CC BY
28
The need for motivational factors influencing the financial development of engineering enterprises for their effective motivational-oriented management is substantiated. The hierarchical model of financial development of engineering companies to display functional components of its software is developed. We designed structural system model based on the motivational-oriented management, which through selection and justification of the ways of forming separate subsystems reflects the impact of motivational factors on the effective value of the level of financial development. The method of simulation is used to determine the effect of quality motivational factors identified in the application of expert methods, the level of financial development engineering companies. The most influential quantitative performance motivational factors are identified based on the constructed correlation-regression model.
Keywords: management, development, financial development, motivational-oriented management, motivational factors, modeling, model, impact.
УДК 623.746 Пров. наук. ствроб. В.А. Багтський, канд. техн. наук;
ст. наук. ствроб. Ю.П. Сальник, канд. техн. наук; нач. ЦДЛНаукового центру 1.1. Опанасюк, канд. техн. наук; наук. ствроб. Ю.М. Пащук - Академiя сухопутних вшськ т. гетьмана Петра Сагайдачного, м. Львiв
ОБГРУНТУВАННЯ РОЗДГЛЬНО! ЗДАТНОСТ1 ПРИСТРОЮ
В1ЗУАЛ1ЗАЦН БЕЗП1ЛОТНОГО АВ1АЦ1ЙНОГО КОМПЛЕКСУ
Розглянуто можливост пристро!в вiзуалiзацil (мошторгв) робочого мюця оператора безпшотного ашацшного комплексу щодо забезпечення необхiдного ршня деталiзацil об'екта, який виявляеться за допомогою оптико-електронно! системи збирання розвщу-вально! шформацн. Дослщжено етапи роботи оператора при сприйнятп та аналiзi зобра-жень з метою виявлення, розшзнавання та щентифжаци об'екта повггряно! розвiдки. На осж^ критернв Джонсона розраховано мiнiмально необхщну пiксельну щiльнiсть мош-тора. Подано пропозицл щодо обладнання робочого мкця оператора безпiлотного ашацшного комплексу.
Ключовi слова: пристро! вiзуалiзацil, роздшьна здатнiсть, пiксельна щiльнiсть, без-шлотний авiацiйний комплекс.
Постановка задачi. Досвщ проведения ангитерористично1 операцií на схода Украши показуе, що для ведения повеяно!' розвiдки територií Украши не-закоиними збройними формуваннями та збройними силами Росiйськоí Федерацií (РФ) широко використовуються безпiлотнi авiацiйнi комплекси (БпАК). Аналiз стану безпiлотноí авiацií Збройних Сил (ЗС) Украши свiдчить про нагальну потребу розроблення та прийняття на озброення вiтчизияних БпАК, що вiдповiда-ють вимогам сучасносп та з високою ймовiрнiстю забезпечують виявлення, роз-пiзнавания та дентифжащю об'екта повiтряноí розвiдки (ОПР).
Пвд час формування технiчного вигляду БпАК накладаються певнi обме-ження щодо можливостей людського ока сприймати вiзуальну iнформацiю з екра-на моштора. Кiнцевою ланкою, яка зв'язуе оптико-електронну систему збирання розвщувально!' iнформацií (ОЕ СЗР1) з оператором БпАК, що приймае рiшення про виявлення, розшзнавання та iдентифiкацiю об'екта, е засоби вiзуалiзацií, на якi ви-водиться шформащя у виглядi зображення тдстильно!' поверхнi в умовах динамч-но-змшно1 фонощльово!' обстановки. Неврахування обмежень, що накладаються характеристиками засобш вiзуалiзапií, можуть призвести до негативних наслiдкiв, унаслщок чого оператор не в змозi виявити, розпiзнати та iдентифiкувати об'ект, який потрапив до поля зору ОЕ СЗР1, через його недостатню деталiзапiю.
Аналiз останшх дослщжень i публiкацiй. Вiдповiдно до проведених дослiджень [1] для зорового анаизатора (людського ока) видтено ктька рiвнiв сприйняття зображення. Передбачаеться, що для кожного з таких рiвнiв, об'ект характеризуеться деяким мiнiмальним (критичним) розмiром, за яким ведеться анаиз зображення ОПР. Початковий з наведених вище рiвнiв - виявлення ОПР, що вщповщае видiленню на фот зображення розмито'1 плями, яка вщобра-жаеться 2 пiкселями монiтора на один метр лшшного розмiру об'екта. Найвищий рiвень - iдентифiкацiя об'екта та визначення його специфiчних особливостей. Об'ект диференцшеться за належнiстю до типу всередиш класу (наприклад, оз-броена чи неозброена людина, танк чи цившьний вантажний автомобiль). У цьому разi один метр лшшного розмiру об'екта повинен вiдображатися на мош-торi не менш шж 16 пiкселями. Мiж цими рiвнями знаходиться промiжний рь вень сприйняття зображення - розтзнавання об'екта. При цьому ОПР належить до визначеного класу (наприклад, людина чи техшка) за сукупшстю характерних ознак, що вщповщае 8 пiкселям на один метр лшшного розмiру об'екта (табл. 1):
Табл. 1. Зображення об'екта (цШ) типу "людина" на екрам моштора для рЬзних р1вшв сприйняття зображення
Р1вш сприйняття зображення ВИЯВЛЕННЯ Р03П13НАВАННЯ 1ДЕНТИФЖАЦ1Я
Зображення об'екта (цш) на екраш моштора 14
Критичш розм1ри об'екта 3,6 шксел1в на 1 шксель 14,4 шксел1в на 4 шкселя 28,8 шксел1в на 8 шксел1в
Детаизац1я зображення на монiторi оператора безпосередньо залежить вщ роздтьно'' здатностi екрана - щтьносп зображення [2]. Ця характеристика визначаеться кшьюстю крапок або елеменлв зображення уздовж одного рядка i кiлькiстю горизонтальних рядкiв. Чим вища роздiльна здатнiсть, тим бтьше ш-формацп виводиться на екран. При цьому вщстань мiж пiкселями i розмiр самого пiкселя зменшуються. Роздтьна здатнiсть монiтора характеризуеться ще од-нiею дуже важливою характеристикою, яка впливае на процес виявлення об'екта, - тксельною щiльнiстю (ррг), тобто кiлькiстю пiкселiв на дюйм [2], яка розраховуеться за виразом [3, 4]
РР = ^, (1)
де: - дiагональна роздшьна здатнiсть екрана моштора; ф - розмiр дiагоналi екрана монiтора.
Людське око нездатне розрiзнити окремi пiкселi на зображенш, що виводиться на моштор, якщо пiксельна щiльнiсть рр1 > 306 [5]. Це настльки дрiбнi пiкселi, що очне яблуко не може розтзнати окрему крапку, i сприймае зображення як едине щле. З iншого боку, моштори з невеликим значенням рр1 е бтьш простими та дешевими.
Виклад основного матерiалу. Пiд час застосування БпАК для ведення повiтряноí розвiдки на процес виявлення ОПР значно впливають характеристики засоб1в вiзуалiзацil, а саме íх технiчнi можливостi щодо деталiзацií зображення. Пiд деталiзацieю розумдать кшьккть елемештв, якi передають вiзуальну шфор-мацда про об'ект [1].
Ввдповщно до наявних у крашах-членах НАТО вимог до тактичних БпАК [6-8], апаратура для ведення оптико-електронно1 розвдаи повинна мати такi характеристики:
• можливють дискретно!' або безперервно! змiни фокусно! вiдстанi об'ектива (трансфокацн) ОЕ СЗР1;
• для висоти польоту безтлотного лiтального апарата (БпЛА) 1000 м, смуга детально! розвщки мае бути не менше 50 м; смуга оглядово! розвщки - не менше
• роздшьна здатнiсть ОЕ СЗР1 повинна бути не бшьше 0,5 м.
За таких умов прилади вiзуалiзацií мають забезпечувати виконання зав-дань для усх рiвнiв сприйняття зображення - виявлення, розшзнавання та вден-тифкацц. Вiдповiдно до математичного апарату [2-5] проведено розрахунки па-раметрiв засобiв вiзуалiзацií за заданих значень висоти польоту БпЛА та ширини смуги розвiдки. Проведемо розрахунки параметрiв моштора робочого мiсця оператора БпАК, ят забезпечують належну роздшьну здатнкть. Основними характеристиками екрана моштора, ят впливають на процес виявлення об'екта оператором, е:
• розмiр дiагоналi екрана монiтора - 4 (дюйм);
• дiагональна роздшьна здатшсть - ¡!р (пiксель);
• ширина роздшьно! здатностi - Ор (пiксель);
• висота роздшьно! здатноси - кр (пiксель);
• тксельна щiльнiсть монiтора - рр1 (тксель/дюйм).
Вихiднi данi для проведення розрахунюв наведено в табл. 2.
Табл. 2. Вихiднi дат для розрахунку параметрiв момтора робочого мкця
оператора БпАК
4 Спiввiдношення сторш екрана Висота польоту Ширина смуги спостереження
17 дюйшв 9:16 1000 м 500 м
Розглянемо виконання завдання "ВИЯВЛЕННЯ" об'екта (цш) типу "лю-
дина".
Дiагональна роздiльна здатнiсть екрана моштора 4р розраховуеться за ви-разом [3]
де: юр - ширина роздшьно1 здатностi екрана моштора; Нр - висота роздшьно1 здатносп екрана монiтора. Ширина роздально1 здатносп екрана монiтора в шксе-лях ввдповщае ширинi смуги мiсцевостi в метрах, яку оператор буде спостерка-ти на екраш монiтора.
Для виконання завдання виявлення об'екта (цш) оператором БпАК необ-хiдно, щоб об'ект (цiль) вiдображався на екраш моштора певною юлькктю шк-сел1в по ширинi i висотi. Для розрахунюв в якостi об'екта (цш) було обрано лю-
500 м;
(2)
дину з лшшними розмiрами 180 см на 50 см. За критерiями Джонсона [1] для ви-конання завдання "ВИЯВЛЕННЯ" зазначений об'ект повинен ввдображатися на екранi не менш шж 3,6 пiкселями по висотi та 1 шкселем по ширинi.
Виходячи з цього, ми можемо вирахувати кiлькiсть пiкселiв одного рядка на екраш, що необхiдно для ввдображення далянки мiсцевостi шириною 500 м, i що вiдповiдаe ширинi роздшьно!' здатностi екрана монiтора в шкселях (ар):
0,5м.- Хткселъ \ 500 -1
> Х тксел1в =-= 1000 тксел1в .
500м.- Хтксел1в0,5
Таким чином, для ввдображення на екраш моштора дшянки мкцевосп шириною 500 м необхiдно 1000 пiкселiв в одному рядку (сор=1000).
Знаючи спiввiдношення сторш екрана монiтора (х: у), нескладно розраху-вати значения висоти роздшьно!' здатностi екрана монiтора (Нр):
Нр = СЛ; Ьр = ^ = 562,5. (3)
у 16
Поставивши отриманi значення ширини (ср) та висоти (Нр) роздально!' здатностi екрана моштора до виразу (2), отримаемо значення даагонально1 роз-дшьно!' здатностi екрана моштора (dp): dp = у] ар + Нр =^10002 + 562,52 = 1147,35.
Пiксельна щiльнiсть розраховуеться за виразом (1), а саме:
1147,35 ^ рр( =--— = 67,5 » 68.
17
Проведеш розрахунки дають пiдставу стверджувати, що для забезпечення виконання завдання "ВИЯВЛЕННЯ" об'екта (цш) типу "людина" у смузi веден-ня спостереження 500 м та висотi польоту БпЛА 1000 м, буде достатшм облад-нати робоче мiсце оператора БпАК монiтором з характеристиками екрана, наве-деними в табл. 3.
Табл. 3. Характеристики екрана моштора, що забезпечують виконання завдання "ВИЯВЛЕННЯ"
Показник Умовне позначення Числове значення Одиниця вимiру
Розмiр дiагоналi екрана монiтора di 17 дюйм
Спiввiдношення сторш екрана моттора 9:16
Дiагональна роздiльна здатшсть d р 1147,35 пiкселiв
Ширина роздiльноí здатностi ар 1000 mкселiв
Висота роздшьно'1 здатностi Нр 562,5 пiкселiв
Пiксельна щiльнiсть монiтора PPi 68 пiкс/дюйм
За потреби розробник може змшити деят вихвдш даш, наприклад розмiр дiагоналi та спiввiдношения сторш екрана моштора. Пкля чого необхщно провести повторнi розрахунки та отримати вiдповiднi характеристики екрана моштора, ят також забезпечують виявлення об'екта оператором, але бшьше задо-вольняють виробника.
Для одних i тих же вихiдних даних розраховано параметри моштора ро-бочого мiсця оператора БпАК, ят забезпечують виконання завдання "РОЗП1З-
НАВАННЯ" та "1ДЕНТИФ1КАЦП" об'екта (ц1л1) типу "людина". Отримано ре-зультати розрахунюв, яш наведеш в табл. 4 та 5 вщпов1дно.
Табл. 4. Характеристики екрана моттора, що забезпечують виконання завдання "РозпЪнавання"
Розмiр дiагоналi екрана монiтора <¡1 17 дюйм
Спiввiдношення сторiн екрана моштора - 9:16 -
Щагональна роздiльна здатнiсть < р 4589,3 пiкселiв
Ширина роздшьно! здатностi СОр 4000 mкселiв
Висота роздiльно'í здатноси Нр 2250 пiкселiв
Пiксельна щiльнiсть монiтора PPi 270 пiкс/дюйм
Табл. 5. Характеристики екрана моттора, що забезпечують виконання
завдання "1ДЕНТИФ1КАЦП"
Розмiр дiагоналi екрана моттора 17 дюйм
Спiввiдношення сторiн екрана моштора - 9:16 -
Щагональна роздшьна здатнiсть < р 9178,7 mкселiв
Ширина роздшьно! здатносп СОр 8000 mкселiв
Висота роздiльно! здатностi Нр 4500 mкселiв
Шксельна щiльнiсть монiтора PPi 540 пiкс/дюйм
Як зазначено вище, людське око нездатне розр1знити окрем1 шксел1 на зображенш, що виводиться на моштор, якщо шксельна щшьшсть ррг > 306. З ог-ляду на це, виконання завдання "ЩЕНТИФ1КАЦП" при використанш екрашв з розрахованими характеристиками неможливе, оскшьки числове значення шк-сельно! щшьносп такого моштора (540 шкс/дюйм: табл. 5) перевищуе вказане вище граничне значення.
Виршення ще1 проблеми можливе кшькома шляхами:
1) збшьшення розмiру дiагоналi екрана моштора (<) за фiксованого (незмшно-го) значення дiагональноí роздшьно!' здатностi (<р), що призведе до змен-шення шксельно! щiльностi монiтора (ррг) та досягнення значення, нижчого вщ граничного рiвня. У цьому разi забезпечення виконання функцiй як вияв-лення, так i розпiзнавання та щентифжацп ОПР може здiйснюватися без збшьшення зображення ОПР на екраш монiтора. Однак обмеженням можуть бути розмiри наземного пункту управлiння, де обладнуеться робоче мiсце оператора;
2) за командою оператора здшснення часткового накладання на зображення шдстильно! поверхш мiсцевостi, що формуеться ширококутною ("оглядо-вою") ОЕ СЗР1 БпЛА i вiдображаеться на екранi монiтора, збшьшеного зображення ОПР, яке надходить вщ додатково! ОЕ СЗР1 БпЛА з меншим кутом огляду. При цьому потрiбно забезпечити можливiсть спостереження задано!' смуги розвiдки, щоб унеможливити пропуск шших ОПР. Недолiком цього шдходу е те, що додаткове зображення частково перекривае зображення, яке використовуеться для оглядово! розвщки, що може призвести до пропуску оператором ОПР;
3) за командою оператора виведення на екран моштора збшьшеного зображення ОПР, яке надходить вщ додатково! ОЕ СЗР1 БпЛА з меншим кутом огляду, у спещально визначеному (зарезервованому) сектс^ екрана. При цьому
зменшуеться дiагональ сектора екрана, на який виводиться основне зобра-ження смуги оглядово! розвщки;
4) обладнання робочого мкця оператора БпАК додатковим монитором, який бу-де використовуватися для розшзнавання та вдентифшацп ОПР пiсля його ви-явлення. При цьому на такий монiтор подаеться iнформацiя вщ ОЕ СЗР1 з меншим кутом огляду, що дае змогу збшьшити детальнiсть зображення ОПР. Недолiками такого варiанта вирiшення проблеми е розосередження уваги оператора та необхiднiсть врахування обмежень, як1 пов'язанi з розмiрами наземного пункту управлiння, де обладнуеться робоче мкце оператора; Висновки. Обмеження щодо технологiчних можливостей сучасних засо-б1в вiзуалiзацií накладають додатковi вимоги до створення робочого мiсця оператора БпАК. Використання зазначених вище рекомендацiй дають змогу розроб-никам БпАК вардавати значениями характеристик пристро!'в вiзуалiзацií, забез-печуючи успiшне виконання завдань виявлення, розпiзнавання та вдентифшащя ОПР. У разi застосування збшьшеного зображення ОПР, яке надходить вщ до-датково!' ОЕ СЗР1 БпЛА з меншим кутом огляду, необхщно провести додатковi дослiдження щодо можливостей сприйняття та аналiзу оператором вiзуальноí ш-формацií з урахуванням фiзiологiчних особливостей людського зору.
Лiтература
1. Системы безопасности двойного и военного назначения. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.pergam-vision.ru/files/file_name_19913afi8724bfac99cbed64764b7052.pdf.
2. Что такое PPI (Pixels Per Inch)?. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.pcwork.ks.ua/blog/chto_takoe_ppi_pixels_per_lnch/2012-05-03-524.
3. Расчёт плотности пикселей (PPI) моштора. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://ru.wikipedia.org/wiki/Ppi.
4. Воробьев Л.Е. Оптические средства наноструктур / Л.Е. Воробьев, Е.Л. Ивченко, Д.А. Фирсов, В.А. Шалыгин. - Санкт-Петербург : Изд-во "Наука", 2001. - 188 с.
5. Как перевести сантиметры в пиксели. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.kakprosto.ru/kak-44702-kak-perevesti-santimetry-v-pikseli.
6. Слюсар В. Передача данных с борта БПЛА: стандарты НАТО. - Электроника НТБ. -Вып. #3/2010. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.electronics.ru/journal/article/53.
7. STANAG 4609/AEDP-8. NATO Digital Motion Imagery Format. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.nato.int/stmcWAC/224/standard/4609/4609.. ,/AEDP-8(3).pdf.
8. STANAG 7023/AEDP-9. NATO Primary Image Format. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.nato.int/structur/AC/224/standard/7023/7023_documents/7023Eed04.pdf.
Багинский В.А., Сальник Ю.П., Опанасюк И.И., Пащук Ю.М. Обоснование разрешающей способности устройства визуализации беспилотного авиационного комплекса
Рассмотрены возможности устройств визуализации (мониторов) рабочего места оператора беспилотного авиационного комплекса относительно обеспечения необходимого уровня детализации объекта, который выявляется с помощью оптико-электронной системы сбора разведывательной информации. Исследованы этапы работы оператора при восприятии и анализе изображений с целью выявления, распознавания и идентификации объекта воздушной разведки. На основе критериев Джонсона рассчитана минимально необходимая пиксельная плотность монитора. Поданы предложения относительно оборудования рабочего места оператора беспилотного авиационного комплекса.
Ключевые слова: устройства визуализации, разрешающая способность, пиксельная плотность, беспилотный авиационный комплекс.
Bahinskyi VA., Salnyk Yu.P., Opanasiuk I.I., Pashchuk Yu.M. Validation of Display Resolution of Unmanned Aircraft System Derived Imagery
Some performance capabilities of displays for unmanned aerial vehicle payload operator pertaining to necessary level of zooming of air reconnaissance object which is detected by an electro-optical system are examined. The stages of operator's working conditions during perception and the analysis of imagery in order to detect, recognize and identify an air reconnaissance object are researched. Based on Johnson's criteria the authors have calculated the least necessary pixel density of the operator's display. The equipment of workstation of unmanned aerial vehicle payload operator is proposed to be developed.
Keywords: display of imagery, resolution, pixel density, unmanned aircraft system.
УДК 674.09:51-74:519.87:004.942 Доц. А.Я. Вус, канд. фЬз.-мат. наук -
Львгвський НУ т. 1вана Франка; доц. В. О. Маевський, д-р техн. наук - НЛТУ Украти, м. Льв1в
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПОПЕРЕЧНИХ ПЕРЕТИН1В КОЛОДИ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ Н СКАНУВАННЯ
Розглянуто два шдходи до аналогично! побудови моделi огинаючих кривих, як описують контури поперечних перетишв колоди за результатами !! поздовжнього скану-вання. Встановлено, що моделювання контура за допомогою тригонометричного многочлена Фур'е е ефективною та практично застосовною методикою для розроблення адекватно! математично! моделi колоди. Для вщшукання оптимально! моделi контура реал1зовано алгоритм, який передбачае введения надлишкового параметра з подальшою мiнiмiзацiею илощi поперечного перетину. Запропонована методика ефективного прогнозування реального об'емного виходу ииломатерiалiв та вибору рацюнальних варiаитiв розпилюва^ня колод з урахуванням специфшацп и^ои^одукцГ!.
Ключовi слова: Колода, поперечний перетин, огинаюча крива, сканування, форма поверхнi, математичне моделювання, тригонометричний многочлен, кусково-лiиiйна ш-терполяЦя.
Постановка проблеми та актуальнiсть дослщження. Розпилювання колод на пилопродукщю е першим та водночас одним 1з найважливших еташв ви-робництва вироб1в з деревини. В1д реал1зацп цього етапу насамперед залежить ефективнкть використання сировинних та енергетичних ресурав, обмежешсть обсяпв 1 значне зростання вартосп яких зумовлюе необхвднкть ращонального шдходу до !х використання.
Неврахування форми та розм1рно-яккних 1 кшьшсних характеристик колод, здебшьшого, е основною причиною, що призводить до значних перевитрат пиловно! сировини на виконання специфшацп пилопродукцц. Насл1дком цього е збшьшення ресурсозатратносп сировини у технолопчному процес виробництва пилопродукцц. Виршення ще! проблеми потребуе не тшьки наявносп достов1р-но! шформацц про реальну форму колод та розм1рно-яккш та кшьккш характеристики колод 1 пилопродукцц, але й правильно! !! 1нгерпретацп. Основною пере-думовою ефективного планування розпилювання колод на пилопродукщю е по-передне прогнозування можливих вар1анпв розпилювання кожно!' колоди та ви-б1р ращонального вар1анта для його використання у виробничих умовах. Виб1р такого вар1анта насамперед залежить вщ кшькосп можливих вар1анпв розпилювання та точносп розрахунку виходу пилопродукцц за цими вар1антами. Таким чином, актуальним напрямом дослщження е розроблення адекватно! математично! модел1 колоди з урахуванням и форми та розм1рно-яккно! характеристики. Ця модель необидна для прогнозування можливих вар1анпв розпилювання кон-кретних колод на пилопродукщю та виходу пилопродукцц за цими вар1антами.
