НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
3(58)/2012
РЕЦЕНЗИРУЕМОЕ ИЗДАНИЕ
Учредитель
ОАО «Издательство “Политехника”»
Главный редактор
М. Б. Сергеев,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Зам. главного редактора
Г. Ф. Мощенко
Ответственный секретарь
О. В. Муравцова
Редакционный совет:
Председатель А. А. Оводенко,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
В. Н. Васильев,
чл.-корр. РАН, д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
В. Н. Козлов,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Б. Мейер,
д-р наук, проф., Цюрих, Швейцария
Ю. Ф. Подоплекин,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
В. В. Симаков,
д-р техн. наук, проф., Москва, РФ
Л. Фортуна,
д-р наук, проф., Катания, Италия
А. Л. Фрадков,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Л. И. Чубраева,
чл.-корр. РАН, д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Ю. И. Шокин,
акад. РАН, д-р физ.-мат. наук, проф., Новосибирск, РФ
Р. М. Юсупов,
чл.-корр. РАН, д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Редакционная коллегия:
В. Г. Анисимов,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Б. П. Безручко,
д-р физ.-мат. наук, проф., Саратов, РФ
Н. Блаунштейн,
д-р физ.-мат. наук, проф., Беэр-Шева, Израиль
А. Н. Дудин,
д-р физ.-мат. наук, проф., Минск, Беларусь
А. И. Зейфман,
д-р физ.-мат. наук, проф., Вологда, РФ
Е. А. Крук,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
В. Ф. Мелехин,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
А. В. Смирнов,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
В. И. Хименко,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
А. А. Шалыто,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
А. П. Шепета,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
З. М. Юлдашев,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Редактор: А. Г. Ларионова
Корректор: Т. В. Звертановская
Дизайн: С. В. Барашкова, М. Л. Черненко
Компьютерная верстка: С. В. Барашкова
Адрес редакции: 190000, Санкт-Петербург,
Б. Морская ул., д. 67, ГУАП, РИЦ
Тел.: (812) 494-70-02
E-mail: 80x@mail.ru
Сайт: www.i-us.ru
Журнал зарегистрирован в Министерстве РФ по делам печати,
телерадиовещания и средств массовых коммуникаций.
Свидетельство о регистрации ПИ № 77-12412 от 19 апреля 2002 г.
Журнал входит в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов
и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные
результаты диссертации на соискание ученой степени доктора
и кандидата наук».
Журнал распространяется по подписке. Подписку можно оформить через
редакцию, а также в любом отделении связи по каталогу «Роспечать»:
№ 48060 — годовой индекс, № 15385 — полугодовой индекс.
© Коллектив авторов, 2012
ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЕ
Красильников Н. Н., Красильникова О. И. Исследование погрешностей
определения координаты глубины при 3D-сканировании методом,
основанном на диффузном отражении света
Алпатов Б. А., Балашов О. Е., Степашкин А. И., Трофимов Д. В. Алгоритм
измерения угловых координат линии визирования оператора
ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
Подоплёкин Ю. Ф., Толмачёв С. Г., Шаров С. Н. Информационноуправляющая
система приведения беспилотных летательных аппаратов
на движущееся судно
Козлов В. В., Коновалов А. С., Макарычев В. П. Построение адаптивных
алгоритмов сервоуправления манипуляторами на основе обратных
задач динамики и нейронных сетей
Крук А. Е., Осипов Л. А. Синтез нелинейных импульсных систем
управления при случайных воздействиях
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ
Колбанёв М. О., Татарникова Т. М., Воробьёв А. И. Модель балансировки
нагрузки в вычислительном кластере центра обработки данных
КОДИРОВАНИЕ И ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ
Иванов Ф. И., Зяблов В. В., Потапов В. Г. Оценка минимальной длины
циклов квазициклических регулярных кодов с малой плотностью
проверок на четность
Цветков К. Ю., Акмолов А. Ф., Викторов Е. А. Модель канала управления
передачей смешанного трафика речи и данных в разновысотной
системе спутниковой связи
УПРАВЛЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ И БИОЛОГИИ
Суворов Н. Б., Божокин С. В., Полонский Ю. З. Электрофизиологические
корреляты умственной деятельности человека. Вейвлет-анализ
Тихонов Э. П. Разладка, гомеостазис, измерение в рамках компенсационного
принципа равновесия в динамических системах. Часть 2: Исследование
конкретного алгоритма
Блаунштейн Н. Ш., Сергеев М. Б. Определение пропускной способности
канала для размещения фемто-макросот в городской среде
с плотным расположением пользователей
ИНФОРМАЦИОННЫЕ КАНАЛЫ И СРЕДЫ
Кравец Е. В., Петров П. Н. Увеличение широкополосности акустоэлектронных
устройств обработки сигналов антенных решеток
Козинов И. А., Мальцев Г. Н. Модифицированный алгоритм обнаружения
разладки случайного процесса и его применение при обработке
многоспектральных данных
2
9
18
22
29
33
37
42
46
54
63
71
77
УПРАВЛЕНИЕ В СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Гришаков В. Г., Логинов И. В., Христенко Д. В. Управление модернизацией
АСУ предприятием на основе информационной поддержки ее
жизненного цикла
Колесников А. М. Риски факторинговой операции и оценка ее эффективности
КРАТКИЕ
СООБЩЕНИЯ
Вялых К. М. Метод прогнозирования дорожной ситуации в условиях
неполноты и зашумленности данных
ХРОНИКА И ИНФОРМАЦИЯ
VI Международная конференция «Математические методы, модели
и архитектуры для защиты компьютерных сетей» — MMM-ACNS-2012
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
АННОТАЦИИ
Сдано в набор 25.04.12. Подписано в печать 25.05.12. Формат 60×841/8.
Бумага офсетная. Гарнитура SchoolBookC. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 13,0. Уч.-изд. л. 16,3. Тираж 1000 экз. Заказ 233.
ЛР № 010292 от 18.08.98.
Оригинал-макет изготовлен в редакционно-издательском центре ГУАП.
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67.
Отпечатано с готовых диапозитивов в редакционно-издательском центре ГУАП.
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67.
84
91
94
II Международный семинар «Научный анализ и поддержка политик безопасности
в киберпространстве» — SA&PS4CS’12
98
99
100
107
Стр.2
ОбрабОтка инфОрмации и управление
УДК 004.352.22; 004.932
ИсследованИе погрешностей
определенИя коордИнаты глубИны
прИ 3D-сканИрованИИ методом,
основанном на дИффузном отраженИИ света
Н. Н. Красильников,
доктор техн. наук, профессор
О. И. Красильникова,
канд. техн. наук, доцент
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований погрешностей, возникающих при
измерении координаты глубины в процессе 3D-сканирования методом, основанном на диффузном рассеянии
света. Эти погрешности обусловлены наличием шума квантования исходных изображений, а также флуктуационного
шума. Показано, что рассматриваемые погрешности максимальны в областях оболочки, на которые
свет падает под небольшими углами. Приведены рекомендации, следуя которым эти погрешности можно свести
к малым величинам.
Ключевые слова — 3D-изображение, 3D-сканирование, диффузное отражение.
Введение
В настоящее время значительно возрос интерес
к проблемам 3D-сканирования изображений, что
проявляется, в частности, при проектировании систем
трехмерного видео и виртуальной реальности.
Одной из таких проблем является разработка
методов 3D-сканирования, основанных на физических
принципах, не использованных в существующих
трехмерных сканерах, выпускаемых промышленностью,
например, на принципе диффузного
отражения света поверхностью сканируемого
объекта и на некоторых других, в целях создания
метода, оптимального для применения в этих областях
информационных технологий. При этом необходимо
оценить наиболее важные характеристики
вновь разрабатываемых методов, такие
как сложность их реализации; погрешности измерения,
которые в этом случае имеют место; ожидаемая
стоимость используемой аппаратуры и т. д.
Целью описываемых исследований является
оценка погрешностей определения координаты
глубины, обусловленных наличием флуктуационного
шума и шума квантования, при 3D-сканировании
объектов методом, основанным на измерении
интенсивности света, диффузно отра2
ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИЕ
СИСТЕМЫ
женного поверхностью сканируемого объекта.
Что касается погрешностей, возникающих при
определении двух других координат по этим же
причинам, то здесь не возникает каких-либо
принципиально новых проблем по сравнению со
случаем обычного 2D-сканирования.
Определение углового положения нормали
к диффузно отражающей поверхности
В работах [1, 2] описан метод получения 3D-изображения
объекта, основанный на измерении интенсивности
света, диффузно отраженного его поверхностью:
I
IK θcos ,
отр =
(1)
где I — интенсивность падающего на поверхность
объекта света от источника; K — коэффициент
отражения поверхности; θ — угол между нормалью
к отражающей поверхности и вектором, направленным
на источник света.
В данной статье оценивается погрешность измерения
координаты глубины, измеренной этим
методом.
Переходя к рассмотрению проблемы, выберем
правую систему координат x, y, z и определим на№
3, 2012
Стр.3