, but the B+-tree has certain advantages – the elements are kept sorted, and when resizing, there is no need to expand the memory area. The worst results were shown by the data structure of the binary decision diagram, both in terms of time consumption and memory consumption. Profiling showed that 75% of the test run time for the option with an unrolled list was taken by generating random data for software simulation of agents and items of the recommendation system, therefore, the data warehouse itself has high performance indicators. Profiling of the variant with an inverted list showed that access to random blocks takes longer due to the inability to cache them, therefore, under real load conditions, the time for inserting new data will be longer, and the relative efficiency of using the inverted list will increase. For the most efficient use of memory, the block size of the linked list should be adapted so that the blocks are as full as possible. Small blocks reduce memory waste, but increase the time to traverse all the elements of the list and increase memory overhead.Item Проблеми розподілених обчислень та шляхи їх вирішення(ЦНТУ, 2021) Минайленко, Р. М.; Мелешко, Є. В.; Minailenko, R.; Meleshko, Ye.В статті розглядаються проблеми розподілених обчислень та можливі шляхи їх вирішення. З початком розвитку обчислювальних мереж і появою Інтернету, з’явилась велика кількість віддалених сервісів які пропонують свої наявні обчислювальні ресурси. З одного боку, в результаті такої співпраці, можна вирішити проблему недостатності власних апаратних ресурсів, але, з другого боку, виникає ряд проблем, а саме: відсутність стандартів та алгоритмів розробки і моделювання як головних засобів побудови систем розподілених обчислень; відсутність універсальних і зручних інструментів розробки додатків; технічні проблеми та обмеження, які визначаються існуючими на даний час технічними рішеннями для побудови систем обробки даних з відносно високою продуктивністю; мала кількість і вузька направленість задач які б могли приносити прибуток. Означені проблеми потребують комплексного вирішення. The article considers the problems of distributed computing and possible ways to solve them. With the beginning of the development of computer networks and the advent of the Internet, a large number of remote services have appeared that offer their available computing resources. On the one hand, as a result of such cooperation, it is possible to solve the problem of insufficiency of own hardware resources, but, on the other hand, there are a number of problems, namely: lack of standards and algorithms of development and modeling as the main means of building distributed computing systems; lack of universal and convenient application development tools; technical problems and limitations, which are determined by the currently existing technical solutions for the construction of data processing systems with relatively high performance; small number and narrow focus of tasks that could generate income and require a comprehensive solution. One of the main problems with distributed computing is the slow development of high-speed network equipment that could compete with internal connections. Increasing the data transfer rate using outdated technologies is impossible for a number of technological and physical reasons. Research in the field of development of new data transmission protocols and their optimization is carried out, but the final decision does not yet exist. When organizing calculations related to data processing, an important issue is the rational distribution of data in terms of effective problem solving. Ordinary users do not do this, because most often they use ready-made solutions for their tasks. Even when creating new distributed systems by professional programmers, the specifics of application areas are not fully taken into account. That is, the created software products do not provide the ability to adapt to specific tasks of users, although work in this direction has significantly intensified. The solution to the problems of universality of the application of distributed computing lies in the creation of methods for software development and the creation of generalized solutions that would be universal and suitable for use in various fields of research.Item Метод секторної растеризації для зображення на відеопристрої з механічною розгорткою(ЦНТУ, 2020) Мелешко, Є. В.; Бакін, Д. С.; Meleshko, Ye.; Bakin, D.; Мелешко, Е. В.; Бакин, Д. С.Метою цієї роботи є створення методу секторальної растеризації зображень на відеопристроях з механічною розгорткою, що можна використовувати в рекламних цілях. Підготовка зображення для показу на апараті з механічною секторною розгорткою потребує створення програмного забезпечення для передачі класичного прямокутного растру у секторний растр. Під час реалізації програмного забезпечення для вбудованої обчислювальної системи механічної розгортки зображення в рекламних цілях, було поставлено задачу відтворення растрового зображення за допомогою концентрично розташованих кіл, які поділені на сектори. Неоднозначність переходу від квадратного растру до секторного полягає в змінній площі секторів по мірі віддалення їх від центру зображення. Відповідно до цього факту, біля центральної зони на кожен з пікселів припадає декілька секторів, а до периферії зображення на один сектор припадає декілька пікселів. Підвищити роздільну здатність секторного зображення не є можливим з причини апаратних обмежень, тому було розроблено новий метод секторної растеризації для зображення на відеопристрої з механічною розгорткою. Розроблений метод комбінує алгоритми, які дозволяють перетворити растрове зображення у секторний растр з використанням лінійної інтерполяції в залежності від відстані сектора від центру зображення. Також приділено увагу оцінці часу наступного повного оберту під час запуску механічної системи розгортки, що дозволило скоротити час отримання стабільного зображення з моменту увімкнення пристрою. Отже, в результаті проведеного дослідження розроблено метод секторної растеризації зображення, а також побудовано алгоритми, які дозволяють перетворити растрове зображення у секторний растр. За розробленими алгоритмами було створено програмний продукт для вбудованої системи відтворення зображень та програмний продукт для передачі по зв’язку Wi-Fi відео в реальному часі з перетворенням прямокутного растру у секторний растр. За рахунок комбінування алгоритмів перетворення квадратного растру у секторний було підвищено якість відтворення зображення на відеопристрої з механічною розгорткою. The goal of this work was to create a method for sectoral rasterization for images on video devices with mechanical scanning that can be used for advertising purposes. Preparing an image for display on a machine with a mechanical sector scan requires the creation of software for transferring a classic rectangular raster to a sector raster. When implementing software for an embedded computing system of mechanical image scanning for advertising purposes, the task was to reproduce a raster image using concentrically located circles, which are divided into sectors. The ambiguity of the transition from a square to a sectorial raster lies in the variable area of the sectors as they move away from the center of the image. According to this fact, there are several sectors for each of the pixels near the central zone of the image, and several pixels for one sector to the periphery of the image. There is not possible to increase the resolution of a sector image due to hardware limitations, so a new method of sector rasterization for an image on a mechanically scanned video device was developed. The developed method combines algorithms that make it possible to transform a raster image into a sectorial raster using linear interpolation depending on the distance of the sector from the center of the image. Attention was also paid to assessing the time of the next complete revolution when starting the mechanical scanning system, which made it possible to reduce the time for obtaining a stable image from the moment the device was turned on. So, as the result of the research, the method of sectorial image rasterization was developed, as well as the algorithms that allow converting a raster image into a sectorial image were developed. Вased on the developed algorithms, the software product for an embedded image reproduction system and the software product for real-time video transmission over Wi-Fi communication with the conversion of a rectangular raster into a sector raster were created. By combining algorithms for converting a square raster to a sector one, the quality of image reproduction on a mechanically scanned video device was improved.