Исследование и разработка оптико-электронных углоизмерительных систем с анаморфотными контрольными элементами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат наук Мерсон, Алексей Дмитриевич

• Мерсон, Алексей Дмитриевич
• кандидат наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат наук Мерсон, Алексей Дмитриевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень сокращений

Введение

ГЛАВА 1. Анализ методов и средств определения угла скручивания

1.1 Математическое описание угловой ориентации объекта

1.2 Аналитический обзор схем измерения угла скручивания в системах

определения углового пространственного положения

ГЛАВА 2. Математический анализ действия анаморфотной углоизмерительной системы

2.1 Выбор вида исследуемой статической характеристики

2.2 Вывод выражения для углового коэффициента контура изображения в виде прямой линии

2.3 Вывод выражения для статической характеристики измерительной системы с анаморфотным КЭ

2.4 Анализ чувствительности измерительной системы с анаморфотным КЭ

2.5 КЭ в виде композиции анаморфотных систем

2.6 Измерительная система с КЭ в виде композиции двух анаморфотных систем

2.7 Параметры измерительной системы с КЭ в виде композиции двух анаморфотных систем. Вывод инварианта

2.8 Статическая характеристика измерительной системы с КЭ в виде композиции двух анаморфотных систем

2.9 Анализ чувствительности измерительной системы с составным

анаморфотным КЭ

ГЛАВА 3. Теоретическое исследование анаморфотного контрольного элемента

3.1 Теоретическое представление трансформирующего действия призменных систем

3.2 Сравнительный анализ различных АПС

3.2.1 Анаморфотная призменная система Брюстера

3.2.2 Анаморфотная призменная система в виде склейки двух призм

3.2.3 Клиновая анаморфотная призменная система

3.3 Исследование влияния коллимационных смещений АПС на ее К А и на отклонение анаморфированного пучка

3.3.1 Основные положения анализа хода лучей в АПС

3.3.2 Описание математической модели для анализа влияния коллимационных смещений клиновой АПС на ее КА и на отклонение анаморфированного пучка

3.3.3 Результаты анализа влияния коллимационных смещений КАПС на ее КА и на отклонение анаморфированного пучка

ГЛАВА 4. Исследование практических схем реализации АСИУС

4.1 Автоколлимационная схема анаморфотной углоизмерительной системы

4.2 Реверсивная схема анаморфотной углоизмерительной системы

2

4.3 Математический анализ действия реверсивного отражателя в составе

АСИУС

4.4 Свойства реверсивного отражателя

4.5 Выбор метода синтеза реверсивного отражателя

4.6 Определение конфигурации триэдра через углы раскрыва

4.7 Взаимосвязь системных параметров триэдра с его углами раскрыва

4.8 Определение положение орта основного неизменного направления триэдра относительно граней триэдра

4.9 Требования к конфигурации реверсивного отражателя по критерию увеличения площади эффективной апертуры и практической реализуемости

4.10 Основные соотношения, определяющие реверсивный отражатель с нужными свойствами

4.11 Решение уравнений синтеза реверсивного отражателя

4.12 Результаты синтеза реверсивного отражателя

ГЛАВА 5. Экспериментальное исследование анаморфотной углоизмерительной системы

5.1 Задача исследования габаритных соотношений между элементами оптической схемы

5.2 Основные понятия и определения

5.2.1 Обобщённая оптическая схема

5.2.2 Используемые допущения и приближения

5.3 Габаритные соотношения для автоколлимационной схемы измерительной системы

5.4 Габаритные соотношения для авторефлексионной схемы измерительной системы

5.5 Исследование составляющих погрешности измерения системы с анаморфотным отражателем на имитационной компьютерной модели

5.6 Структура погрешности измерения скручивания оптико-электронной системой с анаморфотным контрольным элементом

5.6.1 Выбор вида анализируемой статической характеристики

5.6.2 Основные составляющие погрешности измерения

5.7 Расчет параметров практического варианта оптико-электронной системы измерения скручивания с анаморфотным контрольным элементом

5.7.1 Пример метрологический задачи измерения скручивания

5.7.2 Расчет параметров основных элементов системы

5.7.3 Расчет составляющих погрешности измерения

5.8 Практическая реализация анаморфотной системы

5.9 Алгоритм обработки изображения марки

5.10 Программная реализация алгоритма обработки

5.11 Экспериментальное исследование физической модели оптико-

электронной системы измерения угла скручивания

Заключение

Список литературы

Приложение

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

АПС — анаморфотная призменная система;

АСИУС — анаморфотная система измерения угла скручивания;

АУС — автоколлимационная углоизмерительная система

ГСП — гиростабилизированная платформа;

ИОЭП — измерительный оптико-электронный преобразователь

КА — коэффициент анаморфирования

КАПС — клиновая анаморфотная призменная система

КЭ — контрольный элемент;

ОНН — основное неизменное направление;

ПК — персональный компьютер

ПО — программное обеспечение;

ПЧРС — позиционно чувствительная регистрирующая система

РО — реверсивный отражатель

ФЭУ — фото-электронный умножитель.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка оптико-электронных углоизмерительных систем с анаморфотными контрольными элементами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Одной из важных задач измерительной техники является измерение угловых величин, в частности, определение углового пространственного положения объектов. В общем случае требуется измерение углов поворота относительно трёх ортогональных осей, одна из которых совпадает с линией визирования объекта (ось скручивания), а две другие ей перпендикулярны (коллимационные оси). Углы поворота относительно этих осей, соответственно, угол скручивания и коллимационные углы.

Во многих практических случаях наиболее значимой составляющей угловой ориентации является поворот объекта на угол скручивания. В качестве примера могут быть указаны следующие измерительные задачи.

1. Измерение угловых перемещений элементов и блоков типа пары «вал-опора» в крупногабаритных сооружениях с целью контроля точности их сопряжения и взаимного расположения при функционировании. Такие измерения типичны при монтаже и мониторинге в рабочем режиме энергетических и промышленных объектов[25,52], научно-исследовательских установок. Например, для обеспечения функционирования создаваемого Россией уникального радиотелескопа миллиметрового диапазона РТ-70 (Суффа), а также модернизации РТ-70 (Уссурийск), РТ-64 (Калязин) и других полноповоротных радиотелескопов[28,51], необходимо измерение и компенсация трехмерных деформаций элементов опорно-поворотного устройства, существенными из которых являются деформации скручивания угломестной оси наведения главного зеркала и центральной колонны канала азимутальной привязки.

2. Контроль в реальном масштабе времени деформаций нагруженных элементов промышленных и транспортных трубопроводов с целью анализа их состояния и повышения безопасности функционирования.

3. Определение углового положения относительно линии визирования

при причаливании или стыковке кооперируемого объекта, движущегося

5

элемента конструкции при сборке соосных агрегатов[16], частей выдвигающихся телескопических опор.

4. Измерение деформаций при испытаниях на скручивание моделей новых конструкций или образцов материалов[22].

Особенности рассматриваемых метрологических задач: возможность полного оборота контролируемого объекта относительно оси скручивания, изменяющаяся дистанция до объекта (задачи, аналогичные указанным в п.З), возможное расположение системы внутри конструктивных компонентов (задачи по п. 1,2) определяют следующие специальные требования к измерительным системам:

- диапазон измерения угла скручивания (до 360° при погрешности измерения от единиц угловых секунд до десятков угловых секунд) значительно превосходит диапазон измерения коллимационных углов (диапазон до нескольких угловых минут при погрешности измерения до единиц угловых секунд);

- необходимы измерения в широком диапазоне рабочих дистанций (от десятков сантиметров до десятков метров), во многих случаях — при изменяющейся дистанции до контролируемого объекта;

- поперечный размер компонентов измерительной системы жестко ограничен относительно небольшими внутренними диаметрами объектов типа «полый вал» или «труба».

Также, в соответствии с общими требованиями, углоизмерительная система должна иметь простую схему и конструкцию, обеспечивать временную и температурная стабильность параметров, быть надежной и иметь сравнительно невысокую стоимость.

Для определения углового пространственного положения объекта эффективны трехкоординатные оптико-электронные углоизмерительные системы, включающие базовый блок и устанавливаемый на объекте контрольный элемент (КЭ).

Известные оптико-электронные углоизмерительные системы

«геометрического» типа не удовлетворяют указанным специальным требованиям, поскольку используют для измерения угла скручивания световой пучок, ось которого отклонена на некоторый угол относительно линии визирования объекта. Приемная система для регистрации положения этого пучка смещена относительно линии визирования на величину базы, определяемую углом отклонения пучка и дистанцией до объекта. В результате измерение угла скручивания возможно только на фиксированной дистанции, в малом диапазоне углов, при этом диаметр оптического тракта углоизмерительной системы не может быть меньше величины базы.

Измерительные системы на основе поляризации не используют внеосевых пучков, но имеют сложную схему, используют дорогостоящие поляризационные компоненты, для которых обеспечение стабильности параметров затруднено в практических задачах.

Использование анаморфотных оптических элементов позволяет создать простые по структуре оптико-электронные углоизмерительные системы «геометрического» типа, соответствующие указанным требованиям. Измерение угла скручивания в таких системах выполняется по осевому анаморфированному пучку, параметры которого изменяются вследствие поворота связанного с объектом анаморфотного контрольного элемента при сохранении исходного осевого хода пучка. В таких системах апертуры оптических элементов невелики, дистанция измерения может изменяться в широких пределах.

Поскольку измерение коллимационных углов в таком трехкоординатном угломере выполняется по иному методу, структурно канал с анаморфированным пучком может быть выделен в отдельную анаморфотную систему измерения угла скручивания (АСИУС).

Реализация оптико-электронных АСИУС затруднена отсутствием принципов построения практических схем, методик расчета параметров анаморфотных контрольных элементов, малой изученностью их метрологических свойств.

Указанные обстоятельства определяют актуальность исследования оптико-электронных углоизмерительных систем, использующих анаморфотные контрольные элементы.

Целью диссертационного исследования является теоретическое и экспериментальное исследование оптико-электронных систем измерения угла скручивания (в том числе действующих в составе трехкоординатной углоизмерительной системы) с анаморфотными контрольными элементами, а также разработка принципов построения таких систем, методов расчета параметров и характеристик их компонентов.

Для достижения указанной цели необходимо решить ряд задач:

— проанализировать принципы построения, структуру и основные параметры известных оптико-электронных систем измерения угла скручивания;

— исследовать действие анаморфотных систем, а также их композиций, используемых в качестве контрольных элементов АСИУС;

— проанализировать варианты построения оптических схем АСИУС (коллимационной, автоколлимационной авторефлексионной);

— исследовать особенности структуры трехкоординатных угломеров с каналом измерения скручивания на основе АСИУС (реверсивные схемы);

— реализовать компьютерные модели АСИУС и исследовать ее метрологические параметры и характеристики (нелинейность статической характеристики, оценка значимости основных составляющих погрешности измерения, определение влияния коллимационных смещений на точность);

— разработать методики расчета параметров оптических элементов АСИУС;

— используя полученные соотношения, разработать физическую модель АСИУС в виде оптико-электронного аппаратно-программного комплекса и выполнить ее экспериментальные исследования.

Методы исследования. Для анализа действия анаморфотных систем и КЭ на их основе используются соотношения геометрической оптики, векторно-

матричные методы расчёта, а также разработанные на их основе методики.

В экспериментальной области при исследовании соотношений между параметрами АСИУС используются детерминированные и имитационные компьютерные модели анаморфотных и других функциональных элементов. Также используются физические модели (макеты), реализующие основные компоненты АСИУС и алгоритмы их функционирования.

Научная новизна работы определяется тем, что впервые:

— получены соотношения между параметрами основных элементов оптико-электронной системы измерения угла скручивания с анаморфотным контрольным элементом, оптимизированные по критериям увеличения чувствительности измерения и упрощения алгоритма обработки регистрируемого изображения;

— для контрольных элементов в виде совокупности анаморфотов синтезированы инварианты, определяющие статическую характеристику АСИУС и чувствительность измерения скручивания в виде аналитических выражений, форма которых остается прежней при изменении количества анаморфотов и величин их коэффициентов анаморфирования (КА);

— разработаны принципы построения трехкоординатной углоизмерительной системы, в которой угол скручивания измеряется с использованием анаморфотных свойств контрольного элемента, коллимационные углы — по отклонению анаморфируемого пучка, при этом автоколлимационный ход пучков осуществляется специальным реверсивным отражателем.

Основные научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Условия увеличения чувствительности АСИУС, согласно которых:

— для работы на участке максимальной крутизны статической характеристики плоскость анаморфирования КЭ должна включать в себя ось скручивания и составлять в начальном положении с биссектрисой угла, образованного отрезками линий контура излучающей марки, угол, величина которого определяется найденным выражением;

— при использовании КЭ в составе двух отдельных анаморфотов, расположенных последовательно по ходу луча, для наибольшего увеличения общего КА при сохранении малой апертуры оптических элементов необходимо, чтобы плоскости их анаморфирования были взаимно-перпендикулярными, величины КА — взаимно-обратными (рассогласованное анаморфирование).

2. Структура анаморфотных КЭ в автоколлимационных АСИУС, которая должна включать ретрорефлектор (например, трипель-призму) и две анаморфотные системы с рассогласованным анаморфированием, каждая из которых расположена на половине апертуры ретрорефлектора.

3. Принцип построения КЭ для трехкоординатных автоколлимационных углоизмерительных систем, согласно которого анаморфотная система устанавливается на входной грани реверсивного отражателя, при этом основное неизменное направления (ОНН) отражателя должно быть обратным и сонаправленным оси скручивания, а угол поворота пучка относительно ОНН — нечетно кратным 90°.

4. Соотношения, связывающие величины углов между отражающими гранями триэдра, при которых он может использоваться в качестве реверсивного отражателя.

5. Принципы построения детерминированных и имитационных моделей функционирования элементов АСИУС, позволяющие исследовать влияние первичных составляющих погрешности измерения.

Практическая ценность работы:

1. Автором разработаны методики расчета параметров:

— оптико-электронных АСИУС с увеличенным диапазоном измерения и возможностью функционирования при изменяющейся дистанции до объекта;

— авторефлексионных АСИУС с уменьшенными габаритами оптических элементов;

— простых по структуре технологичных клиновых анаморфотных

систем, на основе которых реализуются КЭ для АСИУС;

— реверсивных триэдрических отражателей для анаморфотных КЭ, позволяющих выполнять трехкоординатные измерения.

2. Предложены практические схемы авто коллимационных АСИУС с увеличенным диапазоном и точностью измерения скручивания (в том числе функционирующих в составе трехкоординатных угломеров).

3. Разработана структура алгоритма обработки анаморфированного изображения, обладающего увеличенными быстродействием и селективностью.

4. Созданы компьютерные модели АСИУС, позволяющие проанализировать структуру суммарной погрешности измерения и выработать пути повышения точности системы.

5. Реализована физическая модель АСИУС, эксперименты с которой выявили особенности практического применения системы.

Структура диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложения.

Во Введении обосновывается актуальность работы. Указываются контрольно-измерительные задачи, средства решения которых составляют область диссертационных исследований. Формулируются цели и задачи диссертационного исследования.

В Главе 1 выполнен обзор различных схем измерения угла скручивания, проанализированы их недостатки. Сделан вывод о перспективности использования схемы измерения угла скручивания с использованием анаморфотного контрольного элемента.

В Главе 2 выведены выражения для статической характеристики АСИУС с одиночным и составным КЭ. Получен инвариант, связывающий угол скручивания, КА и угловой коэффициент прямых контура изображения при любом количестве пар анаморфотных элементов в составе АСИУС, позволяющий проектировать составные (сложные) анаморфотные

контрольные элементы. Проанализирована чувствительность АСИУС с одиночным и составным КЭ.

В Главе 3 произведен сравнительный анализ различных анаморфотных призменных систем (АПС), выбрана конкретная реализация системы для дальнейшего анализа. Описана математическая модель, описывающая действие анаморфотной системы на произвольный проходящий через нее луч. На основе этой модели произведен анализ влияния коллимационных смещений АПС на ее коэффициент анаморфирования и на отклонение оси анаморфированного пучка от исходного направления.

В Главе 4 исследована реверсивная схема построения АСИУС. Произведено теоретическое исследование различных вариантов реверсивного отражателя. Предложена методика синтеза реверсивного отражателя. Синтезирован реверсивный отражатель.

В Главе 5 произведено исследование габаритных соотношений между элементами АСИУС. Проанализирована структура погрешности измерения АСИУС. Реализована физическая модель АСИУС, включающая в себя анаморфотную систему, а также специальное программное обеспечение. Произведено экспериментальное исследование физической модели АСИУС.

В Заключении приведены краткие итоги проделанной работы, направления дальнейших исследований, основные публикации по теме диссертации.

Диссертация выполнена на кафедре Оптико-электронных приборов и систем Санкт-Петербургского Государственного Университета Информационных технологий, Механики и Оптики.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА СКРУЧИВАНИЯ

Во Введении рассмотрены требования, предъявляемые к исследуемым оптико-электронным углоизмерительным системам. Исследуем известные оптико-электронные системы измерения угла скручивания, действующие как отдельно, так и в составе трехкоординатных углоизмерительных систем, по критерию соответствия сформулированным требованиям.

1.1 Математическое описание угловой ориентации объекта

Для математического описания задачи определения угловой ориентации с некоторым базовым объектом ( жесткой базой ) связывается неподвижная система координат XYZ, а с контролируемым объектом — система координат XiYiZi (подвижная), оси которой в исходном состоянии параллельны соответствующим осям неподвижной системы координат (рис. 1.1). При этом обычно неподвижная система координат ориентирована так, что одна из осей (например, ось OZ) параллельна линии, соединяющей базовый и контролируемый объекты. Фактически система координат XYZ определяется автоколлиматором автоколлимационного углоизмерительного устройства (АУС), её ось OZ непосредственно совпадает с оптической осью центрированной системы объектив — анализирующая система измерительного оптико-электронного преобразователя (ИОЭП), а начало О — с передней узловой точкой объектива ИОЭП. При указанном расположении ось OZ таюке совпадает с линией визирования КЭ автоколлиматором АУС.

В случае построения АУС по коллимационной схеме ось OZ может быть как параллельна оптической оси коллиматора или приемного устройства, так и составлять с ними фиксированный угол.

Начальная точка Oi подвижной системы координат смещена относительно соответствующей точки О вдоль оси OZ на величину, равную дистанции до контролируемого объекта. При анализе действия

углоизмерительных систем при известных ограничениях можно сместить одну из систем координат вдоль линии, соединяющей контролируемый объект и угломер до совмещения начальных точек О и Oi и полагать в исходном состоянии оси систем координат совпадающими (рис. 1.1).

Обычно ось OZi системы координат XiYiZb в исходном состоянии параллельная линии, соединяющей контролируемый объект и углоизмерительную систему, называется осью скручивания, а две другие оси — ОХ] и OYi, перпендикулярные этой линии — коллимационными осями.

При наличии углового поворота объекта нарушается параллельность соответствующих осей рассматриваемых систем координат.

Рис.1.1 Описание угловой ориентации объекта Угловую пространственную ориентацию объекта удобно описывать

тремя угловыми координатами 0Ь 02, 0з объекта, то есть величинами трех

последовательных поворотов системы координат X1Y1Z1 относительно

собственных осей, в результате которых оси этой системы из исходного

переместятся в текущее после углового рассогласования положение. Обычно

принимается, что повороты на углы 0Ь 02, выполняются относительно осей

OiXi, O1Y1 и называются коллимационными углами [22], а поворот на угол 03

— относительно оси OiZi и называется углом скручивания [7]. Иногда эти

углы также обозначаются как %, \|/, и ср соответственно.

Формирующий канал автоколлиматора АУС генерирует пучок лучей, орт которого параллелен и обратно направлен орту оси OZ (так называемый осевой ход пучка ) или составляет с ним тупой угол 180° - 8 (5 — малый угол) в горизонтальной или вертикальной плоскости. Орт А падающего на КЭ пучка в этих случаях описывается одностолбцовой матрицей своих координат [31]:

А = [ 0 0 -if, (1-1)

А = [5 0 -if, (1.2)

А = [ 0 -5 -if. (1.3)

где выражение (1.1) соответствует так называемому осевому ходу падающего на КЭ пучка.

Орт В отражённого пучка при малых углах поворота КЭ описывается аналогичной матрицей [31]:

В=[х у if, (1.4)

где х,у — косинусы углов между ортом отражённого пучка и осями ОХ и OY соответственно — координаты орта В по этим осям.

Необходимо особо отметить, что координаты х,у орта отражённого пучка с точностью до постоянного множителя — фокусного расстояния объектива f — равны координатам X,Y автоколлимационного изображения в плоскости анализа ИОЭП (например, X^x-f).

1.2 Аналитический обзор схем измерения угла скручивания в системах определения углового пространственного положения

В трехкоординатных углоизмерительных системах наиболее сложно реализуется измерение угла скручивания. Традиционные КЭ — плоское и двугранное зеркала непосредственно могут использоваться для измерения угла скручивания лишь при схеме АУС с боковым авто коллиматором, оптическая ось объектива которого ортогональна оси 0{L\ [3] (рис. 1.2)

L

Линия виядровпния прп измерении коллимационных углов

D-

Zi

У| ■о

4

Линия визирования прп п'змеренппуглл скручпваши

Рис.1.2 АУС с боковым автоколлиматором

В этом случае фактически возникает вторая линия визирования контролируемого объекта, ортогональная первой — при измерении коллимационных углов. Необходимость обзора контролируемого объекта в пределах квадранта горизонтальной плоскости, малая дистанция измерения позволяет использовать такую схему АУС лишь для ограниченного круга задач, например, экспериментального исследования или калибровки авто коллиматоров.

Для измерения угла скручивания при ориентации линии визирования параллельно оси OiZi, КЭ можно выполнить в виде четырёхгранного зеркала (или аналогичной стеклянной пирамиды), эквивалентного двум двугранным зеркалам с взаимно-перпендикулярными рёбрами.

В первом варианте [31,40] автоколлиматор 4 АУС формирует два пучка (рис. 1.3): пучок 1 с осевым ходом и пучок 2, идущий под углом 5 к оптической оси в плоскости XOZ

Каждый из пучков вследствие отражения от двух эквивалентных прямоугольных угловых зеркал 3 разделяется на два: пучок 1 —-на пучки Г и 1", пучок 2 — на 2' и 2" (пучки Г, 2' образованы эквивалентным угловым зеркалом с ребром, параллельным оси OiXi пучки Г',2" — угловым зеркалом с ортогональным ребром).

В случае поворота КЭ пучки Г и 1" соответственно отклоняются в

плоскостях YOZ и XOZ, координаты их ортов описываются выражениями, позволяющими измерить коллимационные углы 0Ь 02:

х'=2-©2,у' = 0; (1.5)

У ' '=-2-01, х' ' = 0 . (1.6)

Xi

©1

Г

Рис.1.3 АУС с КЭ в виде четырехгранного зеркала

Для измерения угла скручивания используется отражённый пучок 2", орт

которого направлен противоположно орту падающего пучка 2. При повороте КЭ координаты орта пучка 2" определяются как [31]:

(1.7)

у2=-2-©1-Л-в з. (1.8)

03=-(^2+2-0,)М (1.9)

Алгоритм измерения угла скручивания описывается выражением (1.9) и предполагает, что величина коллимационного угла 0i уже измерена по отклонению пучка 1".

Во втором варианте АУС автоколлиматор 2 формирует один пучок (рис. 1.4), его орт составляет угол 8 с оптической осью в плоскости XOZ. При отражении формируются два пучка — 1'и 1", координаты их ортов при повороте КЭ 3 описываются выражениями:

х'=2-©2 + 5, (1.10)

у'=А-в3, (1.11)

а также выражениями (1.7),(1.8).

Угол скручивания 03 определяется по координате у' орта пучка Г в соответствии с (1.11), коллимационный угол 02 — по координате х' орта пучка Г согласно (1.10).

Коллимационный угол 0i определяется по координате у" орта пучка 1" в соответствии с выражением (1.7), при этом предполагается, что величина угла скручивания 03 уже измерена по отклонению пучка Г.

Используются также схемы, представляющие комбинацию двух рассмотренных [2,39].

Недостатки описанных систем заключаются в следующем:

1. Фиксированная дистанция до контролируемого объекта, обусловленная непараллельностью падающего пучка линии визирования КЭ.

2. Не обеспечивается независимое измерение величин всех трех угловых смещений.

3. Чувствительность измерения угла скручивания численно равна малой величине А.

Для увеличения чувствительности можно использовать гравитационно-чувствительный КЭ (рис. 1.5) [1,31]

КЭ в данной схеме включает вспомогательную призму 2 типа АР-90°, над которой по ходу луча расположено прямоугольное угловое зеркало или эквивалентная призма БР-1800. Призма 3 укреплена на валу 4, ось которого параллельна оси скручивания OiZ]. При отсутствии углов поворота

Рис.1.4 АУС с КЭ в виде четырехгранного зеркала

плоскости главных сечений призм 2 и 3 параллельны друг другу и падающему пучку 1.

При поворотах относительно коллимационных осей соответствующие углы определяются по части пучка 1, отраженной от передней грани призмы 2 как от автоколлимационного зеркала. Координаты орта этого пучка определяются выражениями:

х=-2-0,, (1.12)

у=2 ©2. (1.13)

Рис. 1.5 АУС с гравитационно-чувствительным КЭ При повороте КЭ относительно оси скручивания OiZb плоскость

главного сечения призмы 3 останется вертикальной. Вследствие возникшего

рассогласования в положении призм 2 и 3 отраженный от них пучок 2'

отклонится от исходного направления на угол, зависящий от ©3.

При повороте КЭ относительно трех ортогональных осей, координаты

ортов отраженного пучка определяются выражениями:

jc = 2-(02-03), у = 0 . (1.14)

Откуда угол скручивания находим как:

03=(2-02-х)М, (1.15)

где Д=2.

При этом коллимационный угол 02 полагается уже измеренным. Вариант АУС с гравитационно-чувствительным КЭ на основе углового зеркала (или призмы БР-1800) включает автоколлиматор (состав элементов: источник излучения 1, конденсор 2, марка 3, светоделитель 4, объектив 5, анализирующая сетка 6, окуляр 7 — см. рис. 1.6). В состав КЭ входят

вспомогательная призма 8 типа АР-90° на части передней грани которой нанесён зеркальный пояс 8% металлический стакан 9, дном которого является преломляющая грань основной призмы 10 типа БР-1800. Стакан 9 заполнен на одну треть вязкой оптически прозрачной жидкостью 11 [31]. Для измерения коллимационных углов используется вспомогательный пучок Г, отражённый от автоколлимационного зеркала — зеркального пояса 8.

Рис.1.6 АУС с гравитационно-чувствительным КЭ

Измерение угла скручивания выполняется по основному пучку 2',

который дважды на пути — до и после отражения от призмы 10 — проходит через слой жидкости 11.

При повороте КЭ относительно оптической оси объектива 5 (оси скручивания) преломляющая грань призмы 12 изменит своё положение относительно верхней поверхности жидкости 11, остающейся горизонтальной. Вследствие появившегося жидкостного клина пучок 2" отклонится от исходного направления на угол, пропорциональный измеряемому углу 0з. Координаты орта пучка 2' после отражения определяются как [31]:

х2 = 2-02+А-©з , у2=0, (1.16)

где Л=2-(п — 1),п — показатель преломления жидкости 11. Отсюда следует алгоритм измерения угла 03, который определяется выражением (1.15) с учетом разницы в знаках.

Недостатки систем с гравитационно-чувствительным КЭ:

1. Их невозможно использовать при отсутствии силы тяжести, а также при вибрациях и ударных нагрузках.

2. Не обеспечивается независимое измерение угла скручивания.

В трехкоординатной АУС также используется КЭ в виде зеркального триэдра 3 (рис. 1.7), два двугранных угла которого — прямые, а третий отличается от прямого на малую величину 8. Также может применяться эквивалентный стеклянный тетраэдр.

Xi

Рис.1.7 АУС с КЭ в виде зеркального триэдра, один двугранный угол которого

отличен от прямого

В случае если зеркальный триэдр ориентирован таким образом, что ребро третьего двугранного угла расположено в плоскости YiOiZb то при осевом ходе падающий пучок при отражении разделяется на два пучка — 1 и 2, орты которых расположены симметрично оси OZ и составляют с ней в плоскости XOZ равные по абсолютной величине углы А = 1,64- 5 [12,31]

Заключение диссертации по теме «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы», Мерсон, Алексей Дмитриевич

Основные результаты работы отражены в следующих публикациях:

1. И.А. Коняхин, А.Д. Мерсон. Особенности моделирования оптико-электронных систем измерения деформаций крупноразмерных объектов. // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 18. Исследования в области оптики и физики / Главный редактор д.т.н., проф. В.Н. Васильев. -СПб: СПбГУ ИТМО, 2005. с.228-231.

2. IA Konyakhin, A D Merson and D Y Zubenko. Optoelectronic System for Roll Angles Measuring of Maneuvering Objects Based on Anamorphosis Effect // Journal of Physics: Conference Series. Vol. 48. Institute of Physics Publishing,

2006.-P. 988-991.

3. И.А. Коняхин, А.Д. Мерсон, Д.Ю. Зубенко. Оптико-электронная система для измерения углов скручивания взаимодействующих объектов, использующая явление анаморфозы. // Труды 7 Международной конференции «Прикладная оптика - 2006». Том 1. Оптическое приборостроение. — СПб: Оптическое общество им. Д.С. Рождественского, 2006. с. 124-127.

4. А.Д. Мерсон. Анализ схем построения систем измерения параметров угловой пространственной ориентации на основе явления анаморфозы. // Сборник тезисов IV Межвузовской конференции молодых ученых. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. с.39.

5. А.Д. Мерсон. Оптико-электронная измерительная система на основе анаморфозы для мониторинговых наблюдений промышленных и энергетических установок. // Сборник тезисов Итогового семинара по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2007 года для молодых ученых Санкт-Петербурга. - СПб: СПбФТНОЦ, 2007. с.29.

6. И.А. Коняхин, А.Д. Мерсон. Оптико-электронная система измерения угла скручивания на основе анаморфирования. // Изв. вузов. Приборостроение. Том 51, № 9. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. с. 10—14.

7. И.А. Коняхин, А.Д.Мерсон. Исследование возможности построения трехкоординатной анаморфозной системы измерения параметров угловой пространственной ориентации. // Оптический журнал. Том 76, № 1. - СПб: НПК ГОИ им. С.И. Вавилова, 2009. с.28-30.

8. Коняхин И.А., Копылова Т.В., Коняхин А.И., Мерсон А.Д. Синтез частных инвариантных преобразований в оптико-электронных системах измерения угла скручивания // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. -2010. №3 (67).-С. 129.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проанализированы принципы построения, структура и основные параметры используемых систем измерения угла скручивания.

2. Исследовано действие анаморфотной системы (и их композиции) в составе АСИУС, синтезированы инвариантные аналитические выражения для статической характеристики и чувствительности измерения.

3. Реализованы детерминированные и имитационные компьютерные модели функционирования элементов АСИУС, на которых исследовано влияние коллимационных поворотов анаморфотной системы, погрешностей изготовления ее компонентов, шумов и разрешения матричного анализатора на точность измерения угла скручивания.

4. Предложена структура анаморфотных КЭ для автоколлимационных АСИУС, а также трехкоординатных углоизмерительных систем.

5. На основе разработанной методики синтерзирован реверсивный отражатель для анаморфотного КЭ трехкоординатных систем.

6. Разработан алгоритм обработки анаморфированного изображения марки, на основе которого создано программное обеспечение.

7. Спроектирована и реализована физическая модель АСИУС, экспериментальное исследование которой подтвердило правильность полученных теоретических результатов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мерсон, Алексей Дмитриевич, 2010 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.С. 201669 (СССР). Автоколлимационный уровень /А.Г.Ласий; опубл. 1967, Бюл. № 18.

2. А.С. 771464(СССР). Трехкоординатное оптическое устройство /Э.Д.Панков, В.В.Хижняков; опубл. 1980, Бюл. № 38.

3. А.С. №1486784 СССР, МКИ G 01 В 11/26. Способ аттестации автоколлимационных угломеров //И.А.Коняхин, Э.Д.Панков и др.; опубл. 1989, Бюл., №22.

4. Андреев Л.Н., Бахолдин А.В., Пруненко Ю.К. Габаритный расчет анаморфотного сфероцилиндрического объектива // 0птика-2007. Труды V международной конференции молодых ученых и специалистов "Оптика-2007". СПб, 15-19 октября 2007. / Под ред. проф. В. Г. Беспалова, проф. С.А. Козлова. СПб.: СПбГУ ИТМО. - 2007. - С. 281.

5. Андреев Л.Н., Бахолдин А.В., Пруненко Ю.К. Оптика цифрового кинематографа // Изв. вузов. Приборостроение. - 2010. - Т. 53. - №1. - С. 5965.

6. . Андреев Л.Н., Пруненко Ю.К. Аберрационные свойства анаморфотных объективов цифровых кинокамер // 0птика-2009. Труды VI международной конференции молодых ученых и специалистов "Оптика-2009". СПб, 19-23 октября 2009. / Под ред. проф. В.Г. Беспалова, проф. С.А. Козлова. СПб.: СПбГУ ИТМО. - 2009. - С. 302.

7. Аникст Д.А., Константинович К.М., Меськин И.В., Панков Э.Д. Высокоточные угловые измерения. Под ред. Ю.Г. Якушенкова, М.: Машиностроение, 1987 - 480 с.

8. Аникст Д.А., Голубовский О.М., Петрова Г.В. и др. Оптические системы геодезических приборов. — М.: Недра, 1981. - 240 с.

9. Бегунов Б.Н. Трансформирование оптических изображений - М.: Искусство. — 1965. - 232 с.

10. Бегунов Б.Н. Геометрическая оптика - М.: 2е изд., МГУ, 1966. - 211 с.

11. Бондаренко И.Д. Принципы построения фотоэлектрических

163

автоколлиматоров. - Минск : Университетское изд., 1984. - 190 с.

12. Бондаренко И. Д., Хан ох Б.Ю. Исследование возможности определения направления при помощи тетраэдрического отражателя.— Вестник Белорусского университета, серия 1, мат., физ., мех. 1971, № 3.

13. Бронштейн Ю.Л. Грызулин С.И. Анализ некоторых зеркальнопризменных систем передачи направления /Науч.тр. ЦНИИ геодезии, аэросъемки, картографии. Вып. 221,1979,с. 125-155

14. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВУЗов. — М: Наука, 1986. -976 с.

15. Бужинский А.Н. и др. Объективный поляризационный метод измерения углов скручивания элементов конструкции // ОМП.-1968.- N 10.-с.9-13

16. Вагнер Е.Т., Митрофанов А.А.,Барков В.Н. Лазерные и оптические методы контроля в самолетостроении.-М.Машиностроение, 1977.-175 с.

17. Гай В.Е., Данилов С.Д. Актуальные задачи цифровой обработки изображений. // VII международная научная конференция "Наука и образование", 2008г.

18. Голенко А.А. Влияние последовательности алгоритмов цифровой обработки изображений на качество контуров в системах технического зрения роботов. МГТУ "Станкин", Россия, Москва. // Автоматизация и управление в машиностроении. Выпуск (N16, 2001).

19. Грейм И.А. Зеркально-призменные системы. М.: Машиностроение, 1981. -125с. (Библиотека приборостроителя)

20. Грейм И.А., Стендер П.В. Расчет систем плоских зеркал. Л.: СЗПИ, 1968. -110 с.

21. Грейм И.А., Шефтель М.Б. Сравнительный анализ современных методов расчета зеркально-призменных систем //Оптико-механическое приборостроение:Межвузовский сборник.-Л.-1978.-С.З-10.

22. Гукайло М.Я. Автоколлимация. Москва;Киев:Машгиз, 1963.-108 с.

23. Джабиев А.Н., Коняхин И.А., Панков Э.Д. Автоколлимационные

углоизмерительные средства мониторинга _ деформаций. - СПб: СПбГИТМО(ТУ), 2000. - 197 с.

24. Зубенко Д.Ю., Коняхин И.А., Мерсон А.Д. Оптико-электронная система для измерения углов скручивания взаимодействующих объектов, использующая явление анаморфозы. // Труды 7 Международной конференции «Прикладная оптика - 2006». Том 1. Оптическое приборостроение. — СПб: Оптическое общество им. Д.С. Рождественского, 2006. с. 124-127.

25. Карапетян Б.К. Колебания сооружений, возведенных в Армении. Ереван: Айастан, 1977.-171 с.

26. Кожевников Ю.Г. Оптические призмы. Проектирование, исследование, расчет. 2-е издание, прераб. и доп. Серия: Библиотека приборостроителя. М: Машиностроение, 1984г. 152 с

27. Коняхин И.А., Копылова Т.В., Коняхин А.И., Мерсон А.Д. Синтез частных инвариантных преобразований в оптико-электронных системах измерения угла скручивания // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. — 2010. №3 (67).-С. 129.

28. Коняхин И.А., Мерсон А.Д.. Особенности моделирования оптико-электронных систем измерения деформаций крупноразмерных объектов. // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 18. Исследования в области оптики и физики / Главный редактор д.т.н., проф. В.Н. Васильев. -СПб: СПбГУ ИТМО, 2005. с.228-231.

29. Коняхин И.А., Мерсон А.Д. Исследование возможности построения трехкоординатной анаморфозной системы измерения параметров угловой пространственной ориентации. // Оптический журнал. Том 76, № 1. - СПб: НПК ГОИ им. С.И. Вавилова, 2009. с.28-30.

30. Коняхин И.А., Мерсон А.Д. Оптико-электронная система измерения угла скручивания на основе анаморфирования. // Изв. вузов. Приборостроение. Том 51, № 9. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. с.Ю—14.

31. Коняхин И.А., Панков Э.Д. Трехкоординатные оптические и оптико-электронные угломеры. -М.: Недра 1991.

32. Коуэн Ф.Н., Грант П.М. Адаптивные фильтры. Пер. с англ. -М.: Мир, 1988.392 с.

33. Линдли К. Практическая обработка изображений на языке Си : Пер. с англ.- М.: Мир, 1996.-512 е., ил.

34. Мерсон А.Д. Анализ схем построения систем измерения параметров угловой пространственной ориентации на основе явления анаморфозы. // Сборник тезисов IV Межвузовской конференции молодых ученых. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. с.39.

35. Мерсон А.Д. Оптико-электронная измерительная система на основе анаморфозы для мониторинговых наблюдений промышленных и энергетических установок. // Сборник тезисов Итогового семинара по физике и астрономии по результатам конкурса грантов 2007 года для молодых ученых Санкт-Петербурга. - СПб: СПбФТНОЦ, 2007. с.29.

36. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. Страниц: 394 Год: 1986

37. Панов В.А., Кругер М.Я., Кулагин В.В и др. Справочник конструктора оптико-механических приборов. — JL: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980. - 742 е., ил.

38. Парвулюсов Ю.Б.,Солдатов .В.П., Якушенков Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов.-М.:Машиностроение,1990 - 432 с.:ил.

39. Пат. 3241430(США). Three axis alignment device /Kulick F.-заявл . 24.09.62, №255458; опубл. 22.03.66; МКИ G 01 В 11/26;НКИ CI 88-14.-трёхосное оптическое выравнивающее устройство.

40. Пат. 3990796(США). Optical measurement of the difference in alignment between reference frames/ Foltz J.V.-заявл . 23.05.75, №580255; опубл. 9.11.76;МКИ G01 В 11/26;НКИ 356 —Оптический измеритель рассогласования положения рам.

41. Пик Л.И. Исследование действия призменного отражателя //Геодезия и картография-1965.-№10.-С.29-35.

42. Погарев Г.В. Юстировка оптических приборов. Л: Машиностроение,

1982, -128 с.

43. Пруненко Ю.К. Анаморфотный сфероцилиндрический объектив // Сборник тезисов V Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых. - СПб: СПбГУ ИТМО. - 2008. - С. 53.

44. Пруненко Ю.К. Исследование влияния технологических параметров на качество изображения призменной анаморфотной системы // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2007. - Вып. 38. - С. 58-62.

45. Пруненко Ю.К. Применение анаморфотной оптики в современном оптическом приборостроении // Сборник трудов конференции молодых ученых. Вып. 1 Оптотехника и оптическое приборостроение. СПб.: СПбГУ ИТМО.-2009.-С. 170-178.

46. Пруненко Ю.К. Телескопические анаморфотные линзы на основе торических поверхностей // Сборник трудов VIII международной конференции «Прикладная оптика - 2008». - 2008. - С. 201-204.

47. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. — Кн. 1,2. — М.: Наука, 2000.-1024 с.

48. Русинов М.М., Грамматин А.П., Иванов П.Д. и др. Вычислительная оптика. Справочник. Изд.2. - СПб.: ЖИ, 2008, 424 с.

49. Сивцов Г.П Синтез зеркально-призменной системы по заданному передаточному коэффициенту. // Оптический журнал, 1992, №2, с.58-60.

50. Сойфер В.А. Методы компьютерной обработки изображений. : ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 784 с.

51. Стейнберг Д., Леку К. Радиоастрономия.-М.:Иностранная литература, 1963.-312 с.

52. Тищенко В.Г., Харин Д.А. Колебания гидротехнических сооружений / Труды координационного совещания по сейсмологическому строительству.-Ереван, 1966.-С.46-50

53. Томилин М.Г. Анаморфозы - оптические причуды эпохи Возрождения или истоки науки об обработке изображений //Оптический журнал.-2001.-Т. 68.-№9.-С. 106-111.

54. Тудоровский А.И. Теория оптических приборов. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1938.

55. Федоров. А. Бинаризация черно-белых изображений: состояние и перспективы развития. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://iu5.bmstu.ru/~philippovichaATS/IST4b/ITS4/Fyodorov.htm. - Загл. с экрана.

56. Фельдман Г.А. Расчет и выбор оптических элементов геодезических светодальномеров (оптимизация параметров).-М.: Наука-1973 г.

57. Форсайт Д., Понс Ж. Компьютерное зрение. Современный подход.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2004. - 928 с.

58. Хуанг Т.С., Эклунд Дж.-О., Нуссбаумер Г.Дж., Зохар Ш., Юстуссон Б.И., Тян Ш.-Г. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений.: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1984. - 224с.

59. Чуриловский В., Халилулин К. Теория и расчет призменных систем. JL: Машиностроение, 1979г. 270с

60. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. — М.: Машиностроение, 1989. - 360 с.

61. Яншин В.В., Калинин Г.А. Обработка изображений на языке Си для IBM PC. М.: Мир, 1994.

62. Bailey Т.В. (US). Three axes line-of-sight transducer. США, патент US 7,032,469 B2. НКИ 74/5.6А. МПК G01 С 19/54; G 01 В 11/26. Номер заявки 10/293,422. Дата публикации - 25 апреля 2006 г.

63. Baker A.L. (US), Ellis C.R. (US). Three axis optical alignment device. США, патент US 3,375,750. МПК G 01 В 11/27. Номер заявки 138,525. Дата публикации - 2 апреля 1968 г.

64. Bradski G., Kaehler A. Learning OpenCV.: O'Reilly 2008 -557c.

65. Bussard P.E. (US). Optical biaxial angle sensor. США, патент US 7,227,627 Bl. НКИ 356/152.2. МПК G 01 В 11/26. Номер заявки 11/166,914. Дата публикации - 5 июня 2007 г.

66. Collyer P.W. (US). Three-axis angular monitoring. США, патент US

4,721,386. НКИ 356/152. МПК G 01 В 11/26; G 01 С 1/00. Номер заявки 888,032. Дата публикации - 26 января 1988 г.;

67. Harris M.D. (US). Three-axis angle sensor. CUIA, патент US 4,560,272. НКИ 356/138. МПК G 01 В 11/27. Номер заявки 646,547. Дата публикации -24 декабря 1985 г.;

68. Hesse R. (DE), Wagner R. (DE). Method and device for the contactless optical determination of the 3D position of an object. США, заявка на патент US 2007/0009149 А1. НКИ 382/154. МПК G06K 9/00. Номер заявки 11/389,381. Дата публикации - 11 января 2007 г.

69. Ikeda Y. (JP), Kato Y. (JP). Image processing method image processor. США, заявка на патент US 2007/0176927 А1. НКИ 345/426. МПК G 06 Т 15/50. Номер заявки 11/698,991. Дата публикации -2 августа 2007 г.

70. Kawano Т. (JP), Yamada М. (JP). Three-dimensional position measurement method and apparatus used for three-dimensional position measurement. США, патент US 7,502,100 B2. НКИ 356/138. МПК G 01 В 11/26; G 01 В 11/30. Номер заявки 11/446,868. Дата публикации - 10 марта 2009 г.

71. Konyakhin I A, Merson A D and Zubenko D Y. Optoelectronic System for Roll Angles Measuring of Maneuvering Objects Based on Anamorphosis Effect // Journal of Physics: Conference Series. Vol. 48. Institute of Physics Publishing, 2006.-P. 988-991.

72. Mitchelson D.L. (Angland). Movement measuring apparatus and landmarks for use therewith. США, патент US 4,486,095. НКИ 356/141. МПК G 01 В 11/26. Номер заявки 355,586. Дата публикации - 4 декабря 1984 г.;

73. Pettersen A. (Norway). Method and sensor for opto-electronic angle measurements. США, па-тент US 5,196,900. НКИ 356/141. МПК G 01 В 11/26; G 01 В 11/24; G 01 С 1/00. Номер заявки 582,936. Дата пуб-ликации - 23 марта 1993 г.;

74. Sporring J. Gaussian Scale-Space Theory / J. Sporring [et al]. - Kluwer Academic Publishers, 1997. - 425 p.

"УТВЕРЖДАЮ" Проректор ГОУВПО "СПбГУ ИТМО" по развитию

В.О. Никифоров 2010 г

Акт

об использовании в научно-исследовательских работах СПбГУ ИТМО материалов кандидатской диссертационной работы аспиранта Мерсона Алексея Дмитриевича «Исследование и разработка оптико-электронных углоизмерительных систем с анаморфотными контрольными элементами»

Мы, нижеподписавшиеся, председатель комиссии, заведующий научно-производственной лабораторией "Оптико-электронные системы" к.т.н. Тимофеев А.Н., и члены комиссии проф. д.т.н. Лебедько Е.Г., доц. к.т.н. Андреев А.Л. составили настоящий акт, в том что при выполнении НИР№ 26672 "Отработка методов технической реализации средств для измерения положения элементов зеркальной системы и опорно-поворотного устройства" и НИР 27771 "Отработка методов технической реализации средств контроля положения элементов зеркальной системы и опорно-поворотного устройства радиотелескопа РТ-70" были использованы материалы диссертации аспиранта Мерсона А.Д., а именно, проектные инварианты, определяющие выражения для статической характеристики и максимальной чувствительности оптико-электронных угломеров с анаморфотными системами, алгоритмы обработки анаморфированного изображения, принципы построения и структура аппаратно-программного комплекса экспериментального моделирования оптико-электронной системы измерения поворота угломестной оси радиотелескопа РТ-70.

Председатель комиссии

к.т.н. А.Н. Тимофеев

Члены комиссии

д.т.н., проф. к.т.н., доц.

Е.Г. Лебедько А.Л. Андреев

"УТВЕРЖДАЮ" ГОУВПО "СПбГУ ИТМО"

и

II

II

по учебно-организационной и административной работе Ю. JI. Колесников

и

п

2010 г.

Акт

об использовании материалов диссертации аспиранта Мерсона А.Д. на тему: «Исследование и разработка оптико-электронных углоизмерительных систем с анаморфотными контрольными элементами» в учебном процессе Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики

Комиссия в составе:

Составила настоящий акт в том, что в материалах дисциплин «Системное проектирование оптических приборов и систем», «Измерительные ОЭП и С» (кафедра оптико-электронных приборов и систем) по магистерской программе 20020015 «Оптико-электронные методы и средства обработки видеоинформации» направления 200200 «Оптотехника» используются материалы диссертационной работы аспиранта Мерсона А.Д.

В лекционный материал дисциплин включен раздел по методам проектирования оптико-электронных систем с анаморфотными оптическими элементами, а также по методике расчета составляющих погрешности измерения, обусловленных первичными погрешностями изготовления и пространственного расположения анаморфотных систем.

В практическую часть курсов включены разработанные имитационные компьютерные модели функционирования анаморфотных элементов и процесса обработки формируемых анаморфированных изображений в приемных каналах систем контроля углового положения объектов.

Председатель комиссии

зав. каф. ОЭП и С д. т. н., проф. Коротаев В.В.

Члены комиссии:

Председатель: зав. каф. ОЭП и С проф. Коротаев В. В. члены комиссии:

к.т.н. доц. Горбачев А.А. к.т.н., доц. Михеев С.В.

к. т. н., доц. к. т. н., доц.

Горбачев А.А. Михеев С. В.