Оптико-электронная система контроля положения элементов механизмов при их цикличном линейном перемещении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат наук Пантюшина, Екатерина Николаевна

• Пантюшина, Екатерина Николаевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Пантюшина, Екатерина Николаевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ

1.1 Описание и обобщенные требования к контролируемому объекту

1.2 Анализ методов контроля перемещений объектов

1.3 Неоптические методы

1.4 Оптико-электронные и оптические методы контроля параметров движущихся объектов

1.4.1 Интерферометрические методы

1.4.2 Лазерные методы

1.4.3 Фотоэлектрический метод

1.4.4 Изображающий метод

1.5 Результаты аналитического обзора оптических и оптико-электронных методов

1.6 Выводы по разделу и постановка задач исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ И МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЕ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЗМОВ ЦИКЛИЧЕСКОГО ЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ

2.1 Обобщенная структурная схема ОЭСИЛП, основанная на многокадровом анализе отображения сцены пространства

2.1.1 Принципы формирования изображения в ОЭСИЛП и описание информативного пространства

2.1.2 Методология определения селективных признаков движущихся объектов для определения их параметров по последовательности изображений

2.1.3 Воздействие внешних факторов наблюдения на определение параметров движущихся объектов

2.2 Особенности построения и выбора оптических схем ОЭСИЛП

2.2.1 Особенности выбора объективов устройств захвата изображений для матричных ПОИ

2.2.2 Особенности и подходы к реализации контрольных меток КО в ОЭСИЛП

2.3 Выводы по главе

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ОЭСИЛП, РАЗРАБОТКА МЕТОДИК

РАСЧЕТА И ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ЕЁ ЭЛЕМЕНТОВ

3.1 Обобщенная модель процесса формирования изображения в ОЭСИЛП

3.2 Модель контролируемого объекта

3.2.1 Статические признаки

3.2.2 Динамические параметры

3.3 Модель фона контролируемого информативного пространства

3.4 Модель внешнего воздействия

3.4.1 Модель колебаний

3.4.2 Модель смаза изображения

3.5 Реализация и исследование модели ОЭСИЛП

3.5.1 Формирование синтезированного изображения

3.5.2 Определение координат объекта на синтезированном изображении

3.5.3 Исследование зависимости погрешности определения координат объекта на компьютерной модели ОЭСИЛП

3.6 Алгоритм вычисления координат в оптической схеме ОЭСИЛП с выпуклой сферической зеркальной поверхностью КМ

3.7 Методика выбора размера зрачка объектива

3.8 Выводы по главе

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

ОЭСИЛП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПОРШНЕВОГО МЕХАНИЗМА В КЛАПАНЕ

4.1 Анализ погрешности ОЭСИЛП возникающих при измерении циклических перемещений

4.1.1 Отличительные особенности анализа погрешности в ОЭСИЛП

4.1.2 Оценка погрешности, обусловленной внутренними шумами ПОИ

4.1.3 Оценка погрешности, вызванной неточностью задания дистанции до КМ

4.1.4 Оценка погрешности, вызванной неточностью задания фокусного расстояния оптической системы

4.1.5 Оценка погрешности, вносимая размером радиуса КМ

4.1.6 Погрешность, вызванная температурной деформацией корпуса

4.1.7 Оценка погрешности системы от вариаций времени экспозиции ПОИ

4.1.8 Оценка погрешности системы от изменений частоты кадров ПОИ

4.1.9 Оценка суммарной погрешности работы системы

4.2 Экспериментальные исследования макетов ОЭСИЛП при выборе параметров и алгоритмов обработки информации

4.2.1 Физическая модель ОЭСИЛП с активной КМ в виде полупроводникового излучающего диода и пассивной КМ в виде сферического отражателя

4.2.2 Экспериментальные исследования физической модели системы с пассивной и активной КМ на лабораторном стенде

4.3 Компьютерное моделирование в среде Zemax для случаев контроля перемещений различных КМ

4.4 Экспериментальное исследование характеристик образца ОЭСИЛП на стенде ВКА им. А.Ф. Можайского

4.4.1 Описание разработанного опытного образца ОЭСИЛП для комплексных испытаний пневмоуправляемых клапанов типа Р96.349.01.000, Р96.261.01.000, Р96.139.01.000

4.4.2 Экспериментальное исследование погрешности образца ОЭСИЛП, обусловленной внутренними шумами ПОИ

4.4.3 Экспериментальное исследование динамической погрешности образца ОЭСИЛП

4.5 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АЦП - аналого-цифровой преобразователь.

БПО - блок предварительной обработки.

БУиО - блок управления и обработки.

БУСП - блок управления системой подсветки.

ВВ - внешнее воздействие.

ВТ - воздушный тракт.

ДКМ - держатель контрольной метки.

ИИ - источник оптического излучения.

ИПД - интерфейса передачи данных.

КМ - контрольная метка.

КО - контролируемый объект.

ЛИР - линейный преобразователь перемещений.

МПОИ - многоэлементный приемник оптического излучения.

ОС - оптическая система.

ОЭС - оптико-электронная система.

ОЭСИЛП - оптико-электронные системы контроля положения элементов механизмов при их цикличном линейном перемещении. ОПФ - оптическая передаточная функция. ПЗС - прибор с зарядовой связью. ПИД - полупроводниковый излучающий диод. ПК - персональный компьютер. ПКС - персональный компьютер стенда. ПН - преобразователь напряжения. ПОИ - приемник оптического излучения. СКО - среднее квадратическое отклонение. СП - система подсветки. УВ - устройство визуализации. УВЗ - устройство видео захвата. УОВИ - устройства обработки видеоинформации. УОД - устройство отображения данных. УУ - установочное устройство. ФМ - фотоприемный модуль.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптико-электронная система контроля положения элементов механизмов при их цикличном линейном перемещении»

ВВЕДЕНИЕ

Бурное развитие сложного промышленного и технологического оборудования и необходимость обеспечения качественного и надежного его функционирования обуславливает актуальность разработки и исследования прецизионных измерительных систем для контроля положения его составных элементов и частей, расположенных как стационарно, так и подвижно.

Примером таких объектов являются механизмы и агрегаты цилиндро-поршневой сборки. Такие сборки нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и машиностроения. Длительная эксплуатация механизма зачастую приводит к изменению толщины штока поршня, обусловленному воздействием постоянной механической нагрузки. Такие условия способствуют разрушению или полному разрыву штока, что в конечном итоге ведет к поломке механизма.

Для предотвращения разрушения поршневого механизма необходимо постоянно анализировать и контролировать параметры движения, размеры и положение движущихся элементов поршневой сборки. Основной сложностью контроля механизма поршня является расположение его элементов в труднодоступных местах, в результате чего их невозможно контролировать контактными методами во время их возвратно-поступательного движения. Поэтому задача обеспечения бесконтактного измерения перемещений подвижных элементов выходит на первый план. Это, в свою очередь, требует наличия новых высокочувствительных и высокоточных измерительных систем, обладающих максимальной помехозащищенностью.

Стоит отметить, что зачастую задача контроля положения штока (открыто/закрыто) решается с помощью индукционных датчиков, однако приоритет методов оптоэлектроники при решении таких задач обусловлен их универсальностью и высоким уровнем развития. Современная элементная база позволяет создавать адаптивные системы контроля перемещений подвижных объектов на основе методов технического зрения, обеспечивающих необходимые требования контроля. Однако стоит отметить,

что существующие оптико-электронные системы (ОЭС) контроля параметров перемещения, основанные на методах физической оптики, несмотря на высокую позиционную чувствительность (единицы мкм) и точность измерений, обладают рядом недостатков, таких как малый диапазон измерений (1 -3 мм), сложная конструкция, низкая устойчивость к внешним факторам. В результате, они не способны в полной мере обеспечить оптимальное решение поставленной задачи. В то время как с помощью измерительных систем, на основе методов геометрической оптики, могут быть реализованы простые и высокоточные решения таких задач. Так, например, системы, основанные на методе оптической триангуляции, обладают необходимым диапазоном контроля перемещений (10- 50 мм), требуемой чувствительностью (сотые мм), достаточной помехозащищенностью, простой структурой и малыми габаритами.

Оптико-электронные средства бесконтактного контроля позволяют обеспечить требуемые процессы в достаточно ограниченном пространстве и непрерывно, в то время как применение специально разработанных пассивных меток в виде металлического сферического отражателя с определенного вида подсветкой при использовании цифровых методов обработки изображений позволит достигнуть новых технических и научных результатов.

Данная работа посвящена разработке и исследованию эффективного и комплексного решения задачи контроля периодических линейных перемещений объектов, заключающегося в объединении известных преимуществ современной оптической и электронной базы ОЭС с алгоритмами цифровой обработки изображений и методиками обеспечения контроля. Конструктивные особенности объекта контроля обуславливают применение пассивной контрольной метки (КМ), закрепленной на поверхности объекта, совершающего линейные перемещения, в частности, циклические и с постоянной или меняющейся скоростью.

Представленное обоснование определяет актуальность исследования особенностей построения оптико-электронной системы контроля циклически

линейно перемещающегося объекта с высокой скоростью, работающей в условиях достаточно ограниченного пространства и при непрерывном воздействии внешних факторов.

Степень научной проработанности проблемы

Исследованием и развитием оптико-электронных систем контроля пространственного положения объектов занимались такие ученые как Порфирьев Л.Ф., Сабинин Ю.А, Якушенков Ю.Г., Панков Э.Д. и др. Коллективами под их руководством проводились исследования в различных областях как инженерной геодезии, так и автоматизации контроля в других областях техники. В их работах отражены основные вопросы проектирования систем рассматриваемого класса как на основе геодезических методов, так и на основе методов оптико-электронного приборостроения, с использованием контрольных меток. Однако в этих работах были недостаточно рассмотрены вопросы ослабления влияния факторов движения на процессы контроля пространственного положения циклично линейно перемещающихся объектов.

Поэтому в качестве объекта исследований в диссертационной работе рассматриваются оптико-электронные приборы и системы для бесконтактного контроля текущего положения циклично перемещающихся по линейной траектории контролируемых объектов - элементов машин и механизмов, а в качестве предмета исследования - архитектуры оптико-электронных систем измерения циклических линейных перемещений (ОЭСИЛП) контролируемых объектов, взаимосвязь информативных параметров контроля перемещений с параметрами внешнего воздействия и негативных эксплуатационных факторов, а также алгоритмы обработки информации в ОЭСИЛП, определяющие пути уменьшения суммарной погрешности измерения.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка оптико-электронной системы бесконтактного контроля положения элементов механизмов при их цикличном линейном перемещении в условиях

изменяющихся скоростей движения и ограниченного пространства их размещения.

Для достижения поставленной цели следует решить ряд задач.

1. Анализ современных методов и средств контроля параметров перемещения объектов, условий их применения и определение направления исследования.

2. Математическое и физическое моделирование ОЭСИЛП при контроле параметров циклического перемещения объектов.

3. Исследование алгоритмов обработки полезной информации в ОЭСИЛП и путей их оптимизации для управления физической моделью ОЭСИЛП.

4. Разработка методик расчета параметров элементов при проектировании ОЭСИЛП.

5. Анализ и оценка составляющих суммарной погрешности определения координат текущего положения контролируемого циклически перемещающегося объекта и исследование методов их уменьшения.

6. Разработка физической модели ОЭСИЛП и ее экспериментальные исследования.

Научная новизна работы

1. Предложен подход к реализации бесконтактного непрерывного контроля цикличных линейных перемещений труднодоступных элементов механизмов с помощью оптико-электронной системы на основе анализа изображения сферических контрольных меток, позволяющий уменьшить суммарную погрешность измерений посредством компенсации воздействия смаза изображений и негативных эксплуатационных факторов.

2. Предложен метод вычисления координат и скорости перемещения контролируемого объекта по смазанному изображению сферической КМ на основе определения передаточной функции искажения с использованием инверсной фильтрации и априорно известного спектра изображения объекта без смаза.

3. Разработана математическая модель, основанная на анализе структуры контролируемого объекта в информационном пространстве ОЭСИЛП, описываемого найденным множеством статических и динамических параметров, помех, к которым относятся фон, описываемый двумерной синусоидально коррелированной функцией, смаз изображений, обусловленный скоростью движения объекта и его вибрацией, и электронные шумы многоэлементного приемника оптического излучения (МПОИ).

Положения, выносимые на защиту

1. Применение метода вычисления координат и скорости движения циклически перемещающегося контролируемого объекта оптико-электронной системой посредством анализа смазанных изображений сферических отражающих контрольных меток на фотоприемном матричном поле, основанного на определении передаточной функции искажения с использованием инверсной фильтрации и априорно известного исходного двумерного Фурье-спектра изображения позволяет повысить точность определения параметров движения в условиях вибрации и стационарных фонов посредством компенсации негативного влияния смаза изображения.

2. Разработанная методика выявления селективных признаков циклически перемещающегося объекта по последовательности цифровых изображений, позволяющая определить параметры его движения и детектировать контролируемый объект в условиях вибрации и стационарных фонов.

3. Разработанная архитектура ОЭСИЛП, основанная на многокадровом анализе отображения сцены пространства с пассивной КМ и ее подсветкой несколькими сосредоточенными по заданной схеме источниками оптического излучения позволяет уменьшить погрешность измерения координат контролируемого объекта.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. Разработана архитектура ОЭСИЛП, работа которой основана на

многокадровом анализе отображения сцены пространства с КМ в виде сферического отражателя, в которой применено универсальное решение системы подсветки контролируемого объекта несколькими сосредоточенными источниками.

2. Предложен метод определения координат изображения контролируемого объекта, основанный на анализе связных компонент элементов изображения и взвешенного среднего его информативных параметров, позволяющий осуществлять вычисление координат КМ с субпиксельной точностью.

3. Предложена методика выявления селективных признаков движущихся объектов для определения параметров их перемещения, базирующаяся на цифровой обработке последовательности изображений на стационарном фоне.

4. Предложен алгоритм вычисления координат изображения ОЭСИЛП в оптической схеме на основе сферической отражающей КМ.

5. Определена взаимосвязь диаметра входного зрачка оптической системы ОЭСИЛП со временем экспозиции и скоростью перемещения КМ при выбранных источниках и приемнике оптического излучения.

6. Предложены новые технические решения блоков ОЭСИЛП и программных средств их управления.

Методология и методы исследования

В теоретической части диссертационной работы применены методы системного анализа, математические методы теории преобразования оптического излучения в оптико-электронных системах, векторно-матричный метод расчёта пространственных сцен, методы цифровой обработки изображений, разработаны инженерные методики по выбору соотношений, параметров и характеристик элементов обобщенной схемы ОЭСИЛП.

Экспериментальные исследования проведены методами компьютерного имитационного моделирования в программной среде MATLAB с использованием пакета Image Processing Toolbox и Simulink, в программной

среде автоматического проектирования оптических систем 7ешах. Практическая проверка полученных характеристик осуществлена с использованием разработанных опытных образцов ОЭСИЛП.

Достоверность результатов работы подтверждена корректным применением математических методов, а также сходимостью теоретических зависимостей с результатами экспериментальных исследований опытного образца, проведенных на метрологической аттестованной аппаратуре.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 155 наименований. Общий объем работы составляет 148 страниц, включая 74 рисунка, 5 таблиц.

Практическая реализация результатов работы

Практическая значимость проведенных исследований подтверждена актами использования результатов диссертации. В частности, кафедрой оптико-электронных приборов и систем Университета ИТМО были использованы: методика корректировки результатов измерений из-за вредного воздействия смаза за счет величины скорости при известном направлении движения и времени экспонирования использована - при выполнении НИР № 300225 «Исследование и разработка универсальной оптико-электронной системы высокоточного позиционирования элементов составного зеркала с управляемой формой поверхности для радиотелескопов миллиметрового диапазона длин волн»; методика выбора основных элементов систем контроля смещений с КМ в виде отражающих сфер и компьютерные исследования взаимосвязи параметров системы при наличии смаза изображения - при выполнении НИР №216602 «Исследование принципов построения и особенностей реализации методик испытаний оптико-электронных измерительных каналов системы контроля космического телескопа «Миллиметрон»» (г.р. 116042610039-1); математическая модель оптико-электронной системы контроля смещений, описываемой рядом

статических и динамических признаков, модель фона, представляемого двумерной синусоидально коррелированной функцией, а также модели помех, к которым относятся колебания, смаз и шум - при выполнении НИР № 12361 «Развитие теории комплексирования информации в инвариантных оптико-электронных системах мониторинга состояния полипараметрических объектов» (г.р. 01201252343); методики определения скорости контрольного объекта по смазанному изображению на основе выделения передаточной функции искажения с использованием инверсной фильтрации и априорно известного исходного спектра изображения объекта без смаза - в лабораторном практикуме дисциплины М.1.3.5 «Измерительные видеоинформационные системы». Кроме того при проведении испытаний клапана секционного дренчерного (ЛЦУИ.492100.002) был использован опытный образец оптико-электронной системы контроля линейных перемещений ОЭСИЛП-1.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 14 конференциях: Всероссийских конференциях молодых ученых, (Санкт-Петербург, Россия, 2009 - 2011 гг.); I и II Всероссийских конгрессах молодых ученых (Санкт-Петербург, Россия, 2012. 2013 гг.); IX и XI международная конференция «Прикладная оптика» (Санкт-Петербург, Россия, 2010, 2011 гг.); VIII Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика - 2013» (Санкт-Петербург, Россия, 2013 г); XLI, XLII XLIII научных и учебно-методических конференциях Университета ИТМО (Санкт- Петербург, Россия, 2012-2014 гг.); Международная конференция SPIE Optical Measurement Systems for Industrial Inspection (Германия, Мюнхен, 2013 г.), Международная конференция SPIE Precision Engineering Measurement and Instrumentation (Германия, Мюнхен, 2015 г.) Международная конференция SPIE Optics, Photonics and Digital Technologies for Imaging Applications (Бельгия, Брюссель, 2016).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 30 печатных работ, из них 5 статей в изданиях из перечня ВАК, 3 статьи в изданиях, включенных в систему цитирования Web of Science и Scopus, 5 патентов РФ, 3 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ и 14 публикаций в иных изданиях.

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

1 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ

Современные темпы роста производства определяют специфику проведения промышленных измерений, при этом методы измерений должны быть достаточно точными, быстрыми и, зачастую, еще и бесконтактными. Поэтому целью проводимого аналитического обзора является рассмотрение современных систем контроля перемещений, выявление их недостатков с целью усовершенствования и объединения в комплексы для обеспечения непрерывного контроля пространственного положения элементов механизмов промышленных объектов. Сегодня известны многие разработчики ОЭС на основе разнообразных методов, осуществляющих контроль перемещений различного рода объектов [1, 2, 3].

Результатом выполнения анализа должны стать:

- обобщенная классификация известных методов и средств контроля параметров движущихся объектов;

- требования к системе контроля положения движущегося объекта в механизмах.

Выводы, полученные в результате аналитического обзора, обосновывают цель и задачи диссертационной работы.

1.1 Описание и обобщенные требования к контролируемому объекту

Огромное количество машин и механизмов имеют подвижные элементы, выполняющие ответственную роль в их работе. Приводящие в действие штоки и кулисы несут существенную нагрузку при работе. Проверить возможный ресурс их дальнейшей работы возможно по параметрам их движения (длина хода, скорости и повторяемость положении при циклических операциях, диаграммы движения и т.д.). При этом стоит задача не останавливать механизм на капитальный ремонт, а в процессе его работы в достаточно

стесненных условиях получать такие характеристики. Например, цилиндро-поршневые сборки применяются в различных отраслях промышленности и машиностроении. Длительная эксплуатация поршня в подобных сборках приводят к изменению толщины штока, на котором крепится поршень. Такая ситуация может привести к разрыву штока и, как следствие, поломки цилиндра. Для предотвращения разрушения поршневого механизма необходимо постоянно анализировать и контролировать параметры движения, размеры и положения движущихся элементов поршневой сборки. Основной сложностью контроля механизма поршня является расположение его элементов в труднодоступных местах, в результате чего их невозможно контролировать контактными методами во время их возвратно-поступательного движения [4]. На рисунке 1.1 показан типичный цилиндро-поршневой механизм.

а) б)

Рисунок 1.1 - Примеры общих видов цилиндро-поршневой механизм: вид

сбоку (а) и вид сверху (б)

Контролируемой поверхностью внутри механизма является поверхность штока поршня, которая выполняется из сплавов алюминия (АЛ4 или АК4) или чугуна. Отличительной особенностью штока поршня является высокие требования по шероховатости поверхности - в соответствии с требованиями ГОСТ они выполняются по 9 -12 классу

шероховатости (Ra 0.20-0.025 мкм) [5, 6, 7]. Зачастую с целью увеличения надежности и износостойкости механизма поверхность движущихся элементов покрывают антифрикционным покрытием, в результате чего контролируемая поверхность приобретает абсолютно гладкую глянцевую или матовую фактуру. Средняя скорость возвратно-поступательного движения контролируемого элемента современных механизмов составляет от 0,5 до 15 м/с в зависимости от назначения. Также в процессе эксплуатации механизма для подвижных элементов используется смазочные материалы. Длина хода поршня в зависимости от типа клапана (длинноходного или короткоходного) изменяется от 2,5 мм до 100 мм. При этом в ряде случаев в технической среде механизма присутствует аэрозольная взвесь от смазочного материала или среды. Следует отметить особо, что при контроле положения не должно оказываться воздействия, изменяющего динамику механизма.

Контроль подвижных элементов механизмов обычно включает в себя снятие характеристик как пространственных, так и динамических (скорости и ускорения) в зависимости от времени. Так, например, движение поршня в цилиндре клапана является циклическим (периодическим), поэтому для его контроля необходимы средства, предназначенные и настроенные на работу именно в динамических условиях.

Следовательно, главными задачами, которые необходимо решить в рамках исследования и разработки такого класса системы контроля, являются: возможность реализации метода бесконтактного измерения в достаточно ограниченном пространстве корпуса механизма, обеспечение требуемой погрешности измерений в заданном диапазоне перемещений; помехозащищенность к внешним воздействия - вибрациям и скорости циклично поступательного перемещения объекта.

Обобщенные требования к системам контроля циклично и линейно перемещающихся элементов механизмов приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Обобщенные требования к системе бесконтактного контроля пространственного положения циклично и линейно

перемещающихся элементов механизмов в ограниченных пространственных

Параметр Значение

Диапазон перемещения, не более 10 мм

Погрешность определения положения, не более 0,1 мм

Время полного перемещения в прямом ходе, не более 2 с

Время полного перемещения в обратном ходе, не более 2 с

Полный цикл измерения, не более 7 с

Направление движения линейное возвратно-поступательное

Поскольку предполагается проведение контроля параметров движения элементов механизмов в процессе функционирования, система контроля должна обеспечивать стабильность результатов измерений в условиях механических колебаний. Таким образом, целью аналитического обзора является выбор метода и средств контроля перемещения элементов механизмов, обеспечивающих требования, указанные в таблице 1.1.

1.2 Анализ методов контроля перемещений объектов Большое многообразие методов контроля перемещений и позиционирования объектов условно можно разделить на контактные и бесконтактные. На сегодняшний день применение контактных методов особенно для такой специфической задачи как контроль движения элементов механизмов не является целесообразным. В связи с этим, дальнейшее рассмотрение будет ограничено бесконтактными методами.

Бесконтактные методы контроля перемещений объектов, классифицированные по физическому принципу работы, перечислены и представлены на рисунке 1.2 [8, 9].

Бесконтактные методы контроля перемещений могут быть неоптическими и оптическими (оптико-электронными). Вторая группа отличается от первой тем, что в качестве носителя информации и положении

объекта использует оптическое излучение.

Рисунок 1.2 - Рассматриваемые методы контроля перемещений объектов

Наиболее известными неоптическими методами контроля перемещений являются емкостные, индуктивные, магнитные и ультразвуковые [9]. Существуют и другие неоптические методы, однако они получили меньшее практическое применение [10].

Среди оптических и оптико-электронных методов можно выделить фотоэлектрические, интерферометрические, изображающие, лазерные [11, 12]. Последняя группа методов, в свою очередь подразделяется на барьерные, рефлекторные и диффузионные [13].

1.3 Неоптические методы

Наибольшее распространение среди неоптических систем контроля положения получили индуктивные, емкостные, магнитные и ультразвуковые датчики [14, 15].

Действие индуктивных датчиков основано на взаимодействии создаваемого ими магнитного поля с контролируемым объектом [ 16 ]. Переменное магнитное поле создается катушкой индуктивности, находящейся

в корпусе датчика, а параметры поля изменяются в зависимости от расстояния между датчиком и объектом. Индуктивные датчики имеют низкую стоимость [17, 18] и обладают достаточно высокой долговечностью ввиду отсутствия механических воздействий. Однако благодаря своему принципу работы индуктивные датчики способны контролировать только ферромагнитные материалы, такие как Fe, М, ^ и различные сплавы Fe2O3,CrPt3, Ni3Mn

и др.) [ 19 ]. К материалам другого типа индуктивные датчики нечувствительны.

Емкостные датчики преобразуют величину изменения электроёмкости окружающей среды в расстояние до объекта, структура отлична от структуры воздуха [20]. При этом объект может быть изготовлен из любого материала, находящегося в любом агрегатном состоянии, поэтому часто емкостные датчики используются для контроля жидкостей и сыпучих материалов [21, 22, 23].

Магнитные датчики могут быть реализованы с использованием геркона или на основе эффекта Холла. Датчики первого типа могут эксплуатироваться как при постоянном, так и при переменном токе. Датчики второго типа могут эксплуатироваться только на постоянном токе, но они обладают значительно более высокой механической устойчивостью [ 24 ]. Магнитные датчики обладают высокой надежностью и прочностью, благодаря чему активно применяются в промышленности [25, 26, 27].

Ультразвуковые датчики являются универсальным средством измерения расстояния, обладающим высокой устойчивостью к влияниям окружающей среды. Их принцип действия основан на регистрации отраженного от объекта ультразвукового импульса [28, 29]. Контролируемый объект может быть изготовлен из любого материала, однако определенные сложности могут возникнуть, если поверхность объекта имеет поглощающий слой или неровности или если на пути движения ультразвукового луча имеется препятствие [30, 31].

Результаты проведённого обзора неоптических методов измерения

положения сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 - Сравнение основных параметров неоптических методов измерения положения

Датчик Диапазон измерения Точность Требования к объекту

Индуктивный 1-60 мм 10-20% от расстояния Только из ферромагнитного материала

Емкостной 1-25 20% от расстояния Нет

Магнитный 1-50 0,15 мм Нет

Ультразвуковой 30 мм-8 м 2% от расстояния Ровная поверхность без шероховатостей

Из таблицы видно, что перечисленные методы обладают сравнительно низкой точностью измерения положения и зачастую не являются универсальными. Для поставленной задачи целесообразно рассмотрение оптических и оптико-электронных методов контроля, поскольку они сочетают бесконтактный принцип работы и высокую точность измерений [32, 33].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пантюшина, Екатерина Николаевна, 2018 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Горбачев А.А., Коняхин И.А., Мусяков В.Л., Тимофеев А.Н., Исследование особенностей построения инвариантных оптико-электронных систем с единым матричным полем анализа. Оптический журнал 2007. Т.72 , №12. С. 24-29.

2 Van Yperen, "Measuring method for determining the displacement of a mobile part of an actuator and device for applying the measuring method", European patent application EP 1 429 038 A1, priority date 10.12.2002.

3 Samuel E. Ebenstein, "Non-contact method of obtaining dimensional information about a reference feature of an object", United States Patent US 5,319,567, date of patent Jun.7, 1994.

4 Горбачёв А.А., Пантюшина Е.Н. Исследование системы для контроля удлинения штока поршня во время ресурсных испытаний клапанов // Т79 Сборник трудов Международной конференции и семинаров. Т.1. «0птика-2013» Т.2. «Терагерцовая оптика и спектроскопия», «Оптические метаматериалы, фотонные кристаллы и наноструктуры». Санкт-Петербург. 14-18 октября 2013 / Под ред. проф. В.Г. Беспалова, проф. С.А. Козлова.- СПб: НИУИТМО, 2013. - Т.1. 389 с., Т.2. 53 с.: с ил. (с. 216-218).

5 ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.

6 Кисиленко Л.Е. Основы технологии машиностроения. Практикум. М.: МГИУ, 2007 - 84 с.

7 Никифоров А.Д. Современные проблемы науки в области технологии машиностроения. Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 2006 - 352 с.

8 Котюк А.Ф. Датчики в современных измерениях. М.: Горячая линия -Телеком, 2007. 95 с.

9 Датчики: Справочное пособие /Под общ. ред. В.М. Шарапова, Е.С. Полищука, М.; (Шарапов В.М., Полищук Е.С., Кошевой Н.Д., Ишанин Г.Г., Минаев И.Г., Совлуков А.С) Москва: Техносфера, 2012, - с.624.

10 Михайлов М. А., Манойлов В. В. Обзор методов измерения малых перемещений в приложении системы автоматического регулирования сканеров СЗМ // Научное приборостроение. - 2013. - Т. 23. - №. 2. - С. 27-37.

11 Optical Methods in Engineering Metrology /Edited by D. C. Williams Springer Science+Business Media Dordrecht Originally published by Chapman & Hall in 1993,- p 489 ISBN 978-94-011-1564-3 (eBook) DOI 10.1007/978-94-011-1564-3.

12 Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчики // Л.: Энергоатомиздат. - 1990. - Т. 254. - С. 1.

13 Виглеб, Г. Датчики. Устройство и применение / Г. Виглеб. - М.: Издательство «Мир», 1989. - 191 с.

14 Криворученко А. Бесконтактные датчики положения. Проблемы выбора и практика применения // Компоненты и технологии. - 2007. - №. 66.

15 Pepperl+Fuchs. Датчики, системы идентификации, компоненты для AS-I [Электронный ресурс] // URL: http://energoserver.ru/f/SensorReview.pdf.

16 М. Ховард. Принцип работы индуктивных датчиков. Техническое описание [Электронный ресурс] // URL: https://www.zettlex.com/wp-content/uploads/2014/08/Принцип-работы-индукти вных- датчиков_^2.0.pdf.

17 ООО "Платан-Балтика". Индуктивные датчики положения [Электронный ресурс] // URL: http://www.platan.ru/cgi-bin/qweryv.pl/0w26847 .html.

18 АО НПК "ТЕКО". Индуктивные бесконтактные выключатели [Электронный ресурс] // URL: https://teko-com.ru/katalog/induktivnye-datchiki/.

19 Невзгодова Е. — Современная экспериментальная физика. 3-е изд. — СПб., 2009.

20 Криворученко А. Емкостные промышленные датчики уровня. Проблемы выбора и практика применения // Компоненты и Технологии. -2008. - №. 78.

21 Джежора А. А., Рубаник В. В. Двухпараметровый датчик уровня жидкости // Приборы и методы измерений. - 2012. - №. 1 (4).

22 АО НПК "ТЕКО". Бесконтактные датчики ТЕКО в птицеводстве [Электронный ресурс] // URL: http://pat63.m/Шes/Шes/Бесконтактныеo/o20датчикиo/o20ТЕКОo/o20вo/o20птицев одстве^£

23 Афонин В. С. Измерение расхода сыпучего материала на основе емкостного преобразователя // Ползуновский вестник.-2011.-№. - 2011. - С. 43-48.

24 Голощапов А. Магнитные бесконтактные датчики, герконовые реле и переключатели: обзор продукции celduc® relais // Электроника НТБ. - 2016. -№9. - Т. 00159. - С. 82-88.

25 Gordon S., Hillery M. T. Development of a high-speed CNC cutting machine using linear motors // Journal of Materials Processing Technology. - 2005. - Т. 166. - №. 3. - С. 321-329.

26 Van Hoang H., Jeon J. W. Signal compensation and extraction of high resolution position for sinusoidal magnetic encoders // Control, Automation and Systems, 2007. ICCAS'07. International Conference on. - IEEE, 2007. - С. 1368-1373.

27 Берг О. И., Ураксеев М. А., Баженов И. А. Расчет и исследование статической характеристики преобразователя перемещений с магнитными метками // Электротехнические и информационные комплексы и системы. -2013. - Т. 9. - №. 4.

28 Иваникин М. С., Ефанов Д. В. Выбор ультразвукового датчика для контроля расстояний между подвижными элементами стрелочного перевода // Проблемы безопасности и надежности микропроцессорных комплексов. -2015. - №. 1.

29 Verdonk E., Webb P., Greenstein M. Rotary encoding for intravascular ultrasonic imaging systems // IEEE transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control. - 2000. - Т. 47. - №. 6. - С. 1482-1493.

30 Жданкин В. Ультразвуковые датчики для систем управления / В. Жданкин // Современные технологии автоматизации : журнал. - 2003. - № 4. -С. 48-62.

31 Shrivastava A. K., Verma A., Singh S. P. Distance Measurement of an Object or Obstacleby Ultrasound Sensors using P89C51RD2 // International Journal of Computer Theory and Engineering. - 2010. - Т. 2. - №. 1. - С. 64.

32 J. Kimbrell. Fundamentals of Industrial Encoder Sensing Technologies, Motion Detection Theory and Methods, and Signal Output Styles // AutomationDirect.com, Inc. - 2013. - С. 1-9.

33 Шабуров П. О. и др. Использование оптического датчика для измерения линейных перемещений //Наука ЮУрГУ. Секции технических наук: материалы 66-й науч. конф./отв. за вып. СД Ваулин; Юж.-Урал. гос. ун-т.-Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2014.-1764 с. - Издательский центр ЮУрГУ, 2014.

34 Зайдель А.Н. Погрешности измерений физических величин. - Л.: Наука, 1985. - 112 с.

35 Городецкий А. Е., Тарасова И. Л., Артеменко Ю. Н. Интерференционно-кодовые преобразования . Санкт-Петербург : Наука : С.-Петерб. 2005. - 471 с, ISBN 5-02-025083-X : 210.

36 Ландсберг Г.С. Оптика. - М.: Физматлит, 2003. - 848 с.

37 RENISHAW. Лазерный энкодер HS20 для измерений на длинных осях [Электронный ресурс] // URL: http://www.renishaw.ru/ru/hs20-long-range-laser-encoder--20995.

38 Li X. et al. Two-probe optical encoder for absolute positioning of precision stages by using an improved scale grating //Optics express. - 2016. - Т. 24. - №2. 19. - С. 21378-21391.

39 Liu C. H., Cheng C. H. Development of a grating based multi-degree-of-freedom laser linear encoder using diffracted light //Sensors and Actuators A: Physical. - 2012. - Т. 181. - С. 87-93.

40 Медников С.В., Тимофеев А.Н., Васильев А.С., Прокофьев А.В. Исследование влияния температуры на погрешность инкрементных преобразователей линейных перемещений, основанных на растровых структурах // Известия высших учебных заведений. Приборостроение -2018. -Т. 61. - № 6. - С. 539-548.

41 RENISHAW. Система RCU10 для компенсации квадратурных сигналов в реальном времени [Электронный ресурс] // URL: http://www.renishaw.ru/ru/rcu10-real-time-quadrature-compensator--6486.

42 Цыцулин А. К., Адамов Д. Ю., Манцветов А. А., Зубакин И. А. Т 26 Твердотельные телекамеры: накопление качества информации. - СПб., Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014. - 234 с. ISBN 5-7629-0496-2.

43 АО НПК «ТЕКО». Оптический датчик OS A45A-31P-32-LZ [Электронный ресурс] // URL: https://teko-com.ru/katalog/opticheskie-datchiki/optic-po-parametram/os-a45a-31p -32-lz.html.

44 Autonics. BW Series Area Sensor [Электронный ресурс] // URL: http: //www.eltron. pl/uploads/manufacturer_catalogs/1/10811 /7_BW.pdf.

45 IFM Electronic. OGP700 Photoelectric sensor [Электронный ресурс] // URL: http://www.ifm.com/products/us/ds/OGP700.htm.

46 Pepperl+Fuchs. Retroreflective sensor RL28-55-LAS/47/82b/105 [Электронный ресурс] // URL: https://www.pepperl-fuchs.com/russia/ru/classid_11.htm?view=productdetails&pr odid=12228.

47 KEYENCE. High-speed, High-accuracy CCD Laser Displacement Sensor [Электронный ресурс] // URL: https://www.keyence.co.uk/products/measure/laser-1d/lk-g3000/index.jsp.

48 Коротаев В. В., Прокофьев А. В., Тимофеев А. Н. Оптико-электронные преобразователи линейных и угловых перемещений //СПб: НИУ ИТМО. - 2012.

49 Габидулин М.А.. Фотоэлектрические цифровые преобразователи перемещений шкально-матричного кодирования // Штучний штелект. - 2009.

- № 3. - С. 199-209.

50 Wang H. et al. Absolute optical imaging position encoder // Measurement.

- 2015. - Т. 67. - С. 42-50.

51 Anisimov A. G. et al. Absolute scale-based imaging position encoder with submicron accuracy //Optical Measurement Systems for Industrial Inspection VIII.

- International Society for Optics and Photonics, 2013. - Т. 8788. - С. 87882T.

52 Das S., Sarkar T. S. A new method of linear displacement measurement utilizing a grayscale image // International Journal of Electronics and Electrical Engineering. - 2013. - Т. 1. - №. 3. - С. 176-181.

53 Sergey V. Mikheev, Igor A. Koniakhin, Oleg Barsukov Optical-electronic system for real-time position control of roof's supporting structure // Optical Measurement Systems for Industrial Inspection IX, edited by Peter Lehmann, Wolfgang Osten, Armando Albertazzi G. Jr., (Munchen, 25-29 June, 2017), Proc. of SPIE Vol. 9525, 2017. p.p. 952542-1 952542-8 doi: 10.1117/12.2184837.

54 Анисимов А.Г., Коротаев В.В., Кулешова Е.Н. О возможности адаптации теории распределенных измерительных систем к оптико-электронным системам //Приборостроение, № 7. 2010. - с. 86.

55 Шубарев В. А. и др. Оптико-электронный преобразователь контроля смещений элементов крупногабаритных конструкций //Вопросы радиоэлектроники. - 2014. - Т. 1. - №. 2. - С. 53-62.

56 Горбачёв А. А., Коротаев В. В., Пантюшина Е. Н. Оптико-электронная система контроля положения поршня в клапане //Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2013. - Т. 56. - №. 11.

57 Korotaev V.V., Pantyushin A.V., Serikova M.G., Anisimov A.G. Deflection measuring system for floating dry docks // Ocean Engineering - 2016, Vol. 117, pp. 39-44.

58 Соломатин В.А. Системы контроля и измерения с многоэлементными приемниками. - М.: Машиностроение, 1992. - 128 с., ил.

59 Коротаев В.В., Тимофеев А.Н., Пантюшин А.В. Оптико-электронный доковый прогибомер//Измерения и испытания в судостроении и смежных отраслях - 2014. - С. 101-103.

60 Горбачёв А.А., Коротаев В.В., Кулешова Е.Н.. / Выбор схемы построения оптико-электронного прогибомера. / 9 Международная конференция «Прикладная оптика - 2010» / Сборник трудов (том 1, ч. 2) СПб: ГОИ им. С.И. Вавилова, 18-22 октября 2010. - С.160-164.

61 Коротаев В.В., Тимофеев А.Н., Горбачев А.А., Пантюшин А.В., Алеев А.М., Кулешова Е.Н. Устройство для контроля деформаций протяженного объекта Патент на изобретение №2 2445572 от 20.03.2012, заявка на ИЗ № 2010145639 от 09.11.2010. Патентообладатель Университет ИТМО -2012.

62 Кулешова Е.Н. Сравнительный анализ схем измерения в оптико-электронной системе контроля смещений // Сборник тезисов докладов конференции молодых ученых, Выпуск 2. СПб: СПбГУ ИТМО, 2011. - С. 112-113 (всего 397).

63 Мирошников М. М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. - Лань, 2010.

64 Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения: учебник. - 2-е изд., перераб. и доп. / Ю.Г. Якушенков. - М.: Логос, 2013. - 376 с.: ил. (Новая университетская библиотека).

65 Порфирьев Л.Ф Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных системах: Учебник. - 2-е изд., - СПб: Издательство «Лань», 2013. -400 с. (ISBN 978-5-8114-1512-0).

66 Sycheva E. A. et al. Active marks structure optimization for optical-electronic systems of spatial position control of industrial objects //Modeling Aspects in Optical Metrology VI. - International Society for Optics and Photonics, 2017. - Т. 10330. - С. 103301H.

67 Trushkina A. V. et al. High-reflection microprismatic material as a base for passive reference marks in machine vision metrology applications //Automated Visual Inspection and Machine Vision II. - International Society for Optics and Photonics, 2017. - Т. 10334. - С. 103340G.

68 Хоанг В. Ф., Коняхин И. А. Анализ погрешности измерения параметров поворота объекта методом автоколлимации с помощью компьютерных моделей на основе кватернионов //Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2017. - Т. 60. - №. 12.

69 Шубарев В. А. и др. Оптико-электронный преобразователь контроля смещений элементов крупногабаритных конструкций //Вопросы радиоэлектроники. - 2014. - Т. 1. - №. 2. - С. 53-62.

70 Пирогов М. Г. и др. Приборы ориентации космических аппаратов по Солнцу на основе матричных приёмников излучения с активными пикселами //Оптический журнал. - 2017. - Т. 84. - №. 12. - С. 18-24.

71 Иванов В. А. и др. Особенности обнаружения точечных объектов в изображениях, формируемых матричным приёмником //Автометрия. - 2016. -Т. 52. - №. 2.

72 Gorbachev A.A., Serikova M.G., Pantyushina E.N., Volkova D.A. Accurate and high-performance 3D position measurement of fiducial marks by stereoscopic system for railway track inspection // Proceedings of SPIE - 2016, Vol. 9896, pp. 98961I.

73 Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения М.: Логос, 2013. — 376 c.

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

75 Обухов А. М. Турбулентность и динамика атмосферы «Гидрометеоиздат» 414 стр. 1988 ISBN 5-286-00059-2.

76 Шифрин К. С. Рассеяние света в мутной среде. - Рипол Классик,

2013.

77 Фарафонов В. Г., Ильин В. Б. О рассеянии света малыми осесимметричными частицами //Оптика и спектроскопия. - 2011. - Т. 111. - №2. 5. - С. 863-870.

78 Иванов А. П. Оптика рассеивающих сред. - Наука и техника, 1969.

79 Шапиро Л., Стокман Д. Компьютерное зрение. - БИНОМ. Лаб. знаний, 2006.

80 Serikova M.G., Pantyushina E.N., Zyuzin V.V., Korotaev V.V., Rodrigues J.J. Accurate invariant pattern recognition for perspective camera model // Proceedings of SPIE - 2015, Vol. 9530, pp. 95300O

81 Кулешова Е.Н. Сравнение алгоритмов получения информации о движении объектов с помощью оптико-электронной системы // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых, Выпуск 2. Труды молодых ученых / Главный редактор д.т.н., проф. В.О. Никифоров. - СПб: НИУ ИТМО,

2012. - 414 с. (стр. 80-82).

82 Pantyushin, A V; Serikova, M G; Timofeev, A N Optoelectronic system for monitoring displacements, based on LED fiducial marks //Journal of Optical Technology, Vol. 76 Issue 8, pp.507-510 (2009).

83 Жуков Д.В., Пантюшин А.В., Серикова М.Г. Повышение точностных характеристик методом оптимизации параметров алгоритма в оптико-электронной системе контроля положения реперных меток //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 49. Оптотехника, оптические материалы. /Главный редактор д.т.н., проф. В.О. Никифоров. -СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. с. 183 188.

84 Яне Б. Цифровая обработка изображений : пер. с англ. / Б. Яне. - М.: Техносфера, 2007. - 584 с.

85 Пространственно-временная ранговая обработка изображений в видеоинформационных системах : моногр. / М.И. Курячий, А.Г. Костевич, И.В. Гальчук. - Томск : Изд-во Томск. гос. ун-та систем упр. и радиоэлектроники,

2013. - 120 с.

86 Коротаев В. В., Мараев А. А., Тимофеев А. Н. Телеориентирование в луче с оптической равносигнальной зоной. Монография / Под общей редакцией А. Н.Тимофеева. СПб: Университет ИТМО, 2015. - 326 с.

87 Фам Нгок Туан, Пантюшина Е. Н., Тимофеев А. Н., Васильев А. С., Динь Ба Минь. Влияние скорости движения оптико-электронной системы на погрешность контроля положения железнодорожного пути // Изв. вузов. Приборостроение. 2018. Т. 61, № 9. С. 814—822.

88 Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. Москва, Техносфера, 2006, 1072 с.

89 Cho S., Matsushita Y., Lee S. Removing non-uniform motion blur from images. In Proc. ICCV, 2007, pp. 1-8.

90 Whyte O. et al. Efficient, blind, spatially-variant deblurring for shaken images. - 2014.

91 Xiao L. et al. Stochastic blind motion deblurring //IEEE Transactions on Image Processing. - 2015. - Т. 24. - №. 10. - С. 3071-3085.

92 Старовойтов Е. И., Савчук Д. В. Использование геометрических искажений изображения, формируемого КМОП-фотоприемником для контроля скорости сближения космических аппаратов // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2014. - № 4. - С. 66-68.

93 Обухова Н. А., Тимофеев Б. С. Анализ параметров движения в системе видеонаблюдения железнодорожных составов //Изв. вузов России. Радиоэлектроника. - 2005. - №. 3. - С. 42-50.

94 Chanbani M. The cross-search algorithm for motion estimation // IEEE Trans. Commun. 1990. Vol. COM-38. P. 950-953.

95 Чуриловский В.Н. Теория оптических приборов, Л: Машиностроение, 1966 - 565с.

96 Ямбаев Х.К. Геодезический контроль прямолинейности и соосности в строительстве. - М.: Недра, 1986. - 264 с., ил.

97 Ямбаев Х.К. Специальные геодезические приборы для инженерно-геодезических работ. - М.: Недра, 1990. - 267 с.: ил.

98 Афанасьев В.А., Усов В.С. Оптические приборы и методы контроля прямолинейности в инженерной геодезии. М., «Недра», 1973, с. 152.

99 Пантюшина Е.Н., Горбачёв А.А. Исследование влияния формы сферического отражателя на точность измерения перемещений поршня в цилиндре клапана // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО - 2010. - Т. 6. - № 70. - С. 12-16.

100 Кулешова Е.Н. Расчет погрешности от сферического отражателя в оптико-электронной системе контроля линейных смещений. //Сборник тезисов докладов конференции молодых ученых, Выпуск 2. Труды молодых ученых / Главный редактор д.т.н., проф. В.О. Никифоров. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. - 99 с.

101 Коротаев В.В., Чертов А.Н., Горбунова Е.В., Пантюшина Е.Н., Перетягин В.С. Способ измерения параметров и характеристик источников излучения Патент на изобретение № 2547163 от 10.04.2015 МПК G01J1/00, заявка на ИЗ № 2013158588 от 27.12.2013. Патентообладатель Университет ИТМО -2015.

102 Коняхин И.А., Усик А.А., Тургалиева Т.В., Пантюшина Е.Н. Измерение координат изображения радиоисточника, смоделированного на матрице радиотелескопа Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012613940 от 27.04.2012 (заявка № 2011611750 от 15.03.2011). Правообладатель Университет ИТМО -2012.

103 Коротаев В.В., Краснящих А.В. Телевизионные измерительные системы / Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. - 108 с.

104 Горбунова Е.В., Коротаев В.В., Лашманов О.Ю., Пантюшина Е.Н., Тимофеев А.Н., Чертов А.Н. Устройство для измерения параметров и характеристик источников излучения Патент на изобретение № 2509988 от 20.03.2014 заявка на изобретение № 2012134427 от 10.08.2012 Патентообладатель Университет ИТМО -2014.

105 Balakrishnan A. V. (ed.). Advances in communication systems: theory and applications. - Academic Press, 2014.

106 Давенпорт В. Б., Рут В. Л. Введение в теорию случайных сигналов и шумов. - Рипол Классик, 2014.

107 Butterworth J., Lee J. H., Davidson B. Experimental determination of modal damping from full scale testing // 13th world conference on earthquake engineering, Vancouver, Paper. - 2004. - Т. 310.

108 Hart J. F., Lawson C. L., Cheney E. W. Computer approximations. -

1968.

109 Johnston N., Kotz S., Balakrishnan N. Continuous Univariate Distributions - 1995. - Т. 2. - 752 с.

110 Box G. E. P. A note on the generation of random normal deviates // The Annals of Mathematical Statistics - 1958. - Т. 29. - С. 610-611.

111 Potmesil M., Chakravarty I. Modeling motion blur in computer-generated images //ACM SIGGRAPH Computer Graphics. - 1983. - Т. 17. - №. 3. - С. 389-399.

112 Родионов С.А Автоматизация проектирования оптических систем: Учеб. пособие для приборостроительных вузов. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. - 270 с

113 Tiwari S. et al. Review of motion blur estimation techniques //Journal of Image and Graphics. - 2013. - Т. 1. - №. 4. - С. 176-184.

114 Крапчатова Т. В., Филиппов М. В. Метод восстановления смазанных изображений по двум кадрам //Инженерный журнал: наука и инновации. - 2013. - №. 6. - С. 21-21.

115 Липлянин А.Ю., Хижняк А.В., Михненок Е.И., Мамченко А.С. Анализ методов восстановления оптико-электронных изображений, смазанных при движении // Доклады БГУИР. 2018. №2 (112).

116 Горбачёв А.А., Пантюшин А.В., Пантюшина Е.Н., Лашманов О.Ю. Измерение параметров движения объектов с помощью телевизионной камеры Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012613939 от 27.04.2012 (заявка № 2011611750 от 15.03.2011). Правообладатель Университет ИТМО -2012.

117 Прэтт У. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. — Кн. 2 — 480 с.

118 Пантюшина Е.Н. Компьютерная модель системы контроля поперечных перемещений объекта // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых, Выпуск 2. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. - 451 с. (149-151 стр.)

119 Щербаков В. В., Гарганеев А. Г., Шакиров И. В. Алгоритм расчета оптического потока в задачах оценки параметров геометрических преобразований //Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2012. - №. 2-1 (26).

120 Волынский М. А., Гуров И. П. Метод динамической обработки данных в спектральной оптической когерентной томографии с компенсацией влияния дисперсии // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2013. - №. 6 (88).

121 Zweck J., Menyuk C. R. Validity of the additive white Gaussian noise model for quasi-linear long-haul return-to-zero optical fiber communications systems //Journal of Lightwave technology. - 2009. - Т. 27. - №. 16. - С. 3324-3335.

122 Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений // Техносфера - 2015 - 1104 с.

123 Ильин В. А., Ким Г. Д. Линейная алгебра и аналитическая геометрия. - М. : Изд-во Моск. ун-та, 1998.

124 Аникст Д. А. и др. Оптические системы геодезических приборов. М //Недра. - 1981.

125 Захаров А.И. Новые теодолиты и оптические дальномеры, -М., Недра. 1970. -261 с.

126 Браславский Д. А., Петров В. В. Точность измерительных устройств. М.: Машиностроение, 1976. 312 с.

127 Коротаев В. В., Мараев А. А., Тимофеев А. Н. Телеориентирова-ние в луче с оптической равносигнальной зоной.

Монография / Под общей редакцией А. Н. Тимофеева. СПб: Университет ИТМО, 2015. - 326 с.

128 Клещенок М.А., Сычева Е.А., Коротаев В.В., Некрылов И.С., Тимофеев А.Н., Родригеш Ж Выбор параметров оптико-электронных систем контроля смещений с активными реперными марками // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - СПб, 2018. - Т. 18. - № 2 - С.205-211.

129 Клещенок М.А., Коротаев В.В., Некрылов И.С., Тимофеев А.Н., Сычева Е.А., Блохина А.А., Ж. Родригеш. Оптико-электронные датчики с ретрорефлекторами для контроля пространственного положения элементов турбоагрегатов // Изв. вузов. Приборостроение. - СПб, 2018. - Т. 61. - № 9 -С.771-778.

130 Сарвин А.А. Системы бесконтактных измерении геометрических параметров. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1983. 144 с.

131 Сарвин А.А. Оптические и оптоэлектронные методы бесконтактных измерений геометрических параметров /Автореферат днссертации на соискание ученой степени доктора техническнх наук, СПб: 2002 - с 44.

132 ГСИ. Погрешности измерений. Обозначения. МИ 2246-93.

133 Кулагин В.В. . Основы конструирования оптических приборов . - Л.: Машиностроение, 1982. - 312 с

134 Латыев С. М. Конструирование точных (оптических) приборов. СПб: Лань, 2015. 560 с.

135 Инфракрасные системы 3-го поколения /В.В. Тарасов, И.П. Торшина, Ю.Г. Якушенков ; под общ.ред. Ю.Г. Якушенков. - М.: Логос, 2011. - 242 с.

136 Андреев А.Л., Ярышев С.Н. Методы моделирования ОЭС с многоэлементными анализаторами изображения. Методические указания к лабораторным работам. - СПб: СПбГУИТМО, 2006. - 52 с. (100 экз).

137 Андреев А. Л., Коротаев В. В. Особенности расчета оптико-электронных систем позиционирования на основе готовых телевизионных модулей //Приборостроение, 2010 № 10. - С. 69-75.

138 Кузнецов С.М., Путилин Э.С., Лисицын Ю.В., Старовойтов С.Ф., Большанин А.Ф., Нужин А.В., Карасёв Н.Н., Машехин В.Т., Слободянюк А.А. Оптическая технология / Учебное пособие. - СПб: СПб ГУ ИТМО, 2006. - 108 с.

139 Кривовяз Л. М., Пуряев Д. Т., Знаменская М. А. Практика оптической измерительной лаборатории» М: Машиностроение 1974. - 332 с.

140 Латыев С.М. Компенсация погрешностей в оптических приборах // Машиностроение, Ленингр. .отд-ние, 1985. - 248 с.

141 Горбачёв А.А., Коротаев В.В., Ярышев С.Н. Твердотельные матричные фотопреобразователи и камеры на их основе: Учебное пособие. -СПб.: НИУ ИТМО, 2013.

142 Горбачёв А.А., Ярышев С.Н. Основы и системы прикладного телевидения Санкт-Петербург СПб.: НИУ ИТМО, 2012. -с 97.

143 Глюкман Л.И. Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы. М.: Радио и связь, 1981.

144 Горбачёв А.А., Коротаев В.В., Кулешова Е.Н.. Оптико-электронная система бесконтактного измерения линейных перемещений / 9 Международная конференция «Прикладная оптика - 2010» / Сборник трудов (том 1, ч. 2) СПб: ГОИ им. С.И. Вавилова, 18-22 октября 2010. - С.247-250.

145 Кулешова Е.Н. Оптико-электронная система контроля линейного перемещения поршня клапана на основе анализа совокупности изображений //Сборник трудов конференции молодых ученых, Выпуск 1. Оптотехника и оптическое приборостроение / Главный редактор д.т.н., проф. В.Л. Ткалич. -СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. с. 334 - 337.

146 Горбунова Е.В., Коротаев В.В., Пантюшин А.В., Пантюшина Е.Н., Чертов А.Н. Обработка цифровых цветных изображений объектов при их классификации по цветовому признаку Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011613482 от 04.05.2011 (заявка

№ 2011611750 от 15.03.2011). Правообладатель Университет ИТМО -2011.

147 Горбачёв А.А., Кулешова Е.Н., Лашманов О.Ю. Моделирование погрешности измерения линейных перемещений объекта в оптико-электронной системе. //Труды X Международной конференции «ПРИКЛАДНАЯ 0ПТИКА-2012» 15-19 октября 2012 года, "Оптические материалы и технологии", ГОИ. СПб. 2012. 112 - 115 с.

148 Кулешова Е.Н. «Моделирование и исследование процесса измерения периодических перемещений объекта в оптико-электронной системе». // Семнадцатая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов. Сборник тезисов. - СПб.: Издательство РГГМУ, 2012. - 230 с. (на 157 стр.).

149 ОАО СКБИС «Преобразователи линейных перемещений. Модели ЛИР-7, ЛИР-8, ЛИР-9, ЛИР-10. Технические условия ЛИР-7.000.000 ТУ».

150 ОАО СКБИС «Нормирующие преобразователи. Руководство по эксплуатации ЛИР-7-НП.000 РЭ».

151 Кулешова Е.Н. Оптико-электронная система для измерения линейных перемещений поршня в цилиндре клапана // Аннотированный сборник научно-исследовательских выпускных квалификационных работ магистров НИУ ИТМО / Главный редактор д.т.н., проф. В.О. Никифоров. - СПб: СПб НИУ ИТМО, 2011. - С. 22-23.

152 Горбачёв А.А., Пантюшина Е.Н., Коротаев В.В. Устройство для измерения параметров перемещения объекта Патент на полезную модель № 140598 от 10.05.2014 МПК G01B9/00, заявка на ПМ №№ 2013158561 от 27.12.2013. Патентообладатель Университет ИТМО -2014.

153 Кулешова Е.Н. Адаптация алгоритма получения информации о параметрах движения объектов в оптико-электронной измерительной системе // Шестнадцатая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов. Аннотации работ победителей конкурса грантов Санкт-Петербурга 2011 года для студентов, аспирантов, молодых ученых и молодых кандидатов наук. - СПб. 2011. - 113 с.

154 Кулешова Е.Н., В.В. Коротаев Адаптация алгоритма получения

информации о параметрах движения объектов в оптико-электронной измерительной системе // Материалы международной научно-практической конференции, часть 21/ Редакционная коллегия В.Э. Гасумянц (отв. ред.), Ю.А.Голуб, А.В. Володкин - СПб: изд-во Политехн. ун-та, 2011. - С 17-18 (всего 166).

155 Gorbachev A.A., Pantiushina E.N. Imaging sensor for monitoring of the piston mechanism in cylindrical valves // Proceedings of SPIE - 2013, Vol. 8788, pp. 878824.