Мета роботи - навести клінічний приклад, де за умов гонартрозу пацієнтові виконано передопераційне планування з використанням сучасних технологій тривимірного модулювання; викласти етапи підготування індивідуального інструмента для кінематичного вирівнювання осі нижньої кінцівки та встановлення компонентів ендопротеза колінного суглоба. У пацієнтки віком 69 років встановлено діагноз: правобічний гонартроз IV стадії. Для передопераційного планування виконано комп'ютерну томограму нижніх кінцівок у положенні повного розгинання в колінних суглобах і нейтральній ротації стоп (товщина зрізів 1 мм). Побудовано 3D-модель нижніх кінцівок у форматі "STL" у програмі RadiAnt DICOM Viewer Version 2021.2 та імпортовано в програму FreeformPlus. Передопераційне планування виконано за принципом кінематичного вирівнювання для відновлення конституціональної осі кінцівки та нахилу площини колінного суглоба. Наведено основні етапи підготовки індивідуального інструмента та проведення оперативного втручання. Функціональне оцінювання виконано до операції та після неї на різних етапах за шкалами EuroQоl-5D, KSS, HSS та функціональною пробою шести кроків. Індивідуальна навігація дала змогу точно провести зпили суглобових кінців і виконати відповідне до запланованого кінематичне вирівнювання кінцівки. За шкалою EuroQоl-5D визначено покращення якості життя пацієнтки, починаючи з 3-ї доби після операції. За шкалою KSS отримано відмінний результат (85 балів) через 6 тижнів після хірургічного втручання, який зберігся й через 3 міс. Оцінка результату ендопротезування за шкалою HSS через 6 тижнів склала 36 балів, через 3 міс. - 38 балів. Висновки: клінічний приклад використання оригінального індивідуального інструмента для ендопротезування колінного суглоба показав основну переваги методу - точне встановлення компонентів ендопротеза згідно з передопераційним проєктуванням, що забезпечило високу задоволеність пацієнта та добрий функціональний результат.

Викладено в доступній формі питання, що стосуються методів та способів визначення місця корабля, оцінки точності і безпеки плавання і надано практичні рекомендації по забезпеченню навігаційної безпеки. Рекомендовано як навчальний посібник з навчальних дисциплін “Кораблеводіння”, “Навігація та лоція” для курсантів спеціальності “Річковий та морський транспорт”, спеціалізації “Кораблеводіння”, а також може бути корисним для вахтових офіцерів і командирів кораблів. Зазначено, що кораблеводіння - наука про точне і безпечне водіння (плавання) кораблів по оптимально обраним курсам, способах визначення їх місця в морі (океані), загальних основах маневрування і практичних методах рішення вказаних задач. Мистецтво кораблеводіння розглянуто як мистецтво, яке потребує глибокого оволодіння наукою "кораблеводіння" і досконалості навичок у використанні цих знань із метою забезпечення навігаційної безпеки корабля, як головної умови успішного вирішення відповідних кораблевих задач. Констатовано, що керування кораблем здійснюється його командиром, який безпосередньо відповідає за безпеку плавання, його помічниками в цьому являються вахтовий штурман та вахтовий офіцер. Обов’язки цих осіб вахтової служби з питань забезпечення безпеки плавання визначено статутом і документами, що регламентують організацію і правила штурманської служби на кораблях. Наголошено, що особи, відповідальні за навігаційну безпеку (командир, вахтовий штурман, вахтовий офіцер), зобов’язані вміти оцінювати точність місця корабля і вірогідність його навігаційної безпеки.

Навчальний посібник призначений для самостійної роботи здобувачів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти, спеціальності 272 Авіаційний транспорт, освітньо-професійної програми Аеронавігація. У розділі «Електропостачання вертольоту Мі-2» розглянуто основні комплекси електричних агрегатів і пристроїв, які виробляють електроенергію постійного і змінного струму, а також розподіляють і регулюють електроенергію на вертольоті. Електричну енергію на повітряних судах застосовують для приведення у дію системи запуску авіаційних двигунів, органів управління, систем вертольоту, живлення пілотажно-навігаційних систем та приладів, радіотехнічного обладнання. У розділі «Споживачі електроенергії» розкрито інформацію, про основні споживачі електроенерегії, що розміщені на повітряному судні, а саме протипожежна система, протильодова система, світлотехнічне обладнання, паливна система, гідросистема тощо. Здобувачі освіти знайомляться з будовою, принципом роботи, передпольотною перевіркою та льотною експлуатацією життєвоважливих систем повітряного судна. У розділі «Приладове обладнання» здобувачі освіти ознайомляться з поняттям приладове обладнання вертольоту, яке є комплексом приладів, що забезпечують пілотування повітряним судном в будь-яких метеорологічних умовах, як вдень, так і вночі, контроль роботи двигунів, трансмісії й управління іншими агрегатами і системами, орієнтування в просторі, визначення висоти і швидкості польоту тощо. У розділі «Зв’язок та навігація» розглянуто системи забезпечення зовнішнього та внутрішнього зв’язку екіпажу вертольоту та засоби, що забезпечують навігацію при виконанні польоту, адже системи зв’язку відіграють велику роль для забезпечення безпеки польоту.

Запропоновано класифікацію інтерактивних функцій електронного атласу, теоретико-методологічні засади створення якої були розроблені попередньо [1]. Для виявлення та формування множини інтерактивних функцій використано тридцять чотири електронних атласи, десять геопорталів та література за темою. Класифікація є штучною та таксономічною з комбінованою структурою: фасетною радіальною на першому рівні та послідовною всередині кожного фасету (групи). Система ознак класифікації сформована на основі призначення функцій. Виділено сім груп функцій: Підтримка експлуатації, Адаптація візуального дизайну, Навігація, Аналіз, Розширюваність, Відновлюваність, Фіксація досвіду. Кожній групі відповідає одна з ознак за призначенням, а послідовність груп обумовлена гіпотетичним сценарієм роботи користувача з електронним атласом. Класифікація відкрита до розширення та модифікації. Дана робота є першим кроком до створення механізму оцінки інтерактивності електронних атласів.

Більшість існуючих безпілотних літальних апаратів (БПЛА) пілотуються за допомогою пультів дистанційного керування. При цьому при виконанні деяких робіт (геологічних, геодезичних, рятувальних, пошукових) є обмеження пов'язані з недостатньою робочою дальністю БПЛА. Тому є необхідність автоматичного керування БПЛА. При автоматичному керуванні БПЛА одним з завдань є формування траєкторії руху БПЛА, при виконанні геодезичних, пошукових та інших робіт, включаючи автоматичне маневрування для обходу перешкод. У разі відсутність інформації про точне розташування перешкод доцільним є управління на основі нечіткої логіки. Наведено схему нечіткого логічного висновку. Сукупність значень нечітких вхідних лінгвістичних змінних (ЛЗ), вихідних ЛЗ утворює нечітку базу даних, сукупність правил нечітких продукцій утворює нечітку базу знань. Кожне нечітке число представлене трикутними або трапецієподібними упорядкованими дійсними числами та задано функцією належності. Для опису простору в напряму руху БПЛА використовуються вхідні сигнали датчиків. Після обминання перешкоди навігація БПЛА може здійснюватися за допомогою GPS. Простір в напряму руху БПЛА поділено на п'ять секторів, в яких аналізується наявність перешкод та відстань до них. Введено три вхідні лінгвістичні змінні - дві для аналізу розташування перешкоди (ЛЗ "Горизонталь" та ЛЗ "Вертикаль") та одна для аналізу відстані до перешкоди (ЛЗ "Відстань"). Щодо вихідних змінних, в залежності від розташування перешкоди БПЛА буде змінювати кут рискання, швидкість руху та висоту. Введено три вихідні ЛЗ - "Кут", "Швидкість" та "Висота" та побудовано їх функції належності. Складено базу нечітких продукційних правил виду: якщо "значення вхідних змінних", то "значення вихідний змінних". Використано систему нечіткого виводу типу Мамдані. За допомогою програми перегляду правил системи нечіткого виведення (Rule Viewer) та програми перегляду поверхні системи нечіткого виведення (Surface Viewer) Fuzzy Logic Toolbox проаналізовано результати створеної нечіткої системи. Розроблений у цій статті підхід до запобігання зіткненню БПЛА з перешкодами на основі апарату нечіткої логіки відрізняється від відомих аналогів способом координації БПЛА, сукупністю керуючих правил. Застосування апарату нечіткої логіки дозволяє успішно вирішувати завдання формування траєкторії руху БПЛА в залежності від розташування перешкоди та відстані до неї.

Розглянуто питання, пов'язані з проведенням оцінки потрібних розмірів проекції еталонного зображення на земну поверхню для матричних кореляційно-екстремальних систем навігації. Розроблено необхідний для цього математичний апарат, що грунтується на відомих математичних виразах. За допомогою пропонованого математичного апарату, який пов'язує різні характеристики системи, використовуючи відношення радіуса зони обстеження системи самонаведення до похибки наведення інерційної системи навігації, одержано результати розрахунків.

Представлено посібник, що містить теоретичні та практичні положення, до кожної теми подано приклади розв'язання типових задач. Зазначено, що об'єктом вивчення дисципліни є рух судна відносно різноманітних систем координат. Особливу увагу приділено розв'язанню прямих та обернених геодезичних задач, наведено приклади розв'язання навігаційно-математичних задач, які допоможуть у практичних та лабораторних роботах. Подано у зручній та компактній формі, у додатках, знаки тригонометричних функцій, похідні елементарних та складених функцій, завдання для практичних і лабораторних робіт. Призначено для студентів спеціальності 271.01 - "Навігація і управління морськими суднами".

За оцінками ВООЗ у всьому світі на сьогодні налічується близько 2,2 млрд людей з вадами зору. До їх числа входять особи, які страждають помірними або важкими порушеннями далекого зору або сліпотою, зумовленими не скорегованими аномаліями рефракції (88,4 млн), катарактою (94 млн), глаукомою (7,7 млн), помутнінням рогівки (4,2 млн), діабетичною ретинопатією (3,9 млн) і трахомою (2 млн), а також порушенням ближнього зору, викликаним не скорегованою пресбіопією очей (826 млн). При цьому однією із найбільших проблем, з якою вони стикаються, є труднощі їх самостійної орієнтації при пересуванні поза межами свого житла, в тому числі в громадському транспорті. Проаналізувавши останні дослідження, проведеними у Великій Британії, встановлено, що майже половина людей із вадами зору хотіла б частіше залишати свій будинок. Проаналізовано останні дослідження та публікації сучасних тифлотехнічних навігаційних систем. У таких системах поміж GPS навігації, використовуються різноманітні маяки на основі WiFi, Bluetooth, спеціальних картинок та комп'ютерного зору. Проаналізовано супутні додатки, які можуть допомогти у вирішенні завдання по створенню тифлотехнічного рішення. З поміж інших систем виділяється створена на основі відкритого стандарту Wayfindr, який забезпечує навігаційні системи єдиним інструментарієм для надання людям з вадами зору послідовної, надійної та плавної навігації. Досліджено результати її експериментальної апробації в умовах міста, що підтвердило її працездатність, ефективність та відповідність стандарту. Розглянуто структуру створеного додатку та проведено його порівняльний аналіз із альтернативним технічним рішенням NaviLens, яке використовує замість електронних маяків спеціальні різнокольорові картинки, які нагадують QR-коди. Обгрунтовано розширення функціональних можливостей створених тифлотехнічних аудіо-навігаційних рішень за результатами оцінки користувачами та сформовано вектори для їх подальшого удосконалення.

Розглянуто питання, пов'язані з проведенням кількісної оцінки потенційної точності вимірювання координат точкових (що займають малу частину кадру), протяжних і площадних (що займають значну частину кадру) дотичних та недотичних об'єктів за допомогою матричних кореляційно-екстремальних систем навігації. Проаналізовані об'єкти можуть бути використані як навігаційні орієнтири, координати яких при поетапному візуванні можуть бути визначені матричною кореляційно-екстремальною системою навігації з високою точністю.

Підвищення точності стабілізації маломірного судна на траєкторії та зниження кількості перекладок руля, що підвищує ресурс авторульового, досягається за допомогою нечіткого регулятора, який працює на основі використання досвіду людини-рульового. Розроблена структурна схема управління та стабілізації судна на траєкторії, загальна схема управління із застосуванням нечіткого регулятора, а також структурна схема системи управління рухом маломірного судна із нечітким регулятором. Розроблена база правил для нечіткого регулятора та правила виведення, які грунтуються на відомому методі логічного виведення Мамдані. Застосування нечіткого регулятора дозволяє забезпечити зниження кількості перекладок руля суднової рульової машини.

Проблема створення єдиного інформаційного простору транспортних систем пов'язана із узагальненням, аналізом та синтезом різнорідних гетерогенних складових частин, підсистем, ланок, об'єктів, що є керованими або керуючими та використовують відповідні комп'ютерні ресурси. Застосування WEB-технологій є логічним продовженням розвитку сучасних інформаційних систем та обчислювальних мереж.

Мета роботи - розробка нейромережевої моделі прогнозування параметрів руху судна в системі формування надводної обстановки ближньої морської зони для підвищення ситуаційної обізнаності судноводія. Визначено, що ближня морська зона характеризується достатньо високою інтенсивністю транспортної активності. Надводна обстановка у ближній морській зоні характеризується значною кількістю факторів, що обумовлює різноманітність руху судна, їх необхідно врахувати при формуванні інформаційних моделей. Виконано розробку нейронної мережі, яка прогнозує координати судна на один крок вперед, що дозволяє прогнозувати координати судна за інформацією від навігаційних приладів, з високою навігаційною точністю.

Доведено, що одним з перспективних напрямків підвищення ефективності вирішення названих завдань є впровадження інтелектуальних інформаційних технологій в процеси інформаційного забезпечення прийняття рішень судноводієм. Основою інформаційного забезпечення - є побудова інформаційних моделей надводної обстановки, що здатні підвищити оперативність та правильність прийняття рішень судноводієм за рахунок збільшення обсягів та різнорідності інформації, яка обробляється. Незважаючи на значне оснащення сучасних суден технічними засобами навігації та управління рухом, слабким місцем залишається "людський" фактор. Передача функцій судноводія штучному інтелекту у складі сучасних автоматизованих систем не доцільна, оскільки галузь штучного інтелекту тільки розвивається, а інтелект досвідченої людини здатен на сьогоднішній день вирішувати більш складні завдання. Штучний інтелект доцільно використовувати в якості систем підтримки прийняття рішення. Доцільним є формування інформаційної моделі автоматизованої системи управління судноводінням у вигляді доповненої реальності та занурювати судноводія у таку доповнену реальність. Побудова нових інформаційних моделей з елементами доповненої реальності підвищить ситуаційну обізнаність судноводія у надводній обстановці, оперативність прийняття рішення та повноту врахування факторів.

Розглянуто новий підхід до пошуку інформаційних параметрів радіолокаційного поля, джерелом якого є радіолокатор із реальною апертурою антени, необхідний для побудови цифрової радіолокаційної карти місцевості, застосовної для навігації літального апарата по траєкторії близько до вертикальної до поверхні Землі. Суть підходу полягає у такому. У зв'язку з освоєнням аналого-цифровим перетворенням гігагерцового діапазону частот з'явилася можливість аналізувати в деталях відбитий радіолокаційний сигнал від підстильної поверхні Землі і об'єктів. Це відкрило нові можливості в пошуку інформаційних параметрів відбитого сигналу (відеоімпульси). Отримано нові інформаційні параметри: інтенсивність відбитого сигналу від об'єкта, тривалість переднього і заднього фронтів відеоімпульси, який відбито від підстильної поверхні Землі і об'єктів, дальність від літального апарата до підстильної поверхні Землі. Запропоновано при горизонтальній траєкторії або близької до неї будувати карту рельєфу ділянки підстильної поверхні Землі і об'єктів на ній за дальністю. А також метод побудови радіолокаційної карти контрасту за інтенсивністю відбитих сигналів як від підстильної поверхні Землі, так і об'єктів. Запропоновано незалежні від зовнішніх умов інформаційні параметри: висоту об'єкта і оцінку висоти нахилу підстильної поверхні Землі розглядати як основні елементи побудови цифрової тривимірної карти місцевості. Отримані результати можна використовувати як вихідний матеріал для теоретичних і практичних досліджень в області розробки всепогодної високоточної навігаційної радіолокаційної системи.

Розроблено гібридні методи локалізації та навігації мобільних колісних роботів із застосуванням нечітких та нейромережевих моделей, що можуть бути ефективно використані у середовищах зі змінними властивостями. Запропоновано метод локалізації та навігації МР в середовищі зі змінними властивостями за умов обмежених можливостей для дистанційного керування, що передбачає можливість перемикання режиму керування роботом в стан автономної навігації. Удосконалено метод автономної навігації МР в невідомому середовищі з комбінованим застосуванням нечіткої моделі і RL-методів, який дозволяє покращувати набір нечітких правил, використовуючи сигнали підкріплення. Запропоновано удосконалення методу локалізації мобільних об'єктів з використанням технології іВеасоn та даних акселерометра у просторі з відомими картами приміщень, що дозволяє скоротити кількість необхідних для локалізації передавачів. Запропоновано удосконалення методу локалізації АМР із застосуванням процедур фільтрації Калмана і фільтрації Байєса, який дозволяє враховувати особливості локалізації положення робота за умов наявності або відсутності пропріоцептивних даних. Удосконалено метод автономної навігації МР в невідомому середовищі з обходом перешкод із застосуванням нечіткої моделі, який дозволяє реалізувати різні типи поведінки робота в умовах наявності і відсутності пропріоцептивної інформації. Подальшого розвитку метод визначення маршруту руху мобільних об'єктів з використанням модифікованого алгоритму Jump Point Search (пошук шляху по стрибковим точкам), що дозволяє зменшити кількість необхідних обчислень в порівнянні з базовими алгоритмами. Теоретичні результати реалізовано за допомогою нових інтелектуальних процедур локалізації та навігації мобільних об'єктів, що забезпечує можливість їх ефективного використання в системах керування МР в середовищі зі змінними властивостями за умов обмежених можливостей для дистанційного керування. Результати тестування запропонованих методів та відповідних обчислювальних процедур підтверджують її працездатність та перспективи практичного застосування.

Досліджено проблеми вдосконалення існуючих і розробки нових моделей для комплексного вирішення теоретичних і практичних завдань, пов'язаних з автономною навігацією мобільних роботів, зокрема, теорії та методів машинного зору для можливості бачити сектор перед мобільним роботом. Досліджено також метод перевірки стабільності частоти бортового годинника мобільних роботів; методи визначення власної орієнтації мобільних роботів у недетермінованих середовищах за наявності факторів, що заважають його нормальному функціонуванню. Зауважено, що дослідження є результатом теоретичних і практичних досліджень з удосконалення науково-методичного забезпечення вирішення теоретичних завдань автоматичної навігації мобільних роботів.

На теперішній час методи і засоби морехідної астрономії є єдиними дублюючими стосовно глобальних навігаційних супутникових систем. Морехідна астрономія оперує методами та засобами для визначення місця судна у відкритому морі. З розвитку сучасних інформаційних технологій почалася інтенсивна розробка комп'ютерних методів в астронавігації. Широке використання в сучасній навігаційній практиці новітніх супутникових систем обсервації ніяк не знімає актуальності методів астрономічних обчислень. Астрономічні способи визначення мають істотні переваги, а саме - небесні світила є природними "датчиками" навігаційної інформації, причому їх досить багато, що дозволяє одночасно вести вимір для розрахунку елементів декількох ізостадій. Триваюче швидке ускладнення умов судноводіння, особливо в районах інтенсивного судноплавства, стимулює розвиток автоматизованих навігаційних комплексів, які реалізовують зазначені методи морехідної астрономії. Астрономічні методи можуть бути автоматизовані за допомогою астронавігаційних систем, що значно збільшить ймовірність застосування цих методів, скоротить час і підвищить точність рішення навігаційних завдань. Наведена структурно-функціональна схема автоматизованої астронавігаційної системи.

Розглянуто наступні тенденції. В епоху маневрених бойових дій із широким застосуванням високоточного озброєння, топогеодезичному (ТГЗ) забезпеченню операцій (бойових дій) військ (сил) надається важливе значення, що в свою чергу передбачає виконання комплексу завдань науково-технічного, виробничого і організаційного характеру, направлених на створення, поновлення і своєчасне доведення до органів управління і військових частин (підрозділів) топогеодезичної інформації (ТГІ) з метою вивчення і оцінки місцевості при прийнятті рішення, плануванні і веденні операцій (бойових дій), організації взаємодії і управління, а також ефективного застосування озброєння і бойової техніки. Основою ТГЗ збройних сил передових країн світу є геопросторова інформація, яка складається із топогеодезичної інформації (ТГІ) та навігаційно-часових даних (НЧД). В результаті вивчення сучасних та перспективних комплексів, засобів та техніки геоінформаційного та топогеодезичного забезпечення, аналізу наведених характеристик можливо дійти висновку, що розвиток відповідних засобів направлений на: зменшення кількості одиниць техніки (підвищення ефективності), укомплектування зразків сучасним обладнанням, приладами; використання ГІС-технологій; комплексування завдань, що виконуються (топогеодезично-навігаційні та забезпечення картографічними даними). Створення сучасних засобів геопросторової розвідки й топогеодезічних комплексів є перспективним напрямком забезпечення військ тому, що надає можливість командирам всіх рівнів здійснювати планування та проводити операції (бойові дії) в режимі реального часу. При створенні вказаних засобів впроваджуються такі передові технології, як: супутникова навігація; ГІС-технології; дистанційне зондування землі; геоінформаційне моделювання в реальному часі; методи цифрового картографування; високошвидкісна захищена передача великих масивів інформації; впровадження безплатформенних інерціальних навігаційних систем. Зазначені технології об'єднують та розширюють існуючі можливості топогеодезичного забезпечення на полі бою.

Розглянуто актуальні проблеми використання методів та моделей інтелектуального управління для підвищення ефективності роботи сучасних безпілотних авіаційних систем. Зокрема, були досліджені найбільш доцільні шляхи інтелектуалізації керування рухом безпілотного літального апарату в складних ситуаціях і критичних режимах функціонування. Також запропонований заснований на використанні технології комп'ютерного зору підхід до побудови інструментальних засобів автономної навігації за відсутності інформації від супутникових систем. Обгрунтована доцільність створення уніфікованої платформи для моделювання та дослідження різних аспектів функціонування безпілотних авіаційних систем. Показано, що розроблений прототип програмно-апаратного комплексу може успішно використовуватися для моделювання процесів керування безпілотними авіаційними системами, а також у якості тренажеру для підготовки операторів безпілотних літальних апаратів та диспетчерів наземних станцій управління.

Досвід сучасних бойових дій - включаючи Східну Україну - свідчить про ефективність використання розвідувальних безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Тривіальним способом навігації розвідувальних БПЛА є навігація за допомогою GPS. Таким чином, ефективним протидією проти розвідувальних БПЛА є радіочастотне придушення сигналу GPS, що, у свою чергу, актуалізує проблему автономної навігації розвідувальних БПЛА, зокрема з використанням даних з камер цільового навантаження БПЛА. Отже, актуальним напрямком розвитку розвідувальних БПЛА є розробка нових методів та алгоритмів альтернативної навігації з використанням оптичному каналу шляхом розпізнавання місцевості та визначення координат в режимі реального часу виключно за даними камер цільового навантаження БПЛА. Основою вирішення цієї проблеми з точки зору інформаційних технологій є методи пошуку відомих об'єктів на цифровому зображенні. З іншого боку, розглядаючи метод навігації розвідувальних БПЛА по оптичному каналу в поєднанні із завданням розробки відповідного програмно-апаратного комплексу (ПАК), одним із етапів зазначеного процесу є практична апробація розроблених компонентів. Аналіз існуючих публікацій свідчить про недостатнє висвітлення цього аспекту розвитку ПАК. Мета статті - опис процесу імітаційної апробації методу навігації розвідувальних БПЛА за оптичним каналом шляхом розробки відповідного програмного забезпечення. Беручи до уваги складність процесу апробації безпосередньо на БПЛА, а також значні економічні та / або часові втрати у випадку неуспіху, має сенс провести апробацію на тестових даних. У публікації: розроблено програмне забезпечення для імітаційної апробації технології навігації БПЛА за оптичним каналом, виконано імітаційну апробацію з його використанням, підтверджено коректність роботи запропонованої технології навігації.