Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Determining the accuracy of a digital terrain model based on image data obtained from an unmanned aerial vehicle

Żukowska Marta, Krasuski Kamil, Wierzbicki Damian

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2025

|

z. 129

293--309

EN

This article presents and describes the results of research on determining the accuracy of a Digital Terrain Model (DTM) developed based on image data obtained from an Unmanned Aerial Vehicle (UAV). The Digital Terrain Model was created using image data acquired by an Unmanned Aerial Vehicle, specifically the fixed-wing with electric propulsion, flying at an altitude of 300 meters. The image data were collected during a photogrammetric survey conducted over a mountainous area in 2021. The final elevation values of the Digital Terrain Model were recorded in a GRID format with a spatial resolution of 5 meters. The article also includes a comparison of the DTM elevations with results obtained from the satellite GPS RTK technique. Based on this, an accuracy of elevation determination for different vertical profiles ranged from 0.19 m to 0.24 m was obtained. Moreover, the study also involves the development of a DTM from data acquired by the Unmanned Aerial Vehicle at an altitude of 150 meters. In this case, the accuracy of determining the elevations of the DTM for different vertical profiles ranged from 0.10 m to 0.16 m. The results of the research are very interesting for the application of UAV technology in aerial photogrammetry, particularly in inaccessible areas, especially mountainous regions.

2

Accuracy analysis of Galileo code positioning for UAV

Cybulska-Gac Klaudia, Krasuski Kamil, Ciećko Adam

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2025

|

z. 127

39--55

EN

Official ICAO certification for the Galileo satellite navigation system is currently being implemented for aeronautical applications. Hence, experimental studies are needed to verify the performance of Galileo for kinematic positioning of the user in aviation. The main objective of this work is to present an optimal computational strategy for determining the user's position and the accuracy parameter of Galileo positioning in civil aviation. The paper uses the least squares method and Kalman filtering to calculate the user position. The calculations were performed in two independent Galileo observation processing software, i.e., RTKLIB and Emlid Studio. Galileo navigation and observation data acquired from a DJI Matrice RTK300 unmanned platform was used in the calculations. The Galileo SPP code method algorithm was used to determine the UAV coordinates. The RTKLIB application uses a solution based on the least squares method model to determine user coordinates using the SPP method. The Emlid Studio application, respectively, is based on the Kalman filtering algorithm. On this basis, the UAV positions were determined for the two computational strategies, and the Galileo positioning accuracy was then determined in the form of position errors and RMS errors. The study shows that Emlid Studio software improves Galileo's kinematic positioning accuracy by between 15 and 65% over the results obtained from the RTKLIB solution. The flight tests carried out, the software used, and the computational strategies can be utilized for other global GNSS systems.

3

Znaczenie wartości współczynników DOP w pomiarach RTN

Uznański Andrzej

Przegląd Geodezyjny

|

2025

|

R. 97, nr 7

15--21

PL

Aktualnie najpopularniejszą techniką pomiarową wśród geodetów są satelitarne pomiary RTN, gdyż można je wykonać jednoosobowo, łatwo i bardzo szybko. Jednakże prostota realizacji pomiaru idzie w parze z bardzo zaawansowanymi algorytmami przetwarzania obserwacji, które muszą obliczyć pozycję nawet w ułamku sekundy na podstawie sygnałów, które pokonały ok. 20 tysięcy kilometrów. W praktyce podstawowym problemem jest realna ocena dokładności i wiarygodności wyników pomiarów RTN. Chyba każdy często wykonujący pomiary RTN spotkał się z sytuacją, że mimo zinicjalizowanego odbiornika zdarzały się w opracowaniu wyniki pomiarów RTN obarczone dużymi błędami. Na ekranie kontrolera zawsze wyświetlana jest informacja o inicjalizacji odbiornika satelitarnego, tzw. potocznie „fix” oraz parametr jakości wyniku w metrach i najczęściej także najpopularniejszy akronim pomiarów satelitarnych, czyli bezwymiarowy współczynnik GDOP lub PDOP. Na podstawie wartości tych parametrów geodeta musi podjąć decyzję o akceptacji wyniku pomiaru RTN lub jego odrzuceniu i powtórzeniu pomiaru. Celem pracy była praktyczna weryfikacja, czy istnieje korelacja między wartościami współczynników DOP a dokładnością współrzędnych wyznaczanych z pomiarów RTN? Jak istotne znaczenie ma wartość współczynnika DOP w trakcie pomiaru RTN na dokładność jego wyniku? Dysponując bazą testową w publikacji poruszono także aspekt dokładności wyników pomiarów RTN.

EN

Currently, the most popular measurement technique among surveyors is satellite RTN measurements, as they can be carried out by a single person, easily and very quickly. The simplicity of measurement implementation, however, is accompanied by highly advanced observation processing algorithms, which must calculate the position even in a fraction of a second based on signals that have traveled approximately 20,000 kilometers. In practice, the main problem is the real assessment of the accuracy and reliability of RTN measurement results. Almost everyone who frequently performs RTN measurements has encountered situations where, despite initializing the satellite receiver, the RTN measurement results were burdened with significant errors during processing. The controller screen always displays information about the initialization of the satellite receiver, commonly known as "fix," as well as the quality parameter of the result in meters and most often the most popular acronym for satellite measurements, the dimensionless GDOP or PDOP coefficient. Based on the values of these parameters, the surveyor must decide whether to accept the RTN measurement result or reject it and repeat the measurement. The aim of the study was to practically verify whether there is a correlation between DOP coefficient values and the accuracy of coordinates determined from RTN measurements. How significant is the DOP coefficient value during RTN measurement for the accuracy of its result? Using a test database, the publication also addressed the aspect of the accuracy of RTN measurement results.

4

Learning rate tuning as a software optimization technique for efficient deep learning

Belhadri Abdelkader, Benchennane Ibtissem

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 7

181--190

EN

This article examines software level optimizations for accelerating the convergence of deep learning training by dynami cally adapting the learning rate hyperparameter. First, the underlying motivations for reducing training time are presented. Next, a comprehensive overview of learning-rate scheduling methods is presented. Finally, an empirical evaluation on the CIFAR-10 data set-employing a ResNet-18 architecture-demonstrates that these strategies substantially improve training efficiency without com promising accuracy or increasing energy usage.

PL

W niniejszej pracy przebadano optymalizację poziomu oprogramowania w celu przyspieszenia konwergencji szko lenia w zakresie głębokiego uczenia poprzez dynamiczną adaptację hiper-parametru szybkości głębokiego uczenia. Po pierwsze, przedstawiono podstawowe motywacje zredukowania czasu szkolenia. Następnie, dokonano rozległego przeglądu metod harmonogramu szybkości uczenia. Empiryczna ocena zbioru danych CIFAR-10, stosująca architekturę ResNet-18, pokazuje, że omawiane strategie w istotny sposób poprawiają skuteczność szkolenia bez potrzeby kompromisu w zakresie dokładności lub zwiększenia nakładu zużywanej energii.

5

Inter-turn short circuit fault detection in induction motor using XGBoost, KNN and Random Forest

Chahmi Abdelghani, Benkaihoul Said, Naas Toufik Tayeb, Yildirim Özüpak

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 2

248--253

EN

In this research endeavor, the focus was directed towards investigating a specific fault occurrence within an induction motor, namely an inter-turn short circuit (ITSC), intentionally induced within phase A of the motor. The employed dataset encompassed both correct operational states and instances afflicted with the aforementioned fault, with parameters such as current flows and torque outputs meticulously recorded and analyzed. When employing a methodology rooted in machine learning, a suite of algorithms was applied to discern and identify the presence of the fault. From among the array of algorithms utilized, the notable contenders included Random Forest (RF), k-nearest neighbors (KNN), and Extreme Gradient Boosting (XGBoost), each meticulously trained and tested on the dataset to gauge their efficacy in fault detection. The outcomes obtained in the mentioned study unequivocally demonstrate the superiority of the Random Forest algorithm in terms of accuracy assessment, boasting a remarkable accuracy rate of 99.7%. In the stark contrast, both KNN and XGBoost algorithms exhibited comparatively lower accuracy rates, standing at 96.6% and 96.5%, respectively.

PL

W tym przedsięwzięciu badawczym skupiono się na badaniu konkretnego wystąpienia usterki w silniku indukcyjnym, a mianowicie zwarcia międzyzwojowego (ITSC), celowo indukowanego w fazie A silnika. Zastosowany zbiór danych obejmował zarówno prawidłowe stany operacyjne, jak i przypadki dotknięte wyżej wymienionymi usterkami, przy czym parametry takie jak przepływy prądu i wyjściowy moment obrotowy były skrupulatnie rejestrowane i analizowane. Stosując metodologię opartą na uczeniu maszynowym, zastosowano zestaw algorytmów w celu rozpoznania i zidentyfikowania obecności usterki. Wśród szeregu wykorzystywanych algorytmów godnymi uwagi konkurentami byli Random Forest (RF), k-najbliżsi sąsiedzi (KNN) i Extreme Gradient Boosting (XGBoost), każdy skrupulatnie przeszkolony i przetestowany na zbiorze danych w celu oceny ich skuteczności w wykrywaniu usterek. Wyniki uzyskane w tym badaniu jednoznacznie wskazują na wyższość algorytmu Random Forest pod względem oceny dokładności, który może pochwalić się niezwykłym współczynnikiem dokładności wynoszącym 99,7%. Dla kontrastu, zarówno algorytmy KNN, jak i XGBoost wykazywały stosunkowo niższe wskaźniki dokładności, wynoszące odpowiednio 96,6% i 96,5%.

6

Numerical Analysis of the Discrete, Fractional Order PID Controller using FOBD and CFE Approximations

Oprzędkiewicz Krzysztof

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2025

|

R. 29, nr 3

5--11

EN

This paper presents the numerical analysis of the discrete, approximated Fractional Order PID Controller (FOPID). The fractional parts of the controller are approximated with the use of the most known methods: Fractional Order Backward Difference (FOBD) and Continuous Fraction Expansion (CFE). CFE is simpler and faster than the FOBD method, but its accuracy is not always satisfying. For both approximations optimum sample time was found by minimizing of the cost function Integral Absolute Error (IAE). Additionally, to optimize of CFE its parameter a was applied. Results of numerical tests show that the FOPID using FOBD is more accurate in the sense of IAE cost function for FOPI and FOPID controllers, but CFE is more accurate for FOPD controller. Next, the FOBD requires to use of smaller sample time to obtain of good accuracy than CFE. This allows to conclude that FOPD controller using CFE can be applied in time critical applications at bounded platforms, for example in robotics or numerical control.

PL

W pracy zaprezentowano analizę numeryczną dyskretnego regulatora PID niecałkowitego rzędu, w którym akcje: całkująca i różniczkująca są aproksymowane z użyciem dwóch typowych aproksymacji dyskretnych: FOBD i CFE. CFE jest szybsza i prostsza, natomiast nie zawsze zapewnia wystarczającą dokładność. Dla obu badanych aproksymacji wyznaczono okres próbkowania zapewniający ich najlepszą dokładność w sensie funkcji kosztu IAE. W przypadku aproksymacji CFE w optymalizacji wykorzystano dodatkowo współczynnik a. Wyniki testów numerycznych wskazują, że zastosowanie aproksymacji FOBD zapewnia lepszą dokładność dla regulatorów FOPID i FOPI, natomiast dla regulatora FOPD lepszą opcją jest zastosowanie CFE. Regulator FOBD dla zapewnienia dobrej dokładności wymaga stosowania krótszego okresu próbkowania, niż CFE. Podsumowując, w krytycznych czasowo aplikacjach pracujących na sprzęcie o ograniczonej mocy obliczeniowej (np. robotyka, sterowanie numeryczne lub urządzenia IoT) można rekomendować zastosowanie regulatora FOPD wykorzystującego aproksymację CFE

7

Accuracy analysis of UAV coordinates using EGNOS and SDCM augmentation systems

Krasuski Kamil, Wierzbicki Damian, Kirschenstein Małgorzata, Żukowska Marta, Gołda Paweł

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2024

|

z. 123

75--100

EN

SBAS systems are applied in precise positioning of UAV. The paper presents the results of studies on the improvement of UAV positioning with the use of the EGNOS+SDCM solutions. In particular, the article focuses on the application of the model of totaling the SBAS positioning accuracy to improve the accuracy of determining the coordinates of UAVs during the realisation of a test flight. The developed algorithm takes into account the position errors determined from the EGNOS and SDCM solutions. as well as the linear coefficients that are used in the linear combination model. The research was based on data from GPS observations and SBAS corrections from the AsteRx-m2 UAS receiver installed on a Tailsitter platform. The tests were conducted in September 2020 in northern Poland. The application of the proposed algorithm that sums up the positioning accuracy of EGNOS and SDCM allowed for the improvement of the accuracy of determining the position of the UAV by 82-87% in comparison to the application of either only EGNOS or SDCM. Apart from that, another important result of the application of the proposed algorithm was the reduction of outlier positioning errors that reduced the accuracy of the positioning of UAV when a single SBAS solution (EGNOS or SDCM) was used. The study also presents the effectiveness of the proposed algorithm in terms of calculating the accuracy of EGNOS+SDCM positioning for the weighted average model. The developed algorithm may be used in research conducted on other SBAS supporting systems.

8

Proposals for the implementation of a decision support system for air defence fire control based on fuzzy networks of targets

Volkov Andrii, Stadnichenko Volodymyr, Yaroshchuk Vitalii, Halkin Yurii, Tokar Oleksandr

Systemy Logistyczne Wojsk

|

2024

|

Vol. 61, no. 2

211--228

EN

The purpose of the research was to improve the control of air defence firepower using fuzzy networks of target installations, enhancing the efficiency and accuracy of defensive actions. The research niche of this article is the optimization of decision support systems in air defence through the application of fuzzy logic to improve real-time threat assessment and response accuracy. The study hypothesized that the integration of fuzzy networks into air defence fire control would lead to improved decision-making accuracy and reduced response time under conditions of uncertainty. The methodology involved data collection using radar, acoustic, and infrared sensors; modelling of fuzzy systems with specialized software; the development of fuzzy rules for threat assessment; and the simulation of real combat conditions to evaluate system effectiveness and its integration with existing detection and tracking equipment. The results demonstrated that the proposed decision support system significantly enhances threat assessment accuracy, reduces reaction time, and improves overall air defence effectiveness. Simulation tests confirmed a notable increase in the speed and precision of defensive measures, highlighting the adaptability of the system to dynamic combat conditions. Furthermore, the integration of fuzzy networks with existing detection and tracking technologies facilitated rapid data processing and optimized firepower management, leading to cost reductions. The study contributes to the advancement of decision support methodologies in air defence by introducing an innovative approach based on fuzzy logic, which enhances the accuracy and efficiency of decision-making under conditions of operational uncertainty. Future research should focus on validating the system’s effectiveness in real-world deployments to further refine its performance.

PL

Celem badania było usprawnienie kontroli siły ognia obrony powietrznej poprzez zastosowanie rozmytych sieci instalacji celów, co miało na celu zwiększenie efektywności i precyzji działań obronnych. Niszową problematyką poruszaną w artykule jest optymalizacja systemów wspomagania decyzji w obronie powietrznej, poprzez zastosowanie logiki rozmytej w celu poprawy oceny zagrożeń w czasie rzeczywistym i precyzji reakcji. W badaniu postawiono hipotezę, iż integracja sieci rozmytych z systemami kierowania ogniem obrony powietrznej prowadzi do zwiększenia dokładności podejmowania decyzji oraz skrócenia czasu reakcji w warunkach niepewności. Część badawcza obejmowała zbieranie danych za pomocą radarów, czujników akustycznych i podczerwieni; modelowanie systemów rozmytych przy użyciu specjalistycznego oprogramowania; opracowanie reguł rozmytych do oceny zagrożeń; oraz symulację rzeczywistych warunków bojowych w celu oceny skuteczności systemu oraz jego integracji z istniejącym sprzętem wykrywającym i śledzącym cele. Wyniki badań wykazały, iż zaproponowany system wspomagania decyzji znacząco zwiększa dokładność oceny zagrożeń, skraca czas reakcji oraz poprawia ogólną skuteczność obrony powietrznej. Testy symulacyjne potwierdziły znaczący wzrost szybkości i precyzji działań obronnych, podkreślając zdolność systemu do adaptacji do dynamicznych warunków bojowych. Ponadto integracja sieci rozmytych z istniejącymi technologiami wykrywania i śledzenia celów umożliwiła szybsze przetwarzanie danych i optymalizację zarządzania siłą ognia, co przyczyniło się do redukcji kosztów. Badanie wnosi wkład w rozwój metodologii wspomagania decyzji w obronie powietrznej poprzez wprowadzenie innowacyjnego podejścia opartego na logice rozmytej, które zwiększa dokładność i efektywność podejmowania decyzji w warunkach operacyjnej niepewności. Przyszłe badania powinny skupić się na walidacji skuteczności systemu w rzeczywistych warunkach operacyjnych w celu dalszego doskonalenia jego działania.

9

Investigation of the accuracy of BeiDou, QZSS and QZSS/BeiDou satellites configuration for short, medium and long baselines in the Asia-Pacific regions

Pirti Atinc

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2024

|

Vol. 118

17--21

EN

The field of satellite navigation has seen significant advancements due to the fast development of multi-constellation Global Navigation Satellite Systems (GNSS). Around 150 satellites will be in service when all six systems – GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS, and NAVIC – are launched by 2030, offering both enormous potential and advantages for research and engineering applications. This study used an experiment on the accuracy, particularly for short, medium, long baselines (Wide Lane ambiguity solution) of the BeiDou, QZSS and QZSS/BeiDou combinations. It showed that with the integration of BeiDou/QZSS static measurements in the study region millimetre-centimetre accuracy for short, medium, and long baselines can be attained. Based on the results of this study, it can be concluded that the 1st (QZSS/BeiDou), 2nd (BeiDou), and 3rd (QZSS) strategies feature different horizontal accuracies for all categories. The obtained results with different satellite configurations for the Fixed-Wide-Lane integer ambiguity solution are compared with each other. Accuracy at the short baseline (BeiDou, QZSS, and BeiDou/QZSS satellites) was obtained in the range of 0.5–0.7 cm. For the medium baseline, it was computed around 1.8–82 cm. For the long baseline, the accuracy was 5.6–13.3 cm.

10

Ocena jakości obserwacji skanera laserowego velodyne w oparciu o dane symulowane

Pałęcki Adam, Jóźków Grzegorz

Przegląd Geodezyjny

|

2024

|

R. 96, nr 6

32--35

PL

Tanie skanery z wieloma wiązkami laserowymi takie jak Velodyne, Ouster, Hesai często wykorzystywane są do budowy niedrogich systemów skaningu kinematycznego, w tym systemów plecakowych i bezzałogowych. Niski koszt skutkuje mniejszą jakością pozyskiwanych danych, a parametry dokładnościowe podawane przez producentów często odbiegają od rzeczywistych. Z tego powodu problem oceny dokładności danych pozyskanych za pomocą takich skanerów jest ciągle podnoszony przez naukowców. Metody przez nich stosowane mają na celu ocenę dokładności położenia punktów skaningu i opierają się głownie na punktach i powierzchniach referencyjnych. Należy jednak zaznaczyć, że na dokładność położenia tych punktów wpływ mają różne czynniki, w tym te wynikające z błędów instrumentalnych, wynikające z charakteru mierzonego obiektu, a także danych z innych sensorów (np. dane o trajektorii stosowane w skaningu mobilnym). W tym artykule proponujemy metodę, która pozwala na ocenę jakości obserwacji (odległości i kątów), których błędy wynikają głównie z pierwszego z wymienionych czynników, czyli instrumentu. Metoda ta bazuje na porównaniu obserwacji rzeczywistych z teoretycznymi powstającymi poprzez symulację. Do symulacji rzeczywistych obserwacji stosowany jest wirtualny skaner Velodyne, który umieszczany jest w takiej samej pozycji i orientacji jak rzeczywisty. Obserwacje teoretyczne dla skanera wirtualnego tworzone są w oparciu o znany mechanizm działania skanera oraz dokładną i bardzo gęstą chmurę punktów naziemnego skaningu laserowego. Wykonane dla skanera Velodyne HDL-32E eksperymenty wykazały, że dokładność pomiaru odległości jest porównywalna z podawaną przez producenta, jednak inna dla różnych diod laserowych, a dokładność pomiaru kąta poziomego wynosi około 0,04°. Ponadto wykazano, że częstotliwość wirownia skanera, od której zależy wartość kąta poziomego jest różna od wartości nominalnej i nie jest stała w trakcie całego obrotu. Opracowana metoda symulacji obserwacji może być w przyszłości wykorzystana do kalibracji podobnych skanerów tego typu.

EN

Inexpensive scanners with multiple laser beams such as Velodyne, Ouster, Hesai are often used to build low-cost kinematic scanning systems, including backpack and unmanned systems. Low costs result in lower quality of the acquired data. In addition, the accuracy parameters provided by manufacturers are often different from the actual ones. For this reason, the problem of assessing the accuracy of data obtained using such scanners is investigated by scientists. The methods used for this purpose aim at assessing the accuracy of the position of scanning points and use mainly reference points and surfaces. However, that the accuracy of the location of these points is influenced by various factors, including those resulting from instrumental errors, from the nature of the measured object, as well as data from other sensors (e.g. trajectory data used in mobile scanning). In this article, we propose a method that allows for the assessment of the quality of observations (distances and angles) which errors result mainly from the first of the mentioned factors, i.e. the instrument. Proposed method bases on the comparison of real observations with theoretical ones created through simulation. To simulate real observations, a virtual Velodyne scanner is used, which is placed in the same position and orientation as the real one. Theoretical observations for the virtual scanner are created based on the known mechanism of scanner operation and an accurate and very dense terrestrial laser scanning point cloud. Experiments executed for the Velodyne HDL-32E scanner proved that the accuracy of distance measurement is comparable to that provided by the manufacturer, but different for different laser diodes, while the accuracy of horizontal angle measurement is equal to about 0.04°. Moreover, it was shown that the scanner's rotation frequency, which determines the value of the horizontal angle, is different from the nominal value and is not constant during the entire rotation. The developed observation simulation method can be used in the future to calibrate similar scanners of this type.

11

Prediction of preliminary tests for cervical cancer using artificial intelligence models

Mohanraj V., Senthilkumar J., Suresh Y., Valaramathi B., Sivanantham S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 7

89--95

EN

Nowadays, Aritificial Intellgience (AI) based models are extensively used in the medical science for early detection of choronic diseases. AI model plays a vital role in detecting cervical cancer in women at early stage. Cervical cancer is abnormal growth of cells in the cervix. Vagina is connected to uterus through the cervix. Mostly, various strains of Human papillomavirus (HPV) cause the infection over the cervix. A prolonged virus infection over cervix causes some cervical cells become cancer cells. It is difficult to dectect early sign of the cervical cancer. The proposed method explores cervical cancer detection and provides information on the necessary tests to be taken.The initial level of testing is achieved by getting information from users directly and processing it using a Decision Tree based classifier model. The classifier provide information on the mandatory tests that have to be taken. Then the secondary level of testing is carried out using Deep Convolution Neural Network model over a Colposcopy image of the cervix to identify the tumor region in the cervix. The model predicts the causes of cervical cancer based on the collected user information. The performance of the algorithm is evaluated based on Test accuracy, Recall, and precision. The highest cervical cancer prediction accuracy is achieved through AI model comprising Decision Tree and Deep Convolution Neural network model.

PL

Obecnie modele oparte na sztucznej inteligencji (AI) są szeroko stosowane w naukach medycznych do wczesnego wykrywania chorób kosmówkowych. Model AI odgrywa kluczową rolę w wykrywaniu raka szyjki macicy u kobiet we wczesnym stadium. Rak szyjki macicy to nieprawidłowy rozrost komórek szyjki macicy. Pochwa jest połączona z macicą poprzez szyjkę macicy. Zakażenie szyjki macicy powodują głównie różne szczepy wirusa brodawczaka ludzkiego (HPV). Długotrwała infekcja wirusowa szyjki macicy powoduje, że niektóre komórki szyjki macicy stają się komórkami nowotworowymi. Trudno jest wykryć wczesne objawy raka szyjki macicy. Proponowana metoda bada wykrywanie raka szyjki macicy i dostarcza informacji na temat niezbędnych badań, które należy wykonać. Początkowy poziom badań osiąga się poprzez bezpośrednie uzyskanie informacji od użytkowników i przetworzenie ich przy użyciu modelu klasyfikatora opartego na drzewie decyzyjnym. Klasyfikator dostarcza informacji na temat obowiązkowych badań, które należy wykonać. Następnie przeprowadza się drugi poziom badań, wykorzystując model sieci neuronowej o głębokim splocie na podstawie obrazu szyjki macicy z kolposkopii w celu zidentyfikowania obszaru nowotworu w szyjce macicy. Model przewiduje przyczyny raka szyjki macicy na podstawie zebranych informacji od użytkownika. Wydajność algorytmu ocenia się na podstawie dokładności testu, przypomnienia i precyzji. Najwyższą dokładność przewidywania raka szyjki macicy osiąga się dzięki modelowi AI obejmującemu drzewo decyzyjne i model sieci neuronowej Deep Convolution.

12

Analiza wpływu składowych harmonicznych na pomiar energii licznikiem elektronicznym – studium przypadku

Sadkowski Grzegorz, Bień Andrzej

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 12

85--88

PL

Artykuł przedstawia badania dotyczące pomiaru energii za pomocą konwencjonalnych liczników energii elektrycznej z różnymi obwodami wejściowymi. Badania przeprowadzono w zakresie częstotliwości składowych harmonicznych napięcia i prądu do 2,5 kHz (do 50. składowej harmonicznej), uwzględniając różne kierunki przepływu energii. Opisano metodę pomiaru, stanowisko badawcze oraz analizę wyników.

EN

The article presents research on energy measurement using conventional electric energy meters with various input circuits. The research was conducted in the frequency band of harmonic components of voltage and current up to 2.5 kHz (up to the 50th harmonic), considering different directions of energy flow. The measurement method, test setup, and analysis of results are described.

13

Numerical Analysis of the Discrete, Fractional Order PID Controller Using FOBD Approximation

Oprzędkiewicz Krzysztof

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2024

|

R. 28, nr 3

117--122

EN

This paper proposes a methodology of the numerical testing of the discrete, approximated Fractional Order PID Controller (FOPID). The fractional parts of the controller are approximated using the Fractional Order Backward Difference (FOBD) operator. The goal of the analysis is to find the memory length optimum from point of view both accuracy and duration of computations. To do it new cost functions describing both accuracy and numerical complexity were proposed and applied. Results of tests indicate that the optimum memory length lies between 200 and 400. The proposed approach can be also useful to examine of another discrete implementations of a fractional order operator using FOBD.

PL

W artykule zaproponowano metodologię analizy numerycznej dyskretnego, aproksymowanego regulator PID niecałkowitego rzędu (regulator FOPID). Ułamkowe części regulatora są aproksymowane z wykorzystaniem aproksymacji FOBD (Fractional Order Backward Difference). Celem analizy jest znalezienie długości pamięci (wymiaru aproksymacji) optymalnej z punktu widzenia zarówno dokładności, jak i złożoności obliczeniowej. W tym celu zaproponowano i zastosowano nowe funkcje kosztu, opisujące oba te czynniki. Wynik testów wskazują, że optymalna długość pamięci w rozważanej sytuacji powinna leżeć w zakresie między 200 i 400. Proponowane podejście może też być wykorzystane do analizy innych dyskretnych implementacji operatora niecałkowitego rzędu, wykorzystujących operator FOBD.

14

Terrestrial Laser Scanning – Challenges and Opportunities in 3D Building Model Creation

Antova Gergana, Simeonova Gabriela, Mickrenska Christina

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

395--404

EN

The technology of terrestrial laser scanning and its possibilities are subject of scientific research in the area of geodesy, construction, architecture and even more over the last decades. This method provides point clouds data, which contains full and accurate representation of the geometrical parameters of the examined subject. This publication discusses in short the principles and possibilities for creating a three-dimensional data model using the advantages of terrestrial laser scanning. The building of University of Architecture, civil engineering and geodesy, situated in Semkovo resort, Blagoevgrad district is selected for the purpose of the task. Classical land surveying measurements with a total station and terrestrial laser scanning are used for the creation of the three-dimensional models. A comparison and evaluation of the obtained model is made. The result of this evaluation indicates that the technology of terrestrial laser scanning is efficient for representation of high quality data with a wide scope of advantages such as high range, fast data processing, high precision and accurate details.

15

Geometric Levelling Data and Some Systematic Faults in Their Treatment

Cvetkov Vasil

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

293--300

EN

The aim of this article is to illuminate some latent systematic faults in the mathematical treatment of precise levelling data. The first one is associated with the use of the average of both measurements of the height differences between the terminal benchmarks in levelling lines. Another weak point in the classical treatment of levelling data is the incomplete minimization of the impact of the spatial network configuration on the produced mean standard errors of the nodal benchmarks from the adjustment. Generating sixty random paired samples of size 1000, derived from three continuous distributions, e.g. Normal (0, 1), Uniform (-1.732, 1.732) and Gamma (1, 1), it was found that the average of two same distributed and ordered observations is very nearby to the theoretical expectation, in comparison to both observations, only in approximately 27-30% of all cases. Contrary, in other 70-74% of cases, either the “first” or the “second” observation is in close proximity to the expectation. The miss of this fact leads to a statistically significant deterioration of the final accuracy of the levelling networks. In the current study, it is also shown that the minimization of the standard errors of the adjusted normal heights of the nodal benchmarks in the Bulgarian Levelling Network 1980 cannot be achieved with the weights w=const.L-1, which are the most popular and used type of weights in the adjustment of geometric levelling networks. Finally, it is illustrated that taking into account the above marks and applying an appropriate adjustment algorithm, the mean of the standard errors of the adjusted heights of the nodal benchmarks in the analysed network is possible to be less than 1mm. The standard error of the adjusted height of the most remoted benchmark “Pushkarov”, which is 598 km far away from the datum point located in Varna, is equal to 1.40mm. The obtained from the adjustment mean standard error for the weight unit is estimated to be 0.164 mm/√km. In comparison, the adjustment mean standard error for the weight unit, but yielded by the classical approach of adjustment of the analysed network, is 1.289 mm/√km or almost 9 times higher. Despite being tedious and time-consuming, it is not on point of discarding the precise geometric levelling as a main geodetic method for solving of a couple of scientific and engineering tasks, where differences in heights have to be determined with the highest accuracy.

16

An Algorithm for Adjustment of Geometric Levelling Networks

Cvetkov Vasil

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

187--194

EN

The natural way to reduce the duration of measurement of a levelling network is to cut down on the number of levelling lines without damaging the quality of the final results. The main objective of the study is to demonstrate that this is possible without any lack of accuracy, if some mathematical facts regarding the average of both measurements of the line elevations are taken into account. Based on 60 paired random samples of size 1000, derived from different continuous distributions, e.g., N (0, 1), U (-1.732, 1.732) and Gamma (1, 1), each of them with theoretical standard deviation σ=1, it was found that the averages of each pair form new distribution with standard deviation σ≈0.707. However, the samples, which were formed by selecting the nearest to the known theoretical expectation from both measurements and their average have distributions, which standard deviations tend to σ≈0.53, σ≈0.46 and σ≈0.43 for the U (-1.732, 1.732), N (0, 1) and Gamma (1, 1) distributions, respectively. Therefore, if we choose the more appropriate value from the “first”, the “second” measurement and their average, we will increase the accuracy of the network almost √2 times in comparison to the accuracy, yielded by the only use of the averages. If our network contains n lines, the process of finding of these elevation values, which leads to the best fit of the network, is based on 3n single adjustments of the network. In addition, we can minimize the impact of the shape of the network on the final standard errors of the adjusted heights or geopotential numbers of the nodal benchmarks in the network, if we apply some iterative procedures, e.g., Inverse Distance Weighting (IDW), Inverse Absolute Height Weighting (IAHW), etc. In order to check the above explained algorithm, the Second Levelling of Finland network was adjusted in three variants. In the first variant, the whole network was adjusted as a free one. The classical weights w=L-1 were used. In the second variant, the network was separated into two parts. Applying 312 and 314 independent adjustments, the selection of the best fitted values of line elevations was done and the network was adjusted by using them. The IDW and IAHW with power parameter p=5 were finally applied. In the third variant, the network was separated in four parts. Applying 313, 312, 316 and 312 independent adjustments, the new selection of the line elevations was done and the network was adjusted by them. The IDW (p=6.5) and IAHW (p=6) were executed. Comparison of the standard errors of the adjusted geopotential numbers in the separate variants revealed that there was no statistically significant difference between the results, yielded in the second and the third variant. However, these variants produced 3-5 times increase of the accuracy in comparison to the classical first variant. The best results were obtained in the second variant with IAHW, where the mean value of the standard errors of the adjusted geopotential numbers is below 1.4 mgpu.

17

Measurement and verification of selected peaks in the “New Crown Of Polish Mountains” for investigating the accuracy of LiDAR point clouds

Hauzner Jagoda, Kozioł Krystian, Dębska Izabela

Geoinformatica Polonica

|

2024

|

T. 23

77--89

EN

The Crown of Polish Mountains is a list of mountain peaks that has long attracted significant interest, with all included summits being considered worthy conquering. The proposal to expand this list with additional peaks, termed the “New Crown of Polish Mountains” by historian Krzysztof Bzowski, served as the impetus for a study of examining the accuracy of LiDAR (Light Detection and Ranging) point clouds in the areas of the newly proposed peaks. The primary data source analyzed in this study is the LiDAR point cloud with a density of 4 points per square meter, obtained from the ISOK project. As a secondary LiDAR data source, a self-generated point cloud was utilized, created by using the integrated LiDAR sensor in the iPhone 13 Pro and the free 3dScannerApp mobile application within terrestrial scanning. These datasets were compared against RTK GNSS measurements obtained with a Leica GS16 receiver and mobile measurements conducted using Android smartphones. In addition to analyzing the raw point clouds, the study also involved the visualization of the analyzed areas by the creation of Digital Terrain Models in two software programs: ArcGIS Pro and QGIS Desktop. The research confirmed the known accuracy of ALS point clouds and revealed that the integrated LiDAR sensor in the iPhone 13 Pro demonstrates surprising accuracy. The potential for laser scanning with a smartphone, combined with the capability of conducting mobile GNSS measurements, could revolutionize geodetic surveying and simplify the acquisition of point cloud data.

PL

Korona Gór Polski jest listą szczytów górskich, która od lat reprezentuje wysoki wskaźnik zainteresowania. Wszystkie objęte nią szczyty są warte zdobycia. Propozycja rozszerzenia tej listy o kilka szczytów nazwana została „Nową Koroną Polskich Gór” przez historyka Krzysztofa Bzowskiego i stała się inspiracją do wykonania badania dokładności chmury punktów LIDAR (Light Detection and Ranging) na terenach nowo zaproponowanych szczytów Korony Gór Polski. Chmura punktów LIDAR o gęstości 4 punktów na metr kwadratowy pozyskana w ramach projektu ISOK jest głównym źródłem danych objętych analizą. Jako drugie źródło danych LiDARowych wykorzystano samodzielnie wykonaną chmurę punktów za pomocą wbudowanego sensora LIDAR w iPhone 13 Pro oraz darmowej aplikacji mobilnej 3dScannerApp w ramach naziemnego skaningu. Takie dane porównano do wyników pomiarów RTK GNSS wykonanych odbiornikiem Leica GS16 i pomiaru mobilnego wykonanego za pomocą smartfonów z systemem Android. Oprócz badania surowej chmury punktów podjęto się wizualizacji terenów objętych analizą, za pomocą wykonanych Numerycznych Modeli Terenu w dwóch programach: ArcGIS Pro oraz QGIS Desktop. Badania potwierdziły znaną dokładność chmury punktów ALS i odkryły, iż wbudowany sensor LIDAR w iPhone 13 Pro reprezentuje zaskakującą dokładność. Możliwość skaningu laserowego za pomocą smartfona wraz z możliwością wykonania pomiaru mobilnego GNSS może zrewolucjonizować pomiary geodezyjne oraz ułatwić pozyskiwanie danych chmurowych.

18

Wybrane czynniki wpływające na dokładność modelowania indukcyjnych układów grzejnych

Wesołowski Marcin, Czerwiński Michał

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2024

|

Vol. 65, Nr 1

24--31

PL

Modelowanie nagrzewania indukcyjnego w celu konstrukcji urządzeń jest procesem wymagającym analiz sprzężonych, co najmniej elektromagnetyczno-cieplnych i może być realizowane przy wykorzystaniu modeli polowych i obwodowych. Są to zagadnienia rozbudowane, obejmujące szeroką wiedzę z dziedziny elektrotechniki, elektroniki i termodynamiki. Istotą prowadzonych analiz jest uzyskiwanie rezultatów o wysokiej dokładności w warunkach konieczności stosowania szeregu uproszczeń. W niniejszej pracy scharakteryzowano kilka istotnych czynników wpływających na dokładność numerycznych analiz procesu nagrzewania indukcyjnego, z uwzględnieniem wpływu przyjmowanych uproszczeń w analizie zagadnień cieplnych i rodzaju sprzężenia, będących podstawowymi czynnikami, rzadko uwzględnianymi w obliczeniach tej klasy. Celem pracy jest usystematyzowanie współczesnego stanu wiedzy w zakresie prowadzenia inżynierskich procedur obliczeniowych w zagadnieniach nagrzewania indukcyjnego.

EN

Modeling of induction heating to design physical devices is a process that requires coupled analyses, at least electromagnetic and thermal and can be implemented using field and circuit models. These are extensive issues, covering knowledge in the field of electrical engineering, electronics and thermodynamics. The essence of the analyzes is to obtain high-accuracy results. This paper characterizes several important factors affecting the accuracy of numerical analyzes of the induction heating process, taking into account the impact of the adopted simplifications in the analysis of thermal issues and the type of coupling, which are basic factors rarely taken into account in similar calculations. The aim of the work is to revise the current state of knowledge in the field of engineering computational procedures of induction heating systems.

19

Machine learning and feature selection-enabled optimized technique for heart disease classification and prediction

Nancy P., Mutkule Prasad Raghunath, Thakre Kalpana Suni, Ladkat Ajay S., Babu S.B.G. Tilak, Bangare Sunil L., Naved Mohd

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2024

|

Vol. 31, no. 4

419--429

EN

When dealing with a group of patients seeking treatment for heart-related diseases, doctorswho specialize in the diagnosis and treatment of heart-related disorders have a difficultbut critical task. It comes as no surprise that cardiovascular disease is a leading source ofmorbidity and death in contemporary society. An expert system with clear categorizationthat may assist medical professionals in identifying heart disease condition based on theclinical data of a patient is often required by physicians. The aim of this work is to providea method for the prediction and classification of cardiac disease based on machine learningand feature selection. The correlation-based feature selection (CFS) method is applied tothe input data set in order to extract relevant features for analysis. The support vectormachine with radial basis function (SVM RBF) and random forest algorithms are usedhere for data classification. Cleveland heart disease dataset is used in the experiment work.This dataset has 303 instances and 14 attributes. The accuracy, specificity and sensitivityof SVM RBF are higher than those of the random forest algorithm.

20

Applicability of artificial intelligence in smart healthcare systems for automatic detection of Parkinson’s Disease

Pallathadka Harikumar, Padminivalli V. S.J.R.K., Vasavi M., Nancy P., Naved Mohd, Kumar Harish, Ray Samrat

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2024

|

Vol. 31, no. 2

175--185

EN

Parkinson’s disease is associated with memory loss, anxiety, and depression in the brain. Problems such as poor balance and difficulty during walking can be observed in addition to symptoms of impaired posture and rigidity. The field dedicated to making computers capable of learning autonomously, without having to be explicitly programmed, is known as machine learning. An approach to the diagnosis of Parkinson’s disease, which is based on artificial intelligence, is discussed in this article. The input for this system is provided through photographic examples of Parkinson’s disease patient handwriting. Received photos are preprocessed using the relief feature option to begin the process. This is helpful in the process of selecting characteristics for the identification of Parkinson’s disease. After that, the linear discriminant analysis (LDA) algorithm is employed to reduce the dimensions, bringing down the total number of dimensions that are present in the input data. The photos are then classified via radial basis function-support vector machine (SVM-RBF), k-nearest neighbors (KNN), and naive Bayes algorithms, respectively.