|
DOI: 10.14489/td.2020.11.pp.004-013
Махов В. Е., Широбоков В. В., Емельянов А. В., Потапов А. И.
ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ НА БАЗЕ ТЕЛЕСКОПА С ЦИФРОВОЙ КАМЕРОЙ СВЕТОВОГО ПОЛЯ
(c. 4-13)
Аннотация. В рамках решения задач развития интеллектуальных оптико-электронных систем наблюдения за удаленными объектами рассмотрены возможности построения схем регистрации удаленных объектов телескопической системой на базе цифровой камеры светового поля. Представлена методика расчета двухкомпонентной оптической схемы регистрации удаленных объектов оптико-электронной системой на базе цифровой камеры светового поля, а также представлен макет экспериментальной установки регистрации масштабной модели объекта двухкомпонентной оптической системой, состоящей из главного зеркала телескопа Ньютона и цифровой камеры светового поля. Разработаны принципы построения алгоритмов для определения основных параметров контролируемых объектов и высокоточной калибровки оптической системы регистратора светового поля. Показана принципиальная возможность построения на базе телескопа коррелятора светового поля. Приведен пример обработки файла светового поля. Исследована возможность высокоточного определения параметров удаленных объектов.
Ключевые слова: цифровая камера светового поля, удаленные объекты, коррелятор светового поля, методика расчета астрографа светового поля, обработка файла светового поля.
Makhov V. E., Shirobokov V. V., Emelyanov A. V., Potapov A. I.
RESEARCH OF OPTOELECTRONIC SYSTEMS ON THE BASIS OF A TELESCOPE WITH A LIGHT FIELD DIGITAL CAMERA
(pp. 4-13)
Abstract. Within the framework of solving the problems of developing intelligent optoelectronic systems for monitoring remote objects, the possibilities of constructing schemes for registering remote objects with a telescopic system based on a light field digital camera are considered. A technique for calculating a two-component optical scheme for registering distant objects by an optoelectronic system based on a digital camera of a light field is presented, and a layout of an experimental setup for registering a scale model of an object with a two-component optical system consisting of a main mirror of a Newtonian telescope and a digital camera of a light field is presented. The principles of constructing algorithms for determining the main parameters of controlled objects and high-precision calibration of the optical system of the recorder have been developed. The fundamental possibility of constructing a light field correlator on the basis of a telescope is shown. An example of processing a light field file is given. The possibility of high-precision determination of the parameters of remote objects has been investigated.
Keywords: light field digital camera, distant objects, light field correlator, the method of calculating of a light field astrograph, light field file processing.
В. Е. Махов, В. В. Широбоков, 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.
, 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.
V. E. Makhov, V. V. Shirobokov, 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.
, 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.
1. Кулешов С. В., Аксенов А. Ю., Зайцева А. А. О подходе к построению программно определяемой камеры (обзор) // Научное приборостроение. 2016. Т. 26, № 3. С. 44 – 49.
2. Теребиж В. Ю. Современные оптические телескопы. М.: Физматлит, 2007. 80 с.
3. Ермолаева Е. В., Зверев А. А., Филатов А. А. Адаптивная оптика. СПб.: НИУ ИТМО, 2012. 297 с.
4. Махов В. Е., Шалдаев С. Е., Потапов А. И., Смородинский Я. Г. Влияние качества изображений в оптико-электронных системах на точность определения исследуемых параметров объектов // Дефектоскопия. 2020. № 7. С. 28 – 43.
5. Makhov, V. E., Shaldaev, S. E. Methods of spatial and temporal processing of images in optoe-lectronic control systems // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2019. V. 378. Р. 012065.
6. Maksarov V. V., Makhov V. E. Intelligent systems for monitoring and controlling chip formation whit cutting difficult-to-machine materials // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2019. Р. 012028.
7. Makhov V. E., Sytko I. I. Shape and Relief Evaluation Using the Light Field Camera // In the collection: IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2018. V. 194. P. 022020.
8. Шанин Ю. И. Применение адаптивной фильтрации для улучшения работоспособности адаптивных оптических систем. Аналитический обзор // Машиностроение и компьютерные технологии. 2019. № 2. С. 34 – 60.
9. Holst G. C., Lomheim T. S. CMOS/CCD Sensors and Camera Systems. 2-nd ed. SPIE Press Books, 2011. 408 p.
10. Потапов А. И., Махов В. Е., Смородинский Я. Г., Маневич Е. Я. Контроль линейных размеров на базе смарткамеры // Дефектоскопия. 2019. № 7. С. 37 – 45.
11. Kučera J. Computational photography of light-field camera and application to panoramic photography / Department of Software and Computer Science. Study programme: Computer Science, Software Systems Specialization: Computer Graphics. Prague, 2014. 98 p.
12. Неяскина О. В., Чихачев Е. А., Чичов А. К. Устройство безлинзового формирования электронного изображения // Тр. конф. «Проблемы и перспективы развития экспериментальной науки», Челябинск, 18 мая 2019 г. Челябинск, 2019. С. 69 – 82.
13. Bok Y., Jeon H.-G., Kweon I. S. Geometric Calibration of Micro-Lens-Based Light-Field Cameras using Line Features // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 2017. V. 39, Is. 2. Р. 287 – 300.
14. D. G. Dansereau, S. B. Williams, P. I. Corke Simple change detection from mobile light field cameras // Computer Vision and Image Understanding. 2016. V. 145. P. 160 – 171.
15. Бринкманн Л. Времяпролетные камеры: 2D- и 3D-изображения за один кадр // Системы безопасности. 2016. № 2.
16. Travis J., Kring J. LabVIEW for Everyone: Graphical Programming Made Easy and Fun. 3d ed. Prentice Hall, 2006. 1032 p.
17. Klinger T. Image processing with Labview and Imaq Vision. Prentice Hall Professional, 2003. 319 p. (National Instruments Virtual Instrumentation Series).
18. 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. 187 p.
19. 3D Light Field Camera Technology: [Электронный ресурс]. Germany: Raytrix GmbH, 2013. URL: http://www.isolutions.com.sg/Raytrix.pdf (доступ свободный)
20. Махов В., Петрушенко В., Закутаев А. и др. Методы и средства построения оптико-электронных систем наблюдения за удаленными объектами // Компоненты и технологии. 2018. № 1(198). С. 14 – 20.
21. Махов В., Потапов А., Закутаев А. Принципы работы цифровых камер светового поля с массивом микролинз // Компоненты и технологии. 2018. № 1(198). С. 14 – 20.
22. Махов В., Петрушенко В., Закутаев А. и др. Методы и средства построения оптико-электронных систем наблюдения за удаленными объектами // Компоненты и технологии. 2020. № 5(226). С. 94 – 99.
23. Грузман И. С. Киричук В. С., Косых В. П. и др. Цифровая обработка изображений в информационных системах: учеб. пособие. Новосибисрк: Изд-во НГТУ, 2000. 168 с.
24. 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.
25. Махов В. Е, Емельянов А. В., Потапов А. И., Петрушенко В. М. Точность измерительных систем на базе лазерных модулей // Контроль. Диагностика. 2020. Т. 23, № 8. С. 94 – 53.
1. Kuleshov S. V., Aksenov A. Yu., Zaytseva A. A. (2016). About the approach to building a software-defined camera (review). Nauchnoe priborostroenie, Vol. 26, (3), pp. 44 – 49. [in Russian language]
2. Terebizh V. Yu. (2007). Modern optical telescopes. Moscow: Fizmatlit. [in Russian language]
3. Ermolaeva E. V., Zverev A. A., Filatov A. A. (2012). Adaptive optics. Saint Petersburg: NIU ITMO. [in Russian language]
4. Mahov V. E., Shaldaev S. E., Potapov A. I., Smorodinskiy Ya. G. (2020). Influence of image quality in optoelectronic systems on the accuracy of determining the studied parameters of objects. Defektoskopiya, (7), pp. 28 – 43. [in Russian language]
5. 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, Vol. 378.
6. Maksarov V. V., Makhov V. E. (2019). Intelligent systems for monitoring and controlling chip formation whit cutting difficult-to-machine materials. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.
7. Makhov V. E., Sytko I. I. (2018). Shape and Relief Evaluation Using the Light Field Camera. In the collection: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 194.
8. Shanin Yu. I. (2019). Application of adaptive filtering to improve the performance of adaptive optical systems. Analytical overview. Mashinostroenie i komp'yuternye tekhnologii, (2), pp. 34 – 60. [in Russian language]
9. Holst G. C., Lomheim T. S. (2011). CMOS/CCD Sensors and Camera Systems. 2nd ed. SPIE Press Books.
10. Potapov A. I., Mahov V. E., Smorodinskiy Ya. G., Manevich E. Ya. (2019). Control of linear dimensions based on a smart camera. Defektoskopiya, (7), pp. 37 – 45. [in Russian language]
11. Kučera J. (2014). Computational photography of light-field camera and application to panoramic photography. Department of Software and Computer Science. Study programme: Computer Science, Software Systems Specialization: Computer Graphics. Prague.
12. Neyaskina O. V., Chihachev E. A., Chichov A. K. (2019). Lensless electronic imaging device. Proceedings of the conference "Problems and prospects for the development of experimental science", pp. 69 – 82. Chelyabinsk. [in Russian language]
13. Bok Y., Jeon H.-G., Kweon I. S. (2017). Geometric Calibration of Micro-Lens-Based Light-Field Cameras using Line Features. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 39, (2), pp. 287 – 300.
14. Dansereau D. G., Williams S. B., Corke P. I. (2016). Simple change detection from mobile light field cameras. Computer Vision and Image Understanding, Vol. 145, pp. 160 – 171.
15. Brinkmann L. (2016). Time-of-flight cameras: 2D and 3D images in one frame. Sistemy bezopasnosti, (2). [in Russian language]
16. Travis J., Kring J. (2006). LabVIEW for Everyone: Graphical Programming Made Easy and Fun. 3d ed. Prentice Hall.
17. Klinger T. (2003). Image processing with Labview and Imaq Vision. Prentice Hall Professional. (National Instruments Virtual Instrumentation Series).
18. 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.
19. 3D Light Field Camera Technology. (2013). Germany: Raytrix GmbH. Available at: http://www.isolutions.com.sg/Raytrix.pdf (Free access).
20. Mahov V., Petrushenko V., Zakutaev A. et al. (2018). Methods and tools for constructing optoelectronic systems for monitoring remote objects. Komponenty i tekhnologii, 198(1), pp. 14 – 20. [in Russian language]
21. Mahov V., Potapov A., Zakutaev A. (2018). Principles of operation of digital light field cameras with an array of microlenses. Komponenty i tekhnologii, 198(1), pp. 14 – 20. [in Russian language]
22. Mahov V., Petrushenko V., Zakutaev A. et al. (2020). Methods and tools for constructing optoelectronic systems for monitoring remote objects. Komponenty i tekhnologii, 226(5), pp. 94 – 99. [in Russian language]
23. Gruzman I. S. Kirichuk V. S., Kosyh V. P. et al. (2000). Digital image processing in information systems: a textbook. Novosibirsk: Izdatel'stvo NGTU. [in Russian language]
24. Vizil'ter Yu. V., Zheltov S. Yu., Knyaz' V. A. et al. (2007). Processing and analysis of digital images with examples on LabVIEW IMAQ Vision. Moscow: DMK Press. [in Russian language]
1. Mahov V. E, Emel'yanov A. V., Potapov A. I., Petrushenko V. M. (2020). Accuracy of measuring systems based on laser modules. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 23, (8), pp. 94 – 53. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2020.08.pp.044-053
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.2020.11.pp.004-013
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.2020.11.pp.004-013
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»