|
DOI: 10.14489/td.2020.08.pp.044-053
Махов В. Е., Емельянов А. В., Потапов А. И., Петрушенко В. М.
ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ЛАЗЕРНЫХ МОДУЛЕЙ
(c. 44-53)
Аннотация. Рассмотрены измерительные системы, использующие проектирование лучей лазерных модулей на поверхность исследуемого объекта. Предложена методика экспериментальных исследований яркостной структуры излучения лазерных модулей для их последующего тестирования. Разработаны адаптивные к типу модуля и расстоянию алгоритмы определения координат световых меток на поверхности контролируемых изделий, обеспечивающих точность и достоверность измерения. Показана необходимость для высокоточных измерительных систем проводить предварительный их отбор и градуировку лазерных модулей по предлагаемой методике с учетом дальности проектирования световых меток. Показано, что точность определения относительных координат в траектории движения световых меток лазерных модулей на расстоянии 5 м для однотонных поверхностей наблюдаемых объектов может быть в несколько раз выше (0,2…0,3 мм) точности определения их абсолютных координат (»1 мм).
Ключевые слова: лазерный модуль, оптико-электронная система, регистратор светового поля, цифровая камера (ЦК), ПЗС, КМОП.
Makhov V. E., Emelyanov A. V., Potapov A. I., Petrushenko V. M.
ACCURACY OF MEASURING SYSTEMS BASED ON LASER MODULES
(pp. 44-53)
Abstract. Measuring systems using the design of laser module beams on the surface of the object under study are considered. A technique is proposed for experimental studies of the brightness structure of the study of laser modules for their subsequent testing. Adaptive algorithms for determining the type of module and distance have been developed for determining the coordinates of light marks on the surface of controlled products, ensuring the accuracy and reliability of the measurement. The need for high-precision measuring systems to carry out their preliminary selection and calibration of laser modules according to the proposed method, taking into account the range of design of light marks, is shown. It is shown in the work that the accuracy of determining the relative coordinates in the trajectory of the light marks of laser modules at a distance of 5 m for plain surfaces of the observed objects can be several times higher (0,2…0,3 mm) of the accuracy of determining their absolute coordinates (»1 mm).
Keywords: laser module, optoelectronic system – OES, light field recorder, digital camera, DC, CCD, CMOS.
В. Е. Махов, А. В. Емельянов (Военно-космическая академия им. А. Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
А. И. Потапов (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
В. М. Петрушенко (Военно-космическая академия им. А. Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. E. Makhov, A. V. Emelyanov (Mozhaisky Military Space Academy, St. Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
A. I. Potapov (Saint-Petersburg Mining University, St. Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. M. Petrushenko (Mozhaisky Military Space Academy, St. Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Luhmann T., Robson S., Kyle S., Boehm J. Close-Range Photogrammetry and 3D Imaging: de Gruyter. Berlin, 2014. 702 p.
2. Махов В. Е. Неразрушающий оптический контроль алмазов на базе компьютерных технологий National Instruments // Записки Горного института. 2014. С. 119 – 123.
3. Махов В. Е. Алгоритмы определения координат световых меток в оптическом приборе // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2011. № 1. С. 113 – 121.
4. Махов В. Е., Потапов А. И. Анализ эффективности оптического метода контроля капилляров. Теоретические основы оптического контроля капилляров // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2013. № 7(196). С. 48 – 56.
5. Potapov A. I., Makhov V. E. Methods for nondestructive nesting and diagnostics of durability of articles made of polymer composite materials // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2018. V. 54. No. 3. P. 151 – 163.
6. Махов В. Е., Репин О. С., Потапов А. И. Измерение линейных размеров системами технического зрения в когерентном свете // Контроль. Диагностика. 2014. № 4. С. 12 – 19.
7. Абрамов А. И., Бельский А. Б., Зборовский А. А., Иванов Б. Б. Разработка лазерных дальномеров-биноклей на Красногорском заводе им. С. А. Зверева // Оптический журнал. 2009. № 8. С. 18 – 21.
8. Справочник по лазерной технике / пер. с нем. В. Н. Белоусова; под ред. А. П. Напартовича. М.: Энергоатомиздат, 1991. 544 с.
9. Франсон М. Оптика спеклов. М.: Мир, 1980. 178 с.
10. Holst G. C., Lomheim T. S. CMOS/CCD Sensors and Camera Systems. 2nd ed. SPIE Press Book, 2011. 408 p.
11. Грузман И. С., Киричук В. С., Косых В. П. и др. Цифровая обработка изображений в информационных системах: учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. 168 с.
12. Kučera Jan. Computational photography of light-field camera and application to panoramic photography: Study programme: Computer Science, Software Systems Specialization: Computer Graphics / Department of Software and Computer Science; Education Supervisor of the master thesis: Ing. Filip Šroubek, Ph.D. Prague, 2014. 98 p.
13. Трэвис Дж., Кринг Дж. LabVIEW для всех. 4-е изд.: ДМК Пресс, 2011. 880 c.
14. Визильтер Ю. В., Желтов С. Ю., Князь В. А. и др. Обработка и анализ цифровых изображений с примерами на LabVIEW IMAQ Vision. М.: ДМК Пресс, 2007. 464 с.
15. Klinger T. Image processing with Labview and Imaq Vision (National Instruments Virtual Instrumentation Series). Prentice Hall Professional, 2003. 319 p.
16. Чуи Ч. Введение в вэйвлеты: пер. с англ. М.: Мир, 2001. 412 с.
17. Махов В., Лиференко В., Закутаев А. Методы частотновременного анализа сигналов и их компьютерная реализация в LabView // Компоненты и технологии. 2016. № 7(180). С. 137 – 142.
18. Лиференко В., Закутаев А., Махов В. Компьютерная реализация методов вейвлет-анализа в среде разработки виртуальных приборов NI LabView // Компоненты и технологии. 2015. № 9(170). С. 132 – 139.
19. Махов В. Е., Потапов А. И. Исследование измерительной оптической системы в условиях механической нестабильности объекта контроля // Контроль. Диагностика. 2013. № 2. С. 12 – 23.
20. Makhov V. E., Shaldaev S. E. Methods of spatial and temporal processing of images in optoelectronic control systems // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2019. V. 378. P. 012065.
21. Potapov A. I., Makhov V. E., Smorodinskii Y. G., Manevich E. Y. Smart-Camera – Based Linear Sizing // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2019. V. 55. No. 7. P. 524 – 532.
22. Ng R. Digital light field photography: A dissertation submitted to the department of computer science and the committee on graduate studies of Stanford university in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy. 2006. 203 p.
23. Махов В. Е., Потапов А. И., Шалдаев С. Е. Контроль геометрических параметров изделий методом светового поля // Контроль. Диагностика. 2017. № 7. С. 12 – 24.
24. ФТИ-Оптроник: сайт компании [Электронный ресурс]. URL: www.fti-optronic.com/Lazernye-moduli.html
25. Литвененко О. Н. Основы радиооптики. Киев: Техника, 1974. 208 с.
1. Luhmann T., Robson S., Kyle S., Boehm J. (2014). Close-Range Photogrammetry and 3D Imaging: de Gruyter. Berlin.
2. Mahov V. E. (2014). Non-destructive optical inspection of diamonds based on computer technology National Instruments. Zapiski Gornogo instituta, pp. 119 – 123. [in Russian language]
3. Mahov V. E. (2011). Алгоритмы определения координат световых меток в оптическом приборе. Voprosy radioelektroniki. Seriya Tekhnika televideniya, (1), pp. 113 – 121. [in Russian language]
4. Mahov V. E., Potapov A. I. (2013). Analysis of the effectiveness of the optical method for controlling capillaries. The theoretical basis of the optical control of capillaries. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, 196(7), pp. 48 – 56. [in Russian language]
5. Potapov A. I., Makhov V. E. (2018). Methods for nondestructive nesting and diagnostics of durability of articles made of polymer composite materials. Russian Journal of Nondestructive Testing, Vol. 54, (3), pp. 151 – 163.
6. Mahov V. E., Repin O. S., Potapov A. I. (2014). Measurement of linear dimensions by vision systems in coherent light. Kontrol'. Diagnostika, (4), pp. 12 – 19. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2014.04.pp.012-019
7. Abramov A. I., Bel'skiy A. B., Zborovskiy A. A., Ivanov B. B. (2009). Development of laser range finders at the Krasnogorsk plant named after S. A. Zvereva. Opticheskiy zhurnal, (8), pp. 18 – 21. [in Russian language]
8. Napartovich A. P. (1994). Laser Reference. Moscow: Energoatomizdat. [in Russian language]
9. Franson M. (1980). Speckle Optics. Moscow: Mir. [in Russian language]
10. Holst G. C., Lomheim T. S. (2011). CMOS/CCD Sensors and Camera Systems. 2nd ed. SPIE Press Book.
11. Gruzman I. S., Kirichuk V. S., Kosyh V. P. et al. (2000). Digital Image Processing in Information Systems: A Schoolbook. Novosibirsk: Izdatel'stvo NGTU. [in Russian language]
12. Kučera Jan. (2014). Computational photography of light-field camera and application to panoramic photography: Study programme: Computer Science, Software Systems Specialization: Computer Graphics / Department of Software and Computer Science; Education Supervisor of the master thesis. Prague.
13. Trevis Dzh., Kring Dzh. (2011). LabVIEW for everyone. 4th ed. Moscow: DMK Press. [in Russian language]
14. Vizil'ter YU. V., Zheltov S. Yu., Knyaz' V. A. et al. (2007). Digital Image Processing and Analysis with Examples at LabVIEW IMAQ Vision. Moscow: DMK Press. [in Russian language]
15. Klinger T. (2003). Image processing with Labview and Imaq Vision (National Instruments Virtual Instrumentation Series). Prentice Hall Professional.
16. Chui Ch. (2001). Introduction to Wavelets. Moscow: Mir. [in Russian language]
17. Mahov V., Liferenko V., Zakutaev A. (2016). Methods of time-frequency analysis of signals and their computer implementation in LabView. Komponenty i tekhnologii, 180(7), pp. 137 – 142. [in Russian language]
18. Liferenko V., Zakutaev A., Mahov V. (2015). Computer implementation of wavelet analysis methods in the NI LabView virtual instrument development environment. Komponenty i tekhnologii, 170(9), pp. 132 – 139. [in Russian language]
19. Mahov V. E., Potapov A. I. (2013). The study of a measuring optical system in conditions of mechanical instability of the control object. Kontrol'. Diagnostika, (2), pp. 12 – 23. [in Russian language]
20. Makhov V. E., Shaldaev S. E. (2019). Methods of spatial and temporal processing of images in optoelectronic control systems. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, Vol. 378.
21. Potapov A. I., Makhov V. E., Smorodinskii Y. G., Manevich E. Y. (2019). Smart-Camera – Based Linear Sizing. Russian Journal of Nondestructive Testing, Vol. 55, (7), pp. 524 – 532.
22. Ng R. (2006). Digital light field photography: A dissertation submitted to the department of computer science and the committee on graduate studies of Stanford university in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy.
23. Mahov V. E., Potapov A. I., Shaldaev S. E. (2017). Control of geometric parameters of products by the light field method. Kontrol'. Diagnostika, (7), pp. 12 – 24. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2017.07.pp.012-024
24. FTI-Optronic: company website. Available at: www.fti-optronic.com/Lazernye-moduli.html. [in Russian language]
25. Litvenenko O. N. (1974). The basics of radio optics. Kiev: Tekhnika. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2020.08.pp.044-053
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2020.08.pp.044-053
and fill out the form
.
|
Архив номеров
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»