ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ СМЕЩЕНИЙ С АКТИВНЫМИ РЕПЕРНЫМИ МАРКАМИ

Предмет исследования. Рассмотрена взаимосвязь параметров в оптико-электронной системе контроля пространственного положения крупногабаритных конструкций с активными реперными марками при компенсации влияния вертикального градиента температуры дисперсионным методом. Описано понятие и принцип работы дисперсионного метода определения вертикального градиента температуры с использованием цветной видеокамеры и источника оптического излучения в виде RGB-светодиода. Базовое условие выбора параметров оптико-электронных систем с активными реперными марками выведено из соотношений, определяющих аппаратную реализацию системы, и параметров воздушного тракта, используемых в дисперсионном методе. Метод.При исследованиях использован принцип равного влияния составляющих погрешности на суммарную погрешность работы системы. Введено допущение о том, что оптическое излучение распространяется в едином «рефракционном блоке», а флуктуации показателя преломления воздушного тракта во времени и пространстве отсутствуют. Основные результаты. Предложен базовый критерийвыбора параметров оптико-электронной системы контроля пространственного положения крупногабаритных конструкций с активными реперными марками, позволяющий подобрать параметры системы таким образом, чтобы минимизировать влияние вертикального градиента температуры. Подтверждена эффективность двухволнового дисперсионного метода для борьбы с рефракцией, а предложенное условие позволяет найти количественную меру этой эффективности и выбрать ряд параметров аппаратуры. Практическая значимость. Результаты работы могут найти применение в проектировании оптико-электронных систем с активными реперными марками, работающими в условиях, где воздействие вертикального градиента температуры сильно сказывается на точностных характеристиках системы.

1. Vasilev A.S., Konyakhin I.A., Timofeev A.N., Lashmanov O.U., Molev F.V. Electrooptic converter to control linear displacements of the large structures of the buildings and facilities // Proceedings of SPIE. 2015. V. 9525. doi: 10.1117/12.2184528
2. Коротаев В.В., Пантюшин А.В., Тимофеев А.Н. Оптико-электронные системы контроля положения реперных меток // Путь и путевое хозяйство. 2012. № 11. С. 34–37.
3. Zhao X., Li X., Liang H., Deng F., Zhou L., Chen W. The detecting method of building deformation based on terrestrial laser point cloud // Proc. 12^th Int. Conf. on Computational Intelligence and Security. Wuxi, Jiangsu, China, 2016.
   P. 466–469. doi: 10.1109/CIS.2016.112
4. Mikheev S.V., Konyakhin I.A., Barsukov O.A. Optical-electronic system for real-time structural health monitoring of roofs // Proceedings of SPIE. 2016. V. 9896. Art. 98961C. doi: 10.1117/12.2227862
5. Прилепин М.Т., Голубев А.Н. Инструментальные методы геодезической рефрактометрии. М.: ВИНИТИ, 1979. 91 с.
6. Запрягаева Л.А., Свешникова И.С. Расчет и проектирование оптических систем. M.: МИИГАиК, 2009. 176 с.
7. Ingensand H., Boeckem B. A high-accuracy alignment system based on the dispersion effect // Proc. 5^th Int. Workshop on Accelerator Alignment (IWAA97). 1997.
8. Грызулин С.И. Юстировка оптических трактов. М.: МАКС Пресс, 2011.194 с.
9. Optical Methods in Engineering Metrology. Ed. D.C. Williams. Springer, 2012. 477 p.
10. Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения. М.: Логос, 2013. 376 с.
11. Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и ее применение. М.: Академический Проект, 2008. 591 с.
12. Неумывакин Ю.К. Автоматизация геодезических измерений в мелиоративном строительстве. М.: Недра, 1984. 128 с.
13. Богатинский Е.М., Коротаев В.В., Мараев А.А., Тимофеев А.Н. Исследование путей ослабления влияния воздушного тракта в распределенных оптико-электронных системах предупреждения техногенных катастроф // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2010. № 3 (67). С. 130.
14. Мараев А.А., Тимофеев А.Н., Ярышев С.Н. Исследование метода спектрозональной селекции при перекрестных связях в каналах цветных видеокамер // Приборостроение. 2012. Т. 55. № 4. С. 17–21.
15. Латыев С.М. Конструирование точных (оптических) приборов. СПб.: Политехника, 2007. 579 с.
16. Лашманов О.Ю., Пантюшин А.В., Тимофеев А.Н., Ярышев С.Н. Исследование возможности применения спектрозонального метода для ослабления влияния воздушного тракта в оптико-электронных системах контроля положения // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2011. № 3 (73). С. 5–9.
17. Андреев А.Л., Коротаев В.В., Пашковский Д.М. Селекция изображений малоразмерных объектов на неоднородном фоне в условиях помех // Изв. вузов. Приборостроение. 2013. Т. 56. № 10. С. 88–93.
18. Nekrylov I.S., Timofeev A.N., Kleshchenok M.A. The research of the possibility of the dispersion method sensitivity increase for the air tract vertical temperature gradient determination by analyzing the diffraction pattern // Proceedings of SPIE. 2017. V. 10231. Art. 1023115. doi: 10.1117/12.2266744

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License