|
DOI: 10.14489/td.2019.07.pp.004-013
Махов В. Е., Широбоков В. В., Потапов А. И.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ СВЕТОВЫХ МЕТОК ПРИ ИХ НАЛОЖЕНИИ В СИСТЕМАХ ОПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
(с. 4-13)
Аннотация. Разработаны физическая модель и исследовательский виртуальный прибор (ВП) на базе программных средств фирмы National Instruments для исследований идентификации и координатного определения двух световых меток при различном их взаимном положении и соотношении их интенсивностей. Использование математического метода анализа контура освещенности двух световых меток на основе непрерывного вейвлет-преобразования (НВП) позволяет идентифицировать каждую метку в отдельности и определить степень наложения их изображений. Результат сравнения экспериментальных данных с теоретическими расчетами по моделям световых меток показал их совпадение в пределах 25 %.
Ключевые слова: световые метки, оптико-электронная система (ОЭС), виртуальный прибор (ВП), National Instruments, непрерывное вейвлет-преобразование (НВП), порог разрешения световых меток.
Makhov V. E., Shirobokov V. V., Potapov A. I.
IDENTIFICATION AND DETERMINATION OF LIGHT MARKS WHEN THEY OVERLAP IN OPTICAL CONTROL SYSTEMS
(pp. 4-13)
Abstract. The issues of identification and determination of the relative position of localized light marks and images of small-sized objects recorded by an optical-electronic system (OES) are considered. A physical model and a research virtual device (VI) were developed on the basis of National Instruments software for identification and coordinate determination of two light marks at their different relative positions and the ratio of their intensities. It is shown that the use of a mathematical method for analyzing the illumination contour of two light labels on the basis of a continuous wavelet transform (CWT) allows identifying each label separately and determining the degree of superposition of their images. It is shown that the amplitudes and positions of the maxima of the CWT coefficients are related to the relative shift of the illuminance contours of the light marks, as the marking contours separate, the dependence of the position of the maxima becomes linear. The result of comparing the experimental data with theoretical calculations for the models of light labels showed a match within 25 %.
Keywords: light labels, optoelectronic system (OES), virtual instrument (VI), National Instruments, continuous wavelet transform (CWT), light mark resolution threshold.
V. E. Makhov, V. V. Shirobokov (Mozhaisky Military Space Academy, St. Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
, к
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.
В. Е. Махов, В. В. Широбоков (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.
, к
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.
1. Махов В. Е. Алгоритмы определения координат световых меток в оптическом приборе // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. Вып. 1. СПб.: ФГУП «НИИТ», 2011. С. 113 – 121.
2. Махов В. Е. Цифровая регистрация световых реперных меток в схеме высокотемпературного дилатометра // Сб. тр. VIII Междунар. науч-практ. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». М.: Изд-во РУДН, 2009. С. 167 – 169.
3. Махов В. Е. Влияние характеристик лазерных целеуказателей на точность измерения их координат // Тр. 12-й Всерос. науч.-практ. конф. РА РАН «Актуальные проблемы защиты и безопасности», 1 – 3 апреля 2009 г. Т. 3. СПб.: НПО Специальных материалов, 2009. С. 281 – 288.
4. Махов В. Е. Исследование алгоритмов вейвлет-преобразования для определения координат световых меток // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. Вып. 2. СПб.: ФГУП «НИИТ», 2012. С. 78 – 89.
5. Франсон M. Оптика спеклов. М.: Мир, 1980. 171 с.
6. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.
7. Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. 6-е изд. М.: Бином, 2008. 636 с.
8. Безуглов Д. А., Цугурян Н. О. Дифференцирование результатов измерений с использованием математического аппарата вейвлет-фильтрации // Измерительная техника. 2006. № 4. С. 12 – 16.
9. Махов В. Е. Исследование алгоритма вейвлет-преобразований для определения координат световых меток в дилатометрии // Материалы 2-й Междунар. науч.-практ. конф. «Современное машиностроение. Наука и образование» / под ред. М. М. Радкевича и А. Н. Евграфова. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. С. 490 – 499.
10. Махов В. Е., Потапов А. И. Использование вейвлет-анализа для диагностики системы технического зрения // Контроль. Диагностика. 2011. № 9. С. 11 – 18.
11. 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.
12. Махов В., Потапов А., Закутаев А. Принципы работы цифровых камер светового поля с массивом микролинз // Компоненты и технологии. 2018. № 1 (198). С. 14 – 20.
13. Kučera J. Computational photography of light-field camera and application to panoramic photography / Department of Software and Computer Science Education Supervisor of the master thesis: Ing. Filip Šroubek, Ph.D. Study programme: Computer Science, Software Systems Specialization: Computer Graphics. Prague, 2014. 98 p.
14. Трэвис Дж., Кринг Дж. LabVIEW для всех. 4-е изд. М.: ДМК Пресс, 2011. 880 c.
15. Лиференко В., Закутаев А., Махов В. Компьютерная реализация методов вейвлет-анализа в среде разработки виртуальных приборов NI LabVIEW // Компоненты и технологии. 2015. Т. 9. № 170. С. 132 – 139.
16. Махов В., Лиференко В., Закутаев А. Методы частотно-временного анализа сигналов и их компьютерная реализация в LabVIEW // Компоненты и технологии. 2016. Т. 7. № 180. С. 137 – 142.
17. Махов В. Е. Контрольно-измерительная система для исследования процессов высокотемпературного формирования порошково-обжиговых покрытий // Конструкции из композиционных материалов. 2009. № 2. С. 90 – 96.
18. Махов В. Е., Потапов А. И. Использование алгоритмов вейвлет-анализа для построения оптических измерительных систем // Контроль. Диагностика. 2013. № 1 (175). С. 12 – 21.
19. Махов В. Е. Алгоритмы идентификации световых объектов // Компьютерные измерительные технологии: материалы I Междунар. симпозиума. 3 апреля 2015 г., Москва. М., 2015. С. 287 – 290.
20. Махов В. Е., Борисов С. В., Широбоков В. В., Закутаев А. А. Макет для разработки программно-алгоритмического комплекса контроля объектов космического пространства // Вестник Российского нового университета. Сер. Сложные системы: модели, анализ и управление. 2019. № 1. С. 75 – 87.
1. Mahov V. E. (2011). Algorithms for determining the coordinates of light labels in an optical instrument. Voprosy radioelektroniki. Seriya Tekhnika televideniya, 1, pp. 113 – 121. Saint Petersburg: FGUP «NIIT». [in Russian language]
2. Mahov V. E. (2009). Digital registration of light reference marks in the high-temperature dilatometer circuit. Collection of proceedings of the VIII International Scientific and Practical Conference "Educational, scientific and engineering applications in the environment of LabVIEW and technology of National Instruments", pp. 167 – 169. Moscow: Izdatel'stvo RUDN. [in Russian language]
3. Mahov V. E. (2009). The influence of the characteristics of laser pointer on the accuracy of measuring their coordinates. Proceedings of the 12th All-Russian Scientific and Practical Conference of the Russian Academy of Sciences "Actual Problems of Protection and Security", April 1 – 3, Vol. 3, pp. 281 – 288. Saint Petersburg: NPO Spetsial'nyh materialov. [in Russian language]
4. Mahov V. E. (2012). Study of wavelet transform algorithms to determine the coordinates of light marks. Voprosy radioelektroniki. Seriya Tekhnika televideniya, 2, pp. 78 – 89. Saint Petersburg: FGUP «NIIT». [in Russian language]
5. Franson M. (1980). Optics speckles. Moscow: Mir. [in Russian language]
6. Born M., Vol'f E. (1973). Basics of optics. Moscow: Nauka. [in Russian language]
7. Bahvalov N. S., Zhidkov N. P., Kobel'kov G. M. (2008). Numerical methods. 6th ed. Moscow: Binom. [in Russian language]
8. Bezuglov D. A., Tsuguryan N. O. (2006). Differentiation of measurement results using the mathematical apparatus of wavelet filtering. Izmeritel'naya tekhnika, (4), pp. 12 – 16. [in Russian language]
9. Radkevich M. M. (Ed.), Evgrafov A. N., Mahov V. E. (2012). Study of the wavelet transform algorithm for determining the coordinates of light marks in dilatometry. Materials of the 2nd International Scientific and Practical Conference “Modern Engineering. Science and education”, pp. 490 – 499. Saint Petersburg: Izdatel'stvo Politekhnicheskogo universiteta. [in Russian language]
10. Mahov V. E., Potapov A. I. (2011). Using wavelet analysis to diagnose a vision system. Kontrol'. Diagnostika, (9), pp. 11 – 18. [in Russian language]
11. Mahov V. E., Potapov A. I. (2013). Analysis of the effectiveness of the optical method of capillary control. Theoretical foundations of the optical control of capillaries. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, 196(7), pp. 48 – 56.
12. 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]
13. Kučera J. (2014). Computational photography of light-field camera and application to panoramic photography. Department of Software and Computer Science Education Supervisor of the master thesis: Ing. Filip Šroubek, Ph.D. Study programme: Computer Science, Software Systems Specialization: Computer Graphics. Prague.
14. Trevis Dzh., Kring Dzh. (2011). LabVIEW for everyone. 4th ed. Moscow: DMK Press. [in Russian language]
15. Liferenko V., Zakutaev A., Mahov V. (2015). Computer implementation of wavelet analysis methods in the NI LabVIEW virtual instrument development environment. Komponenty i tekhnologii, Vol. 9, 170, pp. 132 – 139. [in Russian language]
16. Mahov V., Liferenko V., Zakutaev A. (2016). Methods of timefrequency analysis of signals and their computer implementation in LabVIEW. Komponenty i tekhnologii, Vol. 7, 180, pp. 137 – 142. [in Russian language]
17. Mahov V. (2009). Control and measuring system for the study of processes of high-temperature formation of powderfiring coatings. Konstruktsii iz kompozitsionnyh materialov, (2), pp. 90 – 96. [in Russian language]
18. Mahov V. E., Potapov A. I. (2013). The use of wavelet analysis algorithms for the construction of optical measuring systems. Kontrol'. Diagnostika, 175(1), pp. 12 – 21. [in Russian language]
19. Mahov V. E. (2015). Algorithms for the identification of light objects. Computer measurement technologies: materials of the I International Symposium, pp. 287 – 290. Moscow. [in Russian language]
20. Mahov V. E., Borisov S. V., Shirobokov V. V., Zakutaev A. A. (2019). Layout for the development of software and algorithmic complex control of space objects. Vestnik Rossiyskogo novogo universiteta. Seriya Slozhnye sistemy: modeli, analiz i upravlenie, (1), pp. 75 – 87. [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.2019.07.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.2019.07.pp.004-013
and fill out the form
.
|
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»