Исследование оптико-электронных систем с полихроматической оптической равносигнальной зоной для контроля смещений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат наук Мараев, Антон Андреевич

• Мараев, Антон Андреевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Мараев, Антон Андреевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

1.1 Системы с приемной равносигнальной зоной

1.1.1 Оптико-электронное устройство точного позиционирования грузозахвата подъемно-транспортного механизма

1.1.2 Устройство измерения линейного смещения объекта относительно базовой линии

1.1.3 Авторефлексионный канал позиционирования руки робота

1.1.4 Системы, позиционирующиеся по закодированным меткам

1.1.5 Лазерные устройства

1.1.6 Устройства, использующие волновые свойства оптического излучения

1.2 Системы с передающей равносигнальной зоной

1.2.1 Оптико-электронные системы с модулированным оптическим излучением

1.2.2 Устройства, использующие цифровые методы обработки структурированных оптических пучков

1.3 Классификация ОЭСКС

1.4 Основные требования к ОЭСКС

1.5 Условия эксплуатации, сильно влияющие на работу ОЭСКС

1.5.1 Характеристики температуры

1.5.2 Фоновые помехи

1.6 Сравнительный анализ систем контроля смещений

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В АОЭСКС С ПОЛИХРОМАТИЧЕСКОЙ ОРСЗ

2.1 Обобщенная схема АОЭСКС с полихроматической ОРСЗ

2.2 Формирование ПОРСЗ

2.3 Распределение облученности в ОРСЗ после отражения пучка лучей КЭ

2.4 Обработка информации в приемном канале ОЭСКС

2.4.1 Общие принципы выделения информации о положении ОРСЗ

2.4.2 Анализ ОРСЗ на матричном фотоприемнике

2.5 Понятие об эффективной энергетической чувствительности в полихроматической ОРСЗ

2.5.1 Эффективная энергетическая чувствительность в ОРСЗ для монохромного излучения

2.5.2 Энергетическая чувствительность в полихроматической ОРСЗ

2.5.3 Условие совпадения энергетических чувствительностей в полихроматической ОРСЗ

2.6 Выводы по главе

3 ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ КАНАЛОВ И МЕТОДИКИ РЕАЛИЗАЦИИ ТРЕБУЕМЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АОЭСКС С ОРСЗ

3.1 Оптические схемы оптико-электронных систем с ОРСЗ

3.1.1 Построение разнесенных каналов ОЭСКС с ОРСЗ

3.1.2 Построение совмещенных оптических систем с ОРСЗ

3.2 Особенности применения полупроводниковых источников оптического излучения при формировании полихроматической ОРСЗ

3.3 Особенности применения оптических компонентов при формирование полихроматической ОРСЗ

3.4 Структуризация пучков ОРСЗ за КЭ

3.5 Особенности выбора приемников оптического излучения при анализе положения в ОРСЗ

3.6 Обработка информативных параметров ОРСЗ в приемном канале

3.6.1 Алгоритм обработки сигналов в полихроматической ОРСЗ

3.6.2 Сравнение потенциальной точности систем с ОРСЗ при различных способах модуляции оптического излучения

3.6.3 Цифровая обработка сигналов ОРСЗ на матричном фотоприемнике ПК

3.6.4 Метод обработки информации с цифрового поля анализа

3.6.5 Реализация математического метода обработки изображений

3.6.6 Нелинейная предварительная фильтрация по методу усреднения микровыборок

3.7 Габаритно-энергетический расчет ОЭСКС с ОРСЗ

3.7.1 Обобщенная последовательность энергетического расчета

3.7.2 Методика габаритно-энергетического расчета схем АОЭСКС с ОРСЗ с совмещенными каналами

3.7.3 Методика габаритно-энергетического расчета коаксиальной АОЭСКС с ОРСЗ

3.7.4 Методика габаритно-энергетического расчета АОЭСКС с ОРСЗ при матричном поле анализа

3.7.5 Сравнительный анализ схем АОЭСКС с ОРСЗ по габаритным соотношениям оптических систем

3.8 Выводы по главе

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ И АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ В АОЭСКС

4.1 Экспериментальные исследования энергетической чувствительности

4.2 Исследование распределения энергии в ОРСЗ с помощью телевизионной фотометрии

4.2.1 Методика проведения исследований для ОРСЗ с одной длиной волны

4.2.2 Исследование ОРСЗ с помощью видеокамеры

4.3 Исследование влияния размера зрачка приемной части на погрешность определения положения базовой плоскости

4.4 Исследование распределения облученности в полихроматической ОРСЗ, созданной RGB-светодиодами

4.5 Исследование распределения энергии в полихроматической ОРСЗ

4.6 Сравнение энергетической чувствительности для схем с аналоговой и цифровой обработкой энергии ОРСЗ

4.7 Экспериментальные исследования энергетической чувствительности в АОЭСКС с цифровой обработкой энергии в ОРСЗ

4.8 Выводы по главе

5 АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ АВТОРЕФЛЕКСИОННЫХ ОПТИКО-

ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ СМЕЩЕНИЙ

5.1 Источники погрешностей в АОЭСКС

5.2 Влияние притупления призмы формирователя ОРСЗ на энергетическую чувствительность

5.3 Неисключенная составляющая погрешности от воздействия вертикального градиента температуры воздушного тракта

5.4 Погрешность, вызванная изменением яркости источников при изменении температуры и деградации

5.5 Случайная составляющая погрешности, вызванная шумами фотоприемника ПК АОЭСКС

5.6 Погрешность, вызванная турбулентностью атмосферы

5.7 Расчет суммарной погрешности

5.8 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АОЭСКС - авторефлексионная оптико-электронная система контроля смещений,

КМОП — комплементарная структура металл-оксид-полупроводник

КФБН — канал формирования базового направления,

КЭ — контрольный элемент,

МФП — матричный фотоприемник,

ПИД — полупроводниковый излучающий диод,

ПК — приемный канал,

ПОРСЗ — полихроматическая оптическая равносигнальная зона, ОРСЗ — оптическая равносигнальная зона, ОЭС — оптико-электронная система,

ОЭСКС — оптико-электронная система контроля смещений, ФП - фотоприемник,

RGB — red, green, blue {англ. красный, зеленый, синий)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование оптико-электронных систем с полихроматической оптической равносигнальной зоной для контроля смещений»

ВВЕДЕНИЕ

С развитием техники все больше технологических процессов в различных отраслях промышленности автоматизируются. Одним из ключевых факторов в переходе к более совершенствованным технологиям является увеличение точности выполняемых технологических операций.

Частным примером является задача автоматического позиционирования рабочих элементов машин при проведении строительных работ. При сооружении дорог, путепроводов, мелиоративном строительстве точность определяет качество проводимых работ, поэтому системы контроля позиционирования рабочих органов строительных и землеройных машин играют важную роль при решении таких задач.

Подобные средства управления позволяют повысить производительность машин, снизить затраты времени и труда на подготовительные операции, сократить ручной труд, уменьшить общее время проведения работ. В мелиоративных работах такие системы используются для планировки земляных участков, которые готовятся под сплошной залив водой. В строительстве эти системы необходимы при укладке асфальтовых или бетонных площадок, монтаже междуэтажных перекрытий, для контроля положения скользящих опалубок при возведении монолитных объектов, при строительстве дорог, насыпей, каналов и т.д. Решение этих проблем в указанных отраслях необходимо осуществлять на существенных дистанциях. При этом инструментальная средняя квадратическая погрешность измерений должна составлять не более десятых долей миллиметра в сочетании с малым энергопотреблением и широким диапазоном контроля.

В настоящее время перспективным средством автоматизации контроля позиционирования являются оптико-электронные системы (ОЭС).

Для задания протяженной измерительной базы используют коллимирован-ный лазерный луч. На этом принципе построены ротационные и статические построители плоскости. Помимо этого перспективным видом оптико-электронных систем, способных решать упомянутые задачи, являются оптико-электронные системы с оптической равносигнальной зоной (ОРСЗ) [1]..

Достоинствами систем с ОРСЗ являются: малое потребление энергии каналом формирования базового направления, большая зона управления по горизонту и вертикали, простота обслуживания, устойчивость по отношению к воздействиям среды, по сравнению с лазерными аналогами меньше подвержены расстраиванию в процессе эксплуатации. Чувствительность к сдвигам в таких системах по высоте не менее ±0,3 мм на расстоянии до 300 м [1, 2], что позволяет реализовать требуемую точность позиционирования рабочего органа машины при достаточно широкой зоне управления, которая обеспечена углом расходимости пучков задат-чика базового направления.

Следует отметить, что одними из наиболее сильно влияющих внешних источников погрешности для геодезических оптических и оптико-электронных приборов являются факторы воздушной среды, в которой распространяется излучение.

Основным параметром воздушной среды, который может изменить направление распространения электромагнитного излучения в атмосфере, является показатель преломления среды [3]. При нагревании атмосферы образуются неоднородности с разным показателем преломления, что приводит к возникновению регулярной рефракции при прохождении света через такую среду. В работах [4, 5] показано, что регулярная рефракция может быть измерена при использовании излучения с разными длинами волн. Следовательно, такое влияние может быть уменьшено при помощи использовании полихроматического метода (в частном случае - двухволнового), который может быть реализован в системах с ОРСЗ.

При построении системы с ОРСЗ по принципам авторефлексионной схемы [6, 7], где оптический луч сфокусирован на конечную дистанцию, при использовании полихроматического метода становится возможным снизить погрешность работы системы при изменении дистанции, сохраняя при этом достоинства работы системы с ОРСЗ на одной длине волны,

Одной из задач является также контроль одновременно нескольких параметров, например, угла наклона и смещения относительно базовой плоскости, что это требует применения специальных контрольных элементов.

Целью работы является исследование авторефлексионных оптико-электронных систем (ОЭС) с полихроматической оптической равносигнальной зоной (ПОРСЗ) для контроля смещений в широком диапазоне, использующих цифровые методы обработки информационных сигналов и ослабляющих влияние внешних факторов.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1) Анализ и классификация существующих ОЭС контроля пространственного положения с целью выбора и разработки структур построения авторефлексионных оптико-электронных систем контроля смещений (АОЭСКС).

2) Исследование особенностей формирования ПОРСЗ

3) Исследование характеристик и свойств элементов АОЭСКС при цифровой обработке сигналов.

4) Экспериментальные исследования характеристик АОЭСКС с ПОРСЗ на стенде.

5) Анализ основных погрешностей АОЭСКС с ПОРСЗ.

Методы исследования

Диссертация выполнена на основе теории геометрической оптики, базовых элементов теории оптико-электронных приборов. Экспериментальные исследования проведены методами имитационного компьютерного моделирования на основе пакетов МАТЬАВ и МаШсас! и физического моделирования на разработанном стенде.

Научная новизна работы

1) Впервые предложен критерий оптимальности выбора схем на стадии проектирования систем АОЭСКС и обоснования применения ее компонентов, основанный на введенном понятии эффективной энергетической чувствительности систем с ОРСЗ.

2) Методика определения положения в ПОРСЗ при матричном цифровом анализе облученности, основанная на процедуре извлечения информации о смещении КЭ из отображений векторов наблюдения на пространство непрерывных аппроксимирующих функций, определенных в пространстве

координат КЭ, с последующим определением точечной оценки координат КЭ в пространстве.

3) Процедура обработки информации с цветных фотоприемных матриц для оценки распределения энергии в ПОРСЗ.

Основные результаты, выносимые на защиту

1) Обобщенная структура АОЭСКС с ПОРСЗ, позволяющая формировать конфигурацию систем и анализировать воздействия внешних факторов в соответствии с задачами контроля.

2) Критерий выбора параметров и элементов схем АОЭСКС, основанный на введенном понятии эффективной энергетической чувствительности.

3) Алгоритм определения положения базовой плоскости в ПОРСЗ при цифровом анализе сигналов с матричного фотоприемника (МФП).

5) Метод контроля относительного распределения энергии в ПОРСЗ при помощи цветных МФП.

6) Процедура спектроразностной обработки информации с цветных полей МФП для ослабления влияния градиента температуры воздушного тракта.

Практические результаты работы

1) При разработке и исследованиях АОЭСКС при формировании ОРСЗ следует применять принципы проекционных оптическим систем, при анализе положения КЭ в ОРСЗ — методы расчета для авторефлексионных систем.

2) Система АОЭСКС с МФП и специальным алгоритмом обработки, позволяющая контролировать распределение энергии в ПОРСЗ.

3) Выражение для оценки энергетической чувствительности, позволяющая оптимизировать выбор компонентов для приборов с ПОРСЗ.

4) Способ обеспечения равной энергетической чувствительности при формировании ПОРСЗ для используемых длин волн.

5) Авторефлексионный принцип в совокупности с цифровой обработкой распределения энергии в ПОРСЗ как средство уменьшения погрешности контроля смещения объектов при воздействии вертикального градиента температуры.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка из 115 наименований и приложения, содержит 153 страницы, 66 рисунков и 4 таблицы.

Во введении показана актуальность работы, сформулированы ее цели и задачи, научная новизна и основные результаты, выносимые на защиту.

В первой главе проводится аналитический обзор методов и средств контроля пространственного положения объектов, их классификация, внешние факторы, наиболее сильно влияющих на работу оптико-электронных систем. На основании результатов проведенных анализов поставлены цели и задачи исследования.

Во второй главе представлена обобщенная схема универсальной АОЭСКС с ОРСЗ, предложена процедура выделения информации о смещении с матричного фотопреобразователя приемного канала для разного типа зрачков. Сформировано понятие эффективной энергетической чувствительности для ПОРСЗ, которая может рассматриваться как определяющий критерий при выборе параметров и схем систем с ПОРСЗ.

В третьей главе рассмотрены разнесенная и коаксиальная схемы АОЭСКС, приведены габаритные соотношения, накладывающие условия на выбор основные параметры КЭ и оптических систем КФБН, ПК, предложен метод извлечения измерительной информации в АОЭСКС с МФП, получены уравнения для нахождения размеров зрачков КФБН, КЭ и ПК при аналоговой и цифровой обработке сигналов.

В четвертой главе описано экспериментальное исследование для оценки степени влияния неравномерности яркости ПИД на распределение энергии в полях ПОРСЗ и форму базовой плоскости, предложено использование видеофотометрии в качестве средства юстировки модулей АОЭСКС, проведена экспериментальная оценка применимости серийных 1ЮВ-светодиодов для приборов с ПОРСЗ.

В пятой главе рассмотрены погрешности работы АОЭСКС: от притупления ребра отражательной призмы; от градиента температуры воздушного, от шу-

мов фотоприемника, от турбулентности атмосферы. Предложена оптимизация постоянной времени по минимуму суммарной погрешности с учетом динамической погрешности.

В Заключении делаются выводы о проделанной работе и направлении дальнейших исследований.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 10 конференциях: VI, VII, VIII Всероссийских конференциях и I Всероссийском конгрессе молодых ученых (Санкт-Петербург, Россия, 2009-2012 гг); XL ; XLII научных и учебно-методических конференциях СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург, Россия, 2011, 2013); VI Международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2009» (Санкт-Петербург, Россия); IX, X Международная конференция «Прикладная оптика» (Санкт-Петербург, Россия, 2010, 2012); Международная конференция SPIE Optical Metrology (г. Мюнхен, Германия, 2013).

По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, из них 6 статей в изданиях из перечня ВАК (из них 1 статья в издании, включенном в систему цитирования Scopus), 4 — в трудах международных конференций, 1 патент РФ на изобретение.

Работа выполнена на кафедре оптико-электронных приборов и систем Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики.

1 ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

В настоящее время контроль пространственного положения удаленных объектов при помощи оптических методов находит все более широкое применение в разных областях техники при разных требованиях к точности [2, 8, 9]. При строительстве закрытого дренажа в зонах осушения и орошения отклонение средней линии от заданного уклона дрены должно быть не более ±0,0005 рад. Местные отклонения дрены от средней линии не должны превышать ±2 см для труб диаметром 50 мм. Определение положения железнодорожного пути с погрешностями менее 1 мм является важными аспектами совершенствования процесса управления высокопроизводительными путевыми машинами при строительстве и ремонте путей [10, 11, 12].

Распространение применения оптических методов обусловлено развитием технологии изготовления и уменьшением габаритных размеров излучающих элементов (например, полупроводниковых излучателей) и развитием технологии изготовления фотоприемников (например, развитие технологии КМОП-матриц). В то же время происходит увеличение скорости передачи данных и вычислительных мощностей, также как и совершенствование алгоритмов обработки изображения [13].

Из спектра задач, решаемых с помощью оптико-электронных средств контроля смещений с ОРСЗ, можно выделить следующие:

- контроль линейных поперечных смещений положения объекта;

- контроль линейных и угловых смещений объекта.

- определение расстояния до объекта;

Особенно актуально использование ОЭС с ОРСЗ для решения задач контроля положения крупногабаритных объектов, на больших расстояниях и большом диапазоне перемещений. При этом рационально использование пассивных контрольных элементов без подачи энергии в точках контроля.

По аналогии с радиолокационными системами [14], большую часть ОЭС контроля смещений с ОРСЗ по способу формирования базового направления удобно разделить на системы с приемной и передающей ОРСЗ [1].

1.1 Системы с приемной равносигнальной зоной

Под приемной равносигнальной зоной будем понимать такой тип ОРСЗ, в котором излучение задается одним источником излучения, а анализ сигнала производится на приемнике с несколькими полями чувствительности [14]. По разности сигналов с элементов приемной части система определяет требуемое положение, которое задается излучателем. Такой тип равносигнальной зоны также иногда называют равночувствительной зоной [15].

1.1.1 Оптико-электронное устройство точного позиционирования грузо-захвата подъемно-транспортного механизма

Оптико-электронное устройство точного позиционирования грузозахвата относительно неподвижных базовых объектов [16] может быть использовано в системах автоматического управления подъемно-транспортными механизмами. Позиционирование рабочих органов механизмов осуществляется по специальным маркам на неподвижных базовых объектах, например, ячейках или стеллажах склада. Марка представляет собой пятно 2 с диффузно-отражающей поверхностью на светопоглощающем фоне 1 (рисунок 1.1). Приемный оптический блок состоит из двух пар приемников 7, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Фотоприемники каждой из пар включены в дифференциальную схему электронного блока 11. Марка подсвечивается при помощи осветительной системы 5. До тех пор, пока в поле зрения приемников 7 попадают различные площади освещенной марки, на выходах электронного блока 11 присутствуют сигналы рассогласования по осям X и У, по которым производится регулировка перемещения грузозахвата. При совпадении оси симметрии приемного оптического блока с осью марки амплитуды сигналов на фотоприемниках равны, блок 11 выдает команду на отключение приводов передвижения механизма.

Такая система имеет большие габаритные размеры, требуется оборудование помещения отражательными метками. В системе не предусмотрено определение

взаимного углового положения приемной системы и метки, для правильной работы ось приемной системы должна быть перпендикулярна плоскости метки.

1.1.2 Устройство измерения линейного смещения объекта относительно базовой линии

В ОАО «НИИ ОЭП» разработаны способ измерения линейного смещения объекта базовой линии [15] и устройство ФЭС-2 [17], реализующее этот способ.

Способ и устройство с формированием равносигнальной базовой линии основаны на прямом методе измерений. Регистрируется сигнал рассогласования (разность сигналов относительно осей ОХ, ОУ, рисунок 1.2), имеющий линейную зависимость от величины смещения, которая зависит только от нормированного сигнала рассогласования для всех измерительных дистанций. В системе используется равнояркий протяженный источник в виде полой сферы с окном и внутренним отражающим диффузно-рассеивающим покрытием и размещенным внутри сферы источника излучения, благодаря чему он обладает высокой степенью равномерности.

В основу принципа действия прибора «ФЭС 2» положен метод создания эталонной измерительной базовой линии в виде приемной ОРСЗ, формируемой в пространстве при помощи координатного фотоприемника и оптической системы, входящих в состав фотоприемного устройства.

В устройстве «ФЭС 2» равнояркий протяженный осветитель 1, скрепленный с контролируемым объектом 2, направляет пучок излучения через объектив осветителя 10 в приемную систему 3. Приемная система формирует базовую измерительную линию и строит изображение световой марки на фотоприемнике 5. Оптическая ось прибора проходит через общую точку О четырехплощадочного позиционного чувствительного фотоприемника и точку 0| (центр входного зрачка объектива), формируя в измерительном пространстве базовую линию, относительно которой ведут отсчет линейных смещений световой марки в вертикальной О У и горизонтальной ОХ направлениях.

Устройство имеет дальность действия от 1 до 10 м, диапазон измерений по двум координатам 5 мм, цена деления отсчетного устройства 0,01 мм, чувствительность на дистанции 10 м составляет 0,005 мм. Погрешность 0,01+0,02*Ь, где Ь - величина смещения.

Из достоинств этой системы можно отметить малое энергопотребление и простоту конструкции. Высокая чувствительность измерения достигается использованием протяженного источника с равномерной яркостью по площади.

Однако такая система имеет ряд недостатков:

- значительное время подготовки к измерениям, связанное с необходимостью выхода на режим равнояркого протяженного осветителя;

- переменную чувствительность при изменении дистанции, что снижает точность измерений.

1.1.3 Авторефлексионный канал позиционирования руки робота

Фирмой «Карл Цейсс» (Германия) разработано устройство для позиционирования руки робота [18]. В системе используются дополнительные устройства для удержания положения отраженного светового пучка в требуемом положении, в которых реализуется принцип приемной ОРСЗ по авторефлексионной схеме [6,

п

В данном устройстве в реализации на рисунке 1.3 световой пучок, например, лазерный луч, проходит через световод, например, стеклянное волокно. Когда луч покидает световод, он расширяется при помощи оптической системы (на рисунке не показана) и проходит через центральное отверстие приемника. Затем луч встречает зеркало, которое направляет его на отражатель. После отражения луч снова попадает на зеркало, которое направляет его на приемник через светоделитель. По величине сигналов с площадок квадрантного фотодиода определяется смещение луча и производится его корректировка направляющим зеркалом через контролирующее устройство.

Достоинством схем является наличие контрольного элемента в виде отражающего углового зеркала, не требующего подвода электрической энергии извне, а также возможность установки нескольких контрольных элементов.

Недостатком этих схем является небольшая величина диапазона контроля поперечных смещений и дистанции до КЭ, которая ограничиваются размерами отражателя.

контролирующее у-во

,..........

светоделитель J

направляющее зеркало

волновод

контур

отражение

пучка

прие

л

уголковый отражатель

Рисунок 1.3 - А - осветительное устройство, В - используемый датчик, С - прохождение пучка через фотоприемник

1.1.4 Системы, позиционирующиеся по закодированным меткам

Оптические системы позиционирования, в основе работы которых лежит определение естественных признаков объекта, подвержены влияниям внешних условий, например, от освещенности. Чтобы увеличить надежность алгоритма обработки и увеличить точность определения опорных точек, в системах, требующих высоко точности позиционирования, применяются специально кодированные маркеры. Существуют варианты систем с отражателями и без отражателей [13].

Компанией TotalTrax, Inc. (США) разработана система Sky-Trax [19] для позиционирования автопогрузчиков на складах. На потолке здания располагаются метки (рисунок 1.4 а).

Каждая метка в кодированном виде содержит информацию о своих координатах. Изображения, полученные оптическим датчиком на крыше автопогрузчика, обрабатываются на сервере. Таким образом, определяется положение автопогрузчика внутри здания и дальнейшая оптимизация работы нескольких автопогрузчи-

ков оператором. Точность позиционирования такой системы составляет от «единиц до десятков сантиметров» [19].

Рисунок 1.4 - а) Кодированные метки для системы Sky-Track, установленные под крышей здания склада; б) видеокамера StarGazer

Система StarGazer [20] фирмы Hagisonic (Корея) работает по схожему принципу. Пассивные метки освещаются ИК-излучением, отраженное излучение приходит на КМОП-камеру, установленную на объекте. После обработки изображения определяется угол и положение объекта относительно опорных меток.

Достоинства схем является простота в реализации меток, в то время как погрешность их распознавания определяется уровнем подсветки.

Для обеспечения требуемой погрешности (единицы угловых минут) необходимо достаточно большое фокусное расстояние объектива видеокамеры (рисунок 1.46), что уменьшает поле захвата меток.

1.1.5 Лазерные устройства

К данной группе относятся ОЭС КС, основанные на прямолинейном распространении оптического излучения и определении положения центра тяжести функции распределения освещенности в пространстве X от контрольного элемента (КЭ).

ОЭС с приемной ОРСЗ описана в работе [21]. Система содержит источник излучения 1 (рисунок 1.5 ), светоделитель 2, два поглощающих клина 3 и 4, два ФП 5 и 6 и вычитатель 7. При взаимном смещении задатчика А и КЭ В изменяет-

ся баланс электрических сигналов на выходах ФП, а на выходе вычитателя появляется сигнал, пропорциональный величине смещения.

шшшяшшш

Рисунок 1.5 - ОЭС с приемной ОРСЗ

ОЭС такого типа распространены и описаны также в [22, 23,24].

Система OPTALIGN smart RS фирмы Pruftechnik (Германия) [25] позволяет производить настройку положения деталей агрегатов в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В системе используется один лазер и 5-координатный датчик. Датчик имеет два линейных детектора, определяющих положение по двум осям, и точный датчик наклона (инклинометр).

Существуют лазерные системы управления мелиоративными и строительными машинами, основанные на статических построителях лазерных плоскостей с неподвижным лучом [9, 26], в которых лазерный луч развернут в плоскость цилиндрической линзой. Использование приборов ограничено углом развертки лазерного луча и мощностью лазера. Лазерный нивелир Лимка-Горизонт-А - статический построитель плоскостей с неподвижным лазерным лучом, развернутым в плоскость цилиндрической линзой [27].

Особый подкласс лазерных ОЭС позиционирования составляют схемы с разверткой узконаправленного оптического луча в плоскость [28] путем вращением оптического элемента. Нивелиры с вращающейся лазерной головкой, например Bosch BL 200 GC Professional (рисунок 1.6) [29] применяется в разбивочных и монтажных работах, разметке и задании направлений, возведении стен и подвес-

%

ных потолков и др. Основные технические данные устройства приведены в таблице 1.1.

Рисунок 1.6 - Ротационный лазерный нивелир Bosch BL 200 GC Professional

Таблица 1.1- Характеристики ротационного лазерного нивелира Bosch BL 200 GC Professional

Рабочий диапазон 75 м; 400 м с приемником

Точность нивелирования ± 0,05 мм/м

Диапазон самонивелирования ± 5° (8 %)

Диаметр луча около 8 мм на выходе

Точность измерения с приемником (точно/грубо) ± 1 мм/± 3 мм

Достоинствами таких систем являются большая дальность действия и удобство в эксплуатации.

К основным недостаткам всех лазерных систем следует отнести сравнительно небольшой диапазон контроля поперечных смещений относительно базовой плоскости (не более 60мм), который определяется величиной фоточувствительной площадки приемника, причем точность построения плоскостей такого типа систем не превышает ±0,5 мм на 10 м.

1.1.6 Устройства, использующие волновые свойства оптического излучения

К данной группе относятся ОЭС, основанные на явлениях дифракции и интерференции когерентного излучения.

В настоящий момент наиболее точным прибором измерения перемещения объектов относительно друг друга, являются лазерные интерферометры для измерения смещений (ЛИС) [3].

В большинстве лазерных интерферометров использована оптическая схема интерферометра Майкельсона, в которой зеркала заменены уголковыми отражателями (триппель-призмами), изготовленными в виде стеклянных тетраэдров. Грани призмы расположены под двугранным углом 90° друг к другу. Параллельный пучок лучей, падающий на призму, идет обратно по прежнему направлению независимо от ее ориентации. Благодаря этому ширина и направление интерференционных полос остаются неизменными при небольших наклонах призмы, которые возникают при ее перемещении. При таких наклонах также происходит смещение соответственных лучей, но из-за высокой пространственной когерентности лазерного излучения эти смещения не снижают контрастности полос.

Принцип работы лазерного интерферометра основан на счете числа интерференционных полос при движении подвижного отражателя. У большинства лазерных интерферометров смещение интерференционной картины на одну полосу соответствует перемещению отражателя на величину, равную половине длины излучения лазера. С фотоприемника снимается и обрабатывается близкий к синусоидальному фотоэлектрический сигнал, число периодов которого соответствует пройденному отражателем смещению.

Примером современной реализации такой ЛИС является интерферометр API XD (США) [30]. API XD позволяет достичь точности до 0,2 мкм при дистанции измерения до 40 м. При этом значительное влияние на точность измерения оказывают флуктуации показателя преломления, вследствие чего для обеспечения высокой точности измерения необходимо подержания температуры, влажности и давления воздуха в помещении где проходят измерения с высокой точностью.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мараев, Антон Андреевич, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Оптико-электронные приборы и системы с оптической равносигналь-ной зоной. Монография. / Джабиев А.Н., Мусяков В.Л., Панков Э.Д., Тимофеев А.Н. // Под общ. ред. Э.Д. Панкова - СПб., ИТМО, 1997. - 238с.

2 Цуккерман С.Т. Новые приборы автоматического управления машинами оптическим лучом Л.: Известия вузов Приборостроение, том XXV, №10, 1982. -с. 71-74.

3 Вагнер Е.Т. Лазеры в самолетостроении. - М.: Машиностроение, 1982 -

184 с.

4 Hovhannisyan, V., Baghdasaryan, D., Grigoryan, A., Gulkanyan, H., Hilmar, I. "Auto-calibrating based dispersometer for high-accuracy alignment systems" // Vasili Tsakanov and Helmut Wiedemann (eds.), Brilliant Light in Life and Material Sciences, Springer, 2007, p. 465^68

5 Hilmar Ingensand, Concepts and Solutions to Overcome the Refraction Problem in Terrestrial Precision Measurement, FIG XXII International Congress, Washington, D.C. USA, April 19-26 2002

6 Русинов M.M. Юстировка оптических приборов. - M., Недра, 1969. -

326 с.

7 Афанасьев В.А., Усов B.C. Оптические приборы и метод контроля прямолинейности в инженерной геодезии. М.: Недра, 1973. - 152 с.

8 Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и ее применение /Учебное пособие для вузов. М.: Академический Проект, 2008. - 591 с.

9 Ефремов А.Н., Камальдинов А.К., Мармалев А.И., Сомородов В.Г. Лазерная техника в мелиоративном строительстве. - М.: Агропромиздат, 1989. - 223 с.

10 Путевые машины. Под ред. М.В. Поповича. - М.: ГОУ, 2009. - 820 с.

11 Тимофеев А.Н. Разработка и исследование оптико-электронных преобразователей для контроля положения железнодорожного пути в продольном профиле и плане: Дис. канд. техн. наук. - Л.: 1979. — 256 с.

12 Коротаев В. В., Пантюшин А. В., Тимофеев А. Н. Оптико-электронные системы контроля положения реперных меток //Путь и путевое хозяйство: - М.: Трансжелдориздат, 2012. - N 11. - С. 34-37.

13 Rainer Mautz and Sebastian Tilch. Optical Indoor Positioning Systems// 2011 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN), 21-23 September 2011, Guimaräes, Portugal

14 Справочник по радиоэлектронике в трех томах. Том 3./ Под редакцией проф. A.A. Куликовского М.: Энергия, 1970. - 816 с.

15 Способ измерения линейного смещения объекта и устройство для его осуществления. Патент РФ №2252395 МПК G01 В 21/00, Авторы ГридинА.С. (RU), Дмитриев И.Ю. (RU), Денисов В.Н. (RU), Васильев В.Н. (RU). Опублк. 20.05.2005, Бюл. №14

16 Оптико-электронное устройство точного позиционирования грузозахвата подъемно-транспортного механизма относительно неподвижных базовых объектов. Патент №SU838324A1, JI.C, Федоров, М.А. Великотный, Е.В. Коврижных,. Приоритет 15.06.81, Бюл. №22.

17 ОАО «НИИ ОЭП» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.niiki.ru/pages/p-a-fes.html (Дата обращения 05.02.2014)

18 Devices and methods for position determination and surface measurement Патент США №20120218563, PCT/EP2010/062637, Bernd Spruck, Cristina Alvarez Diez, Simon Brattke, Lars-Christian Wittig, заявка 13/394916, заявл. 30.08.2010, опубл. 15.05.2012.

19 Totaltrax, Inc. Режим доступа: http://totaltraxinc.com (Дата обращения 05.02.2014)

20 Hagisonic: localization sensor products. Режим доступа: http://www.hagisonic.com/ (Дата обращения 05.02.2014)

21 Злобин С.Ф., Бушмелев Н.И., Овчинников A.C., Маивелов А.И. Фотоэлектрическое устройство для бесконтактного измерения перемещений.// A.c. СССР 1425436. МКИ G01 В 11/00. Опубл. 23.09.88, Бюл. № 35

22 Mon Sadao, Akatsu Toshio, Miyazaki Chuuichi. A Laser Measurement System for Precise and Fast Positioning.// Proc. Soc. Photo-Opt'. Instrum. Eng. (SPIE). -1987 - 818 - p. 363-372.я

23 G.Schroer, R.Lutz, E.Gr gor. Optical Sensors for Position Measurements. // Sens, and Actuators. - 1989 - 17 N 3-4 - p. 329-338.

24 Ogita Eiji, Ueda Toshitsugu, Yamazaki Daisuke. Optical Three-Dimensional Displasement Meter.// Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. (SPIE). - 1985 - 556 - p. 139-145.

25 Pruftechnik [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.nruftechnik.com (Дата обращения 05.02.2014)

26 Куликов С.А., Букреев И.А. О лазерных построителях плоскостей и направлений. // Геопрофи. 2003. №4. С. 10-13.

27 Беспалов Ю.И., Терещенко Т.Ю. Перспективы лазерных маркшейдерско-геодезических измерений // Успехи современного естествознания. №6. 2006. С. 21-22.

28 Hamar Laser [Электронный ресурс]. Режим . доступа: http://www.hamarlaser.com/app/aerospace (Дата обращения 02.02.14)

29 Bosch Power Tools. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.bosch-professional.com/ (Дата обращения 02.02.14)

30 Automated Precision: XD Series Laser Measuring System http://www.apisensor.com/ (Дата обращения 05.02.2014)

31 Interfernzmessgerat// Заявка ФРГ 2624295. МКИ G 01 В 11/30. Опубл. 15.12.77

32 Baldwin R.R., Grote В.Е., Harland D.A.// The Hewlett Packard Journal - 1974 -25-N 5-p. 10

33 Лазерный интерферометр LSP30-3D. Руководство по эксплуатации. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.lasertex.eu/download,2.htm (дата обращения 30.01.2014)

34 Цуккерман С. Т., Гридин А. С. Управление машинами при помощи оптического луча. - Л.: Машиностроение - 1969. - 206 с.

35 Великотный М.А., Ишанин Г.Г., Савельев Ю.М., Цуккерман С.Т. Система дистанционного контроля прямолинейности и соосности элементов крупногабаритных конструкций //Труды ЛИТМО, вып. 76 Л.: ЛИТМО, 1974. - 100с.

36 Оптико-электронное устройство для формирования и пространственного отслеживания модулированного оптического пучка: патент RU2019820 Рос. Федерация: МПК51 G 01 N21/64, G 01 В 21/00 / Шишлов Е.А.; заявл. 08.07.1991; опубл. 15.09.1994

37 Губин Ю.А., Кирчин Ю.Г., Тимофеев А.Н. Особенности построения оптико-электронных устройств для центровки элементов турбоагрегатов.// Оптические и оптико-электронные приборы для точных угловых и линейных измерений. Тезисы докладов конференции. - Киев - 1987

38 Тимофеев А.Н., Кирчин Ю.Г., Сухоруков А.В. Алгоритмическое обеспечение оптико-электронной системы для контроля центровки энергетического оборудования. // Некоторые актуальные проблемы создания и эксплуатации турбинного оборудования. Тезисы докладов конференции. - Свердловск - 1989 - с. 67

39 Pankov E.D., Procofjev A.V., Tymofeev A.N. Autocollimational optoelectronic system for monitoring of the position of elements of turbine aggregates // Proc. SPIE Vol.4680, pp. 150-156, (2002)

40 Автоколлимационные системы с оптической равносигнальной зоной для контроля поперечных смещений объектов / Э.Д. Панков, А.В. Прокофьев, А.Н. Тимофеев, Чжань Хань // Оптические приборы, системы и технологии. Научно-технический вестник СПб ГИТМО(ТУ). Выпуск 5. СПб.: СПб ГИТМО(ТУ), 2002. С. 89-95.

41 Панков Э.Д., Прокофьев А.В., Тимофеев А.Н. Особенности построения автоколимационной оптико-электронной системы контроля положения элементов турбоагрегатов // Оптические приборы, системы и технологии. Научно-

технический вестник СПб ГИТМО(ТУ). Выпуск 5. СПб: СПб ГИТМО(ТУ), 2002. С. 135-138.

42 Цуккерман С.Т. Структура оптического управляющего луча JL: Известия вузов Приборостроение, том XXX, №3, 1987 с. 84-91.

43 Moritz Köhler, Shwetak N. Patel, Jay W. Summet, Erich P. Stuntebeck, and Gregory D. Abowd TrackSense. Infrastructure Free Precise Indoor Positioning Using Projected Patterns// A. LaMarca et al. (Eds.),Springer-Verlag Berlin Heidelberg: Pervasive 2007, LNCS 4480, pp. 334 - 350, 2007.

44 Мусяков, B.JI. Исследование оптико-электронных устройств для дистанционного измерения крена (скручивания): дис. на соискание степени кандидата тех. наук: 05.11.07/ В.Л. Мусяков - Л., 1976. - 149 с.

45 Физика. Большой энциклопедический словарь /Гл. ред. А.М.Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.— С. 741.— 944 с.

46 ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

47 Прилепин М. Т. Определение показателя преломления воздуха при измерении расстояний светомодуляционными дальномерами. -Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 1957, № 2, с. 123-132.

48 W. Popoola, Z. Ghassemlooy, С. Lee, and A. Boucouvalas, "Scintillation effect on intensity modulated laser communication systems—A laboratory demonstration," Opt. Laser Technol., vol. 42, pp. 682-692, 2010.

49 M. Vilcheck, A. Reed, H. Burris,W. Scharpf, and C.Moore, "Multiple methods for measuring atmospheric turbulence," in Proc. Int. Soc. Opt. Eng., 2002, pp. 300-309.

50 L. C. Andrews and R. L. Phillips, Laser Beam Propagation Through Random Media. Bellingham, WA: SPIE, 2005

510. Keskin, L. Jolissaint, and C. Bradley, "Hot-air optical turbulence generator for the testing of adaptive optics systems: Principles and characterization," Appl. Opt., vol. 45, pp. 4888-4897, 2006

52 E. Masciadri and J. Vernin, "Optical technique for inner-scale measurement: Possible astronomical applications," Appl. Opt., vol. 36, pp. 1320-1327, 1997

53 Hilmar Ingensand, Concepts and Solutions to Overcome the Refraction Problem in Terrestrial Precision Measurement, FIG XXII International Congress, Washington, D.C. USA, April 19-26 2002

54 Yu Mao ; Jérôme Gilles; Turbulence stabilization. Proc. SPIE 8355, Infrared Imaging Systems: Design, Analysis, Modeling, and Testing XXIII, 83550H (May 18, 2012); doi: 10.1117/12.917964

55 Витол Э. А., Мусяков В. JI., Коняхин И. А., Тимофеев А. Н. Реализация дисперсионного метода в оптико-электронных системах с оптической равносигнальной зоной. // VI Международная конференция "Прикладная оптика", 18-21 октября 2004 г., СПб, Россия. Сборник трудов. Том.1. "Оптическое приборостроение". СПб, 2004, С. 37-40.

56 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. - 20Ю.-№ 3 (67). - С. 130.

57 Мараев А. А., Пантюшин А. В., Тимофеев А. Н., Ярышев С. Н. Исследование метода спектрозональной селекции в оптико-электронной системе предупреждения техногенных катастроф // Приборостроение, том 54, № 12, 2011. С. 80-81.

58 Неумывакин Ю.К. Автоматизация геодезических измерений в мелиоративном строительстве. - М.: Недра, 1984.- 128 с.

59 Исследование оптико-электронных систем предупреждения техногенных катастроф. Отчет по НИР № 390142, Этап 2 / А. Н. Тимофеев, А.А. Андреев, Е.А. Арефьева, Е.М. и др. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. - 193 с.

60 Способ определения пространственного положения объекта и устройство для его осуществления: патент РФ №2492420: МПК G01B11/00 G01S5/16 / Коро-таев В. В., Тимофеев А.Н., Серикова М.Г., Горбачёв А.А., Пантюшин А.В., Мара-евА.А., заявка 2011134657, заявл. 18.08.2011 г., опубл. 10.09.2013, Бюл.№6.

61 Защита от фоновой помехи в оптико-электронных системах контроля состояния атмосферы / P.P. Агишев. — М.: Машиностроение, 1994. — 128 е.: ил. ISBN 5-217-02365-1.

62 Кирчин Ю.Г., Губин Ю.А., Тимофеев А.Н.. Оптико-электронные системы с частичной информационной окраской оптического пучка для контроля соосности элементов энергетических турбоагрегатов.// Межвузовский сб. "Повышение надежности и совершенствование режимов работы паровых и газовых турбин". УПИ. Свердловск - 1988

63 Refraction's slacking in optoelectronic systems for positioning of elements of ecological dangerous objects / Sviatoslav M. Latyev, Ernst D. Pankov, Alexander V. Prokofjev, Alexander N. Tymofeev // Proc. SPIE Vol.5381, pp.157-163, (2003).

64 Коротаев B.B., Мараев A.A., Похитонов П.П., Тимофеев А.Н. Аппаратное снижение погрешности позиционирования в оптико-электронной насадке на теодолит ПУЛ-Н //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. /Главный редактор д.т.н., проф. В.О. Никифоров. - СПб: СПбГУ ИТМО, №5(63), 2009. с. 5- 9

65 Голубовский Ю.М., Куликова Н.И., Зцин И.Ш.. Лазерные измерители непрямолинейности в машиностроении.// ОМП. - 1989 -№ 1.

66 Якушенков Ю.Г. Методология современной оптотехники: учебное пособие. -М.: Изд-во МИИГАиК, 2013, 2013 - 61 с, ил.

67 Великотный М.А. Применение матриц арсенид-галлиевых светодиодов для систем контроля и управления прямолинейным перемещением. Сб. "Применение оптико-электронных приборов в измерительной технике", М., МДНТП, 1973, С. 36-38.

68 Ли Янь, Исследование особенностей построения оптико-электронных систем с оптической равносигнальной зоной для контроля линейных смещений , дис. канд. техн. наук, СПб:, ИТМО, 1994, - 231 с.

69 Прокофьев A.B. Исследование особенностей построения автоколлимационных оптико-электронных систем контроля соосности с оптической равносигнальной зоной, дис. канд. техн. наук, СПб:, СПбГУ ИТМО, 2005. - 156 с.

70 Богатинский Е. М. «Исследование и разработка оптико-электронных систем с планарной оптической равносигнальной зоной для контроля и управления пространственным положением объектов, дис. канд. техн. наук, СПб:, СПбГУ ИТМО, 2010. - 145 с.

71 Зюко А.Г., Коробов Ю.Ф. Теория передачи сигналов.- М.: Связь, 1972.282 с.

72 Кирчин Ю. Г. Применение приборов с зарядовой связью для определения положения оптической равносигнальной зоны. // Изв. высш. учебных заведений. Приборостроение. -1991 - XXXIV - № 7 - с, 88-93.

73 Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. - М.: Техносфера, 2005. - 1072 с.

74 Кирчин Ю.Г. Разработка и исследование оптико-электронных систем для контроля линейных смещений: дис. на соискание степени кандидата тех. наук: 05.11.07/СПб, 1993.- 193 с.

75 Гридин A.C. Влияние аберраций на распределение энергии в оптической равносигнальной зоне. // Изв. высших учебных заведений. Приборостроение. -1967-Х-№5, с. 12-16.

76 Великотный М.А. Распределение градиента облученности в энергетической равносигнальной зоне. //Сб. "Конструирование и производство оптических приборов", Л., Труды ЛИТМО №90, 1977, С. 80-84.

77 Цуккерман С. Т., Панков Э. Д. Влияние воздушного тракта на точность приборов управления лучом. // Изв. высших учебных заведений. Приборостроение. - 1968 - XI - № 12, с. 94-100.

78 Богатинский Е.М., Мараев A.A. Расчет энергетической чувствительности в оптической равносигнальной зоне при мультиплексировании оптического излучения по длине волны / Труды шестой международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2009". Санкт-Петербург, 19-23 октября 2009. / Под ред. проф. В.Г. Беспалова, проф. С.А. Козлова. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. — С. 291-292.

79 Мараев A.A., Тимофеев А.Н., Коняхин И.А. Исследование энергетической чувствительности в оптико-электронных системах с полихроматической оптической равносигнальной зоной // Известия вузов. Приборостроение. - Санкт-Петербург, 2012. - Т. 55. - № 3. - С. 31-35. - ISSN 0021-3454

80 Мараев A.A. Об эффективности энергетической чувствительности в приборах с полихроматической оптической равносигнальной зоне // Сборник тезисов докладов конференции молодых ученых. — Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО, 2011. —Вып. 2. —С. 118-119.

81 Мараев A.A. Понятие эффективной энергетической чувствительности в приборах с полихроматической оптической равносигнальной зоной // XLI научная и учебно-методическая конференция НИУ ИТМО, 31 января - 3 февраля 2012 года: Актуальные теоретические и практические вопросы современного оптико-электронного приборостроения. Сб. трудов молодых ученых. / Под ред. проф. В.В. Коротаева. - СПб: НИУ ИТМО, 2012. - С. 43-47.

82 Развитие теории комплексирования информации в инвариантных оптико-электронных системах мониторинга состояния полипараметрических объектов. Отчет по НИР № 12361, г.р. 01201252343 от 22.02.2012. / Коротаев В.В., Гусаров В.Ф., Горбунова Е.В., и др. - СПб.: НИУ ИТМО, 2013. - 244 с.

83 Исследование принципов инвариантности в распределенных оптико-электронных системах лазерной локации, контроля пространственного положения и мониторинга технической среды. Отчет по НИР № 18006 Г.Р. № 01200804817, Этап 2 / Панков Э.Д., Анисимов А.Г., Араканцев К.Г., и др. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. - 124 с.

84 Мараев A.A., Тимофеев А.Н. Исследование распределения энергетической чувствительности в полихроматической оптической равносигнальной зоне //9 Межд. конференция «Прикладная оптика - 2010» / Сб. трудов (том 1, ч. 1) СПб: ГОИ им. С.И. Вавилова, 18-22 октября 2010. — С. 241-245.

85 Мараев A.A. О распределении энергетической чувствительности в двух-волновой оптической равносигнальной зоне.// Сборник тезисов докладов конференции молодых ученых, Выпуск 2. Труды молодых ученых / Главный редактор д.т.н., проф. В.О. Никифоров. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. - С. 103.

86 Самигуллина JI. Г., Мараев А. А.. Варианты построения оптических автоколлимационных схем оптико-электронных систем с оптической равносигнальной зоной для измерения градиента температур воздушного тракта // XLI научная и учебно-методическая конференция НИУ ИТМО, 31 января - 3 февраля 2012 года: Актуальные теоретические и практические вопросы современного оптико-электронного приборостроения. Сб. трудов молодых ученых. / Под ред. проф.

B.В. Коротаева. - СПб: НИУ ИТМО, 2012. — С. 95-98.

87 Великотный М.А. Структура поля излучения светодиодов полусферической конструкции // Труды ЛИТМО.- 1975. Вып. 81.-е. 44-49.

88 Мараев A.A. О.возможности использования RGB-светодиодов в системах с двухволновой оптической равносигнальной зоной // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых. — Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2012. — Вып. 2. —

C. 414.

89 Оптические системы геодезических приборов / Аникст Д.А., Голубков-ский О.М., Петрова Г.В., Фельдман Г.А. М:, Недра, 1981. 240с.

90 Афанасьев В.А., Жилкин A.M., Усов B.C. Автоколлимационные приборы, М:, Недра, 1982, 144 с.

91 Мусяков В. Л., Панков Э. Д. К вопросу об использовании уголкового отражателя для измерения скручивания /Труды ЛИТМО, вып. 81, Л., ЛИТМО, 1975. с 25-40.

92 Калинчук В. И., Панков Э. Д. Апертурные характеристики уголковых отражателей на основе полного внутреннего отражения. Труды ЛИТМО, вып. 76, Д., изд. ЛИТМО, 1974.

93 Усов B.C. О применении зеркальных систем для линейных измерений методом автоколлимации // Изв. вузов, «Геодезия .и аэрофотосъемка», вып. 3 -1964-с. 117-123.

94 Ишанин Г.Г, Панков Э.Д., Челибанов В.П. Приемники излучения. - СПб.: Правда, 2003, С.-525.

95 Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Двух- и много диапазонные оптико-электронные системы с матричными приемниками излучения. - М.: Университетская книга; Логос, 2007. - 192 с.

96 Мараев A.A., Тимофеев А.Н., Ярышев С.Н. Исследование метода спек-трозональной селекции при перекрестных связях в каналах цветовых видеокамер // Известия вузов. Приборостроение, 2012, т.55, №4 - С. 17-22.

97 Лашманов О.Ю., Пантюшин A.B., 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

98 Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. -М.: Радио и связь, 1991.

99 Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. -М.: Радио и связь,

1986.

100 Справочник по теории вероятностей и математической статистике. Ко-ролюк B.C., Портенко Н.И., Скороход A.B., и др. - М.: Наука - 1985.

101 Брагин В.Б., Войлов Ю.Г., Жаботинский Ю.Д. и др. Системы очувствления и адаптивности промышленных роботов. - М.: Машиностроение — 1985.

102 Панков Э.Д., Прокофьев A.B., Тимофеев А.Н. Особенности построения автоколимационной оптико-электронной системы контроля положения элементов

турбоагрегатов // Оптич. приборы, сист. и технологии. Науч.-техн. вест. СПб ГИТМО(ТУ). Вып. 5. СПб: СПб ГИТМО(ТУ), 2002. С. 135-138.

103 Андреев A.JI. Моделирование и расчет автоматизированных видеоинформационных систем наблюдения за объектами. Методические указания к лабораторным работам. - СПб: НИУ ИТМО, 2013.-82 стр.

104 Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения: учеб. -2-е изд., перераб. и доп. /Ю.Г. Якушенков. - М.: Логос, 2013. - 376 с.

105 Данилов Д.В., Пашков B.C. Оценка координат изображений точечных излучателей. // Оптико-электронные приборы и системы. Сб. научных статей. Вып. 96./Под ред. Э.Д. Панкова. СПб,1996. С. 29-33.

106 Maraev А.А., Timofeev A.N. Energetic sensitivity of optical-electronic systems based on polychromatic optical equisignal zone // Proc. SPIE 8788, Optical Measur. Syst. for Industrial Inspection VIII, 878836 (Munich, May 13, 2013)

107 Кирилловский В.К., Ле Зуй Туан. Оптические измерения. Часть 6. Инновационные направления в оптических измерениях и исследованиях оптических систем СПбГУ ИТМО. 2008.- 131 с.

108 Мараев А.А., Тимофеев А.Н. Особенности использования RGB-светодиодов в системах с двухволновой оптической равносигнальной зоной // Тр. X Межд. конф. «ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА-2012» 15-19 октября 2012 года, секция 1 "Оптическое приборостроение", ГОИ. СПб. 2012. - С. 164-166.

109 Латыев С. М. Конструирование точных (оптических) приборов. СПб., Политехника, 2007 - 579 с.

110 Браславский Д. А., Петров В. В. Точность измерительных устройств. М., «Машиностроение», 1976. 312 с.

111 Мараев А.А. Повышение точности позиционирования с помощью оптико-электронной насадки на теодолит ПУЛ-Н // Сб. трудов конференции молодых ученых, Выпуск 1. Оптотехника и оптическое приборостроение / Главный редактор д.т.н., проф. В.Л. Ткалич. — СПб: СПбГУ ИТМО, 2009.

112 Исследование структур распределенных оптико-электронных систем долговременного контроля состояния сооружений по пространственному положению их элементов Отчет по НИР №390144, № Г.Р. 01200960574, Этап 2. - C.B. Михеев, А.Г. Анисимов, Е.А. Арефьева, Е.М. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010.-176 с.

113 Исследование структур распределенных оптико-электронных систем долговременного контроля состояния сооружений по пространственному положению их элементов. Отчет по НИР №390144, № Г.Р. 01200960574, Этап 3./ C.B. Михеев, А.Г. Анисимов, Е.А. Арефьева, A.A. и др. — СПб.: СПбГУ ИТМО, 2011. - 131 с.

114 Порфирьев Л.Ф Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных системах: Учебник. - 2-е изд., - СПб: Издательство «Лань», 2013. -400 с.

115 ГОСТ 8.207-76. Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями.