Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Оптические приборы и системы

Диссертационная работа:

Чжан Хань. Исследование оптико-электронных систем измерения параметров пространственной ориентации перемещаемых объектов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.07 : СПб., 2004 120 c. РГБ ОД, 61:05-5/1610

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПУТИ РАСШИРЕНИЯ ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЯ
И ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ АВТОКОЛЛИ
МАТОРОВ 20

  1. Обобщенная структура измерительной системы

  2. Принципы классификации измерительных схем 22

  3. Измерительные системы с единой измерительной схемой смешанного вида 23

1.3.1. Измерительные системы прямого действия 23

1.3.2 Автоколлимационные системы 25

1.4. Измерительные системы с единой измерительной схемой 28

  1. Системы прямого действия 28

  2. Автоколлимационные системы 31

1.5. Измерительные системы с раздельной схемой 33

1.5 Л Измерительные системы прямого действия 33

1.5.2. Автоколлимационные измерительные системы 37

1.6. Выводы из обзора типовых схем ОЭС ИППО 39

1.6.1 Формулировка предмета проводимых исследований. 39

1 ,б.2.Элеме!ггная база типовых модулей 43

Глава 2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ
ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ПЕ
РЕМЕЩАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ 45

2.3. Выбор и обоснование элементов структурной схемы исследуемых

систем

2.1.1.Структура исследуемой системы

2.1.2, Варианты структурной схемы ОЭС 46

2.1.3 Обобщенная схема ОЭС упорядоченного вида 47

  1. Обобщенная схема ОЭС смешанного вида 50

  2. Метод анализа вариантов ОЭС 52 2.2 Анализ чувствительности ОЭС. Принцип раздельного рассмотрения

2.3. Чувствительность к линейным смещениям контролируемого объекта

в Плоскости перемещения 54

  1. Чувствительность к линейным смещениям контролируемого объекта по оптической оси ИОЭП (измерение расстояния) 55

  2. Чувствительность к поворотам контролируемого объекта. 58

2.5.1. Расположение измерительных марок при построении ОЭС из
мерения пространственного положения объекта 58

2.5.2, Особенность измерения угловых координат в ОЭС упорядо
ченного вида 61

2.6. Выводы по материалам главы 62
Глава 3. АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ ИЗ
МЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЩГИ ПЕРЕ
МЕЩАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ 65

3.1. Типовая задача- измерение параметров пространственной ориен
тации буксируемого объекта 65

3.1.1 Измерительная задача

3.2. Расположение ИОЭП и ИМ ОЭС 69
3,2.1 Элементная база ОЭС

  1. Основные габаритные соотношения 71

  2. Проверочный энергетический расчет 72 3.5 Анализ основных составляющих погрешности измерения 75

3.5 Л. Первичные погрешности 75

  1. Оценка величины первичной погрешности измерения координат изображений на чувствительной площадке ПЗС-матриц 75

  2. Оценка величины первичной погрешности — отклонения величины базы от номинального значения 77

  3. Оценка величины первичной погрешности - отклонения величины фокусного расстояния от номинального значения 78

  4. Оценка величины первичной погрешности вследствие отклонения оптической оси приемного объектива по причине турбулентности воздушного тракта 79

3.6. Расчет частичных погрешностей измерения 81

3.6.1, Оценка погрешности измерения расстояния до контролируемо
го объекта (координаты по оси визирования OZ) 81

  1. Оценка погрешности измерения линейных смещений в плоскости перемещения 84

  2. Оценка погрешности измерения угловых координат ОЭС смешанного типа 85

  3. Оценка погрешности измерения угловых координат ОЭС упорядоченного типа 88

  4. Резюме по расчету составляющих погрешности измерения 90

3.7. Выводы по материалам главы 91

Глава 4. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ

ОРИЕНТАЦИИ ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ

  1. Алгоритм измерения ОЭС упорядоченного типа 93

  2. Алгоритм измерения ОЭС ИППО упорядоченного вида 95

  3. Алгоритм измерения ОЭС ИППО смешанного вида 101

4.4. Принципы построения модели ОЭС упорядоченного и смешанного
типов 105

4.5. Анализ результатов экспериментального исследования модели ОЭС.

  1. Зависимость погрешности измерения линейных и угловых координат от смещений и поворотов контролируемого объекта 108

  2. Зависимость погрешности измерения координат объекта от погрешности измерения координат изображений измерительных марок 110

4.6. Резюме по материалам главы 114

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 115

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 118

Приложение 121

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

АЦХ — активная визирная цель, фиксирующая точку объекта. АЦО — активная визирная цель, фиксирующая ось объекта. ИМ — измерительная марка ИОЭП — измерительный оптико-электронный

преобразователь. ИППО - измерение параметров пространственной ориентации. ОЭС — оптико-электронная система ПЗС — прибор с зарядовой связью. ПЗС — матрица - ПЗС для регистрации двухмерных световых

полей (изображений). ПЧРС — позиционно-чувствительная регистрирующая

система.

Введение к работе:

Для совершенствования контрольно-измерительной техники необходимы исследования принципов построения схем и анализ методик расчета параметров высокоточных универсальных оптических и оптико-электронных измерительных систем контроля пространственного положения объектов. Наряду с теоретическими исследованиями для повышения достоверности разработанных методик также требуется практическая реализации и исследование измерительных систем как на компьютерных моделях так и экспериментальных образцах.

1. Актуальность исследования

Метрологическое обеспечение многих измерительных задач производственной и научной деятельности предусматривает измерение пространственного положения некоторых объектов контроля относительно единой жесткой базы в процессе их перемещения.

В частности, могут быть выделены следующие измерительные задачи.

1. Метрологическое обеспечение монтажных операций.

Развитие строительства, производства электроэнергии, машиностроения и приборостроения требует точной ориентации сопрягаемых узлов оборудования, определения параметров взаимного расположения частей и блоков в процессе монтажа. Например, необходим контроль точности позиционирования при установке ферм, стеновых панелей, монтаже технологического оборудования, и т. д /1,2/. При этом эффективность последующей операции точной юстировки положения оборудования в значительной мере определяется точностью выполнения монтажной операции.

2. Определение пространственного положения буксируемых объектов.
Разработка и исследование новых транспортных средств для водной,

7 воздушной и наземной сред требует трудоемких предварительных испытаний их уменьшенных моделей в опытовых бассейнах, аэродинамических трубах, а также в штатных условиях эксплуатации. Необходимая разработчикам информация в значительной степени заключена в динамике движения и изменения ориентации буксируемой модели /6/.

3. Метрологическое обеспечение юстировочных операций.
Совершенствование технологии изготовления современных средств

производства, самолетов и кораблей, установок для научных исследований требует точного контроля положения деталей при их сборке, юстировке и последующей эксплуатации. Например, такие измерения обязательны при заключительных операциях сборки и юстировки авиационных и корабельных стапелей, координатных стендов, наземных радиотелескопов, блоков ускорителей заряженных частиц и т.д. /5/,

4. Мониторинговые измерения.

Повышение надежности и безопасности функционирования промышленных, инженерных и жилых сооружений, энергетических установок определяет необходимость оперативного контроля деформаций и прогибов нагруженных элементов конструкций инженерных сооружений: фундаментов реакторов, пролетов мостов, плотин, стенок доков, резервуаров и т.д. /3,4/. При этом деформация приводит к пространственному перемещению элемента конструкции.

Развитие оптоэлектронной элементной базы и основанных на ней средств измерения делает перспективным использование для метрологического обеспечения указанных задач оптико-электронных измерительных систем, позволяющих реализовать высокоскоростные и бесконтактные измерения, автоматизировать процесс снятия отсчета, повысить достоверность получаемой информации.

В связи с рассмотренными обстоятельствами, исследования оптико-электронных систем определения пространственной ориентации перемещае-

8 мых объектов являются актуальными и своевременными.

Определение области научных исследований

Описание задачи измерения

Анализ показывает, что метрологически указанные задачи в общем случае сводятся к одной процедуре: измерению пространственного положения твердого тела (контролируемого объекта) относительно некоторой базовой системы координат.

При этом с измерительной системой,, установленной на жесткой базе или некотором базовом объекте, связана неподвижная система координат XYZ, а с контролируемым объектом — система координат XjYiZj (подвижная). Пусть в так называемом «согласованном положении коїггролируемого

Контролируемый объект

Плоскость перемещения S

Измерительная система

Базовый объект

Базовая плоскость

Рис. 1,

объекта» оси системы координат XjYjZj параллельны соответствующим осям неподвижной системы координат. Линия, соединяющая начальные точки

0,Oj систем координат (линия визирования контролируемого объекта) совпадает с осью OZ неподвижной системы (рис. 1).

Дистанция L до объекта численно равна координате Z0 точки О і начала системы координат XiYjZi в системе координат XYZ.,

Плоскость, совпадающая с плоскостью XiYjZi назовем плоскостью S перемещения контролируемого объекта. Соответственно, параллельную ей плоскость X]Y]Zt назовем базовой плоскостью.

В процессе перемещения контролируемого объекта при монтаже или юстировке нарушается параллельность соответствующих осей рассматривае-

Контролируемый объект

Измерительная система

Базовый объект

Рис. 2.

мых систем координат, а линия визирования составляет ненулевой угол с осью OZ неподвижной системы координат (рис. 2),

Пространственная ориентация объекта определена, если известны как угловые, так и линейные параметры ориентации /7/, Наиболее часто используются следующие параметры ориентации:

- три угловые координаты объекта, т.е. величины трех последователь-

10 ных поворотов системы координат XjYiZi относительно собственных осей, в результате которых оси этой системы из согласованного переместятся в текущее после поворота объекта положение;

три линейные координаты объекта, т.е. координаты X0,Y0;Z0 точки Oi начала координат системы X] YjZj в осях неподвижной системы координат XYZ.

Вместо линейных координат X0,YO,ZO часто используются параметры, определяющие ориентацию линии визирования контролируемого объекта. Под линией визирования в рассматриваемом случае понимается линия, соединяющая начальные точки 0,Оь Тогда к группе параметров ориентации контролируемого объекта относятся:

текущее расстояние L между объектами (длина отрезка между начальными точками 0,Oi систем координат);

углы aB,j3B,Yj,, между ортом линии визирования и осями координат системы XYZ.

Очевидно, что эта группа параметров ориентации по элементарным геометрическим выражениям пересчитывается в координаты X0,Y0,Z0 начала системы координат XiY^t и фактически определяет линейные координаты контролируемого объекта.

Таким образом, пространственное положение полагается определенным, если измерены три линейные и три угловые координаты контролируемого объекта в базовой систем координат.

Особенностью метрологической задачи при рассматриваемых монтажных, буксировочных, юстировочных и др. операциях является малое изменение расстояния до объекта, поскольку его перемещение выполняется или непосредственно в плоскости перемещения S или объект смещается относительно плоскости S на малую по сравнению с дистанцией L величину.

Область научного исследования В настоящее время для решения рассмотренных задач используется

множество приборов и систем, различающихся по физической природе, принципу действия, схемным решениям и метрологическим свойствам (например, механические - струны и мерные жезлы, электромеханические-уровни и креномеры, гидростатические - ртутные гидронивелиры /5,6,8/).

Опыт метрологического обеспечения операций сборки, юстировки и мониторинговых измерений показывает эффективность использования оптических и оптико-электронных средств. Это объясняется с одной стороны, возможностью реализации бесконтактных измерений в отличие от контактных датчиков: механических, индуктивных, электролитических, и прочих, а с другой стороны, значительно меньшей погрешностью измерения (на порядок и более), чем при использовании других бесконтактных средств, например, радиотехнических систем ill.

Оптические и оптико-электронные измерительные средства могут быть основаны на различных физических явлениях - поляризации, интерференции, дифракциии, а также на основе явлений геометрической оптики. Измерительная система метрологического обеспечения монтажа, сборки, юстировки и т.п. предназначены для работы в цеховых условиях. Это определяет практическую невозможность использования интерференционных и дифракционных систем, чувствительных к возможным вибрациям элементов и температурным градиентам в оптическом тракте /14/.. Поляризационные системы даже в одноканальном варианте имеют сложную структуру и значительную стоимость. Это позволяет ограничить область научного исследования только оптико-механическими и оптико-электронными измерительными приборами, основанными на явлениях геометрической оптики.

12 Определение объекта, предмета и задач научного исследования

Группы требований, предъявляемых к измерительным средствам.

На практике используется ограниченное количество общих критериев оценки качества методов и средств измерений пространственных координат и вытекающих из них требований. В частности, могут быть сформулированы следующие группы требований.

Требования первой группы определяются критерием метрологических параметров и включают требования по точности, диапазону измеряемых угловых и линейных координат и дистанции измерения (рабочей дистанции до контролируемого объекта).

Особенностью измерений положения перемещаемого объекта при монтаже, буксировке, юстировке является относительно малое изменение дистанции (обычно не более чем на 10% от дистанции в согласованном положении). Это следует из того, что измерительная система ориентируется так, чтобы линия визирования контролируемого объекта в согласованном положении была бы перпендикулярна плоскости S перемещения объекта (рис. 1). .

По рабочей дистанции и диапазону изменения измеряемой величины могут быть выделены характерные классы приборов со следующими параметрами:

дистанция работы до 50 м, диапазоны измеряемых линейных смещений - до 1000 мм, углов поворота - до нескольких утл. град, (при решении задач 1. и 2.);

дистанция работы до 30 м, диапазоны линейных смещений до 100 мм, углов поворота - до 1 утл. град, (при решении задачи 3);

дистанция работы до 10 м, диапазоны линейных смещений до 10 мм, углов поворота - до 20 утл. град, (при решении задачи 4).

Допустимая относительная погрешность измерения как трех угловых,

ІЗ так и трех линейных координат лежит в пределах 0,001 ... 0,0001 от диапазона изменения измеряемой величины.

Требования второй группы определяются критерием особой метрологической характеристики — многокоординатности измерений и включают требования к количеству измеряемых угловых и линейных координат контролируемого объекта.

При решении типовых задач 1...4 перечня необходимо измерение всех шести (трех угловых и трех линейных) координат объекта. Поэтому это требование трансформируется к требованшо реализации шести-координатных измерений возмояшо меньшим количеством измерительных приборов, входящих в состав измерительной системы.

Требования третьей группы определяются критерием функциональных возможностей и включают требования:

по универсальности, в частности, возможности оперативной перенастройки в соответствии с изменением условий измерительной задачи.

по возможности автоматизации непосредственно процесса измерения и начальной ориентировки измерительной системы.

Требования четвертой группы определяются прочими критериями: конструкционным, эксплуатационным, производственно-технологическим, стоимостным и включают требования:

к простоте схемы и конструкции элементов измерительной системы;

возможности унификации функциональных элементов, узлов и конструкции вцелом;

сравнительно невысокой стоимости.

В той или иной степени перечисленные группы требований предъявляются при решении практически всех монтажных задач 1...4, однако основными являются требования первой группы. В зависимости от конкретной измерительной задачи к основным могут относиться и требования других групп.

14 Анализ соответствия требованиям Рассмотрим соответствие применяемых в настоящее время приборов рассмотренным требованиям.

1. По первой группе требований. Современные оптико-механические и
оптико-электронные приборы в большинстве обеспечивают измерения с тре
буемой точностью для решения всех задач 1...4 перечня. Однако серийные
приборы реализуют измерения линейных и угловых координат в значительно
меньшем диапазоне, чем это требуется для решения задач 1,2, а также угло
вых координат в меньшем диапазоне чем требуется для решения задачи 3.

Требуемого диапазона измерения добиваются увеличением количества отдельных приборов, расположенных в базовой плоскости с некоторым шагом.

2. Пр_вторрй группе требований. Как серийные оптико-механические и
оптико-электронные приборы, так и опытные разработки, как правило, пред
назначены для измерения или только линейных или только угловых коорди
нат. Это приводит к тому, что в итоге шести-координатная измерительная
система контроля положения перемещаемого объекта в процессе монтажа,
буксировки или юстировки в большинстве схем включает два вида подсис
тем:

измеритель линейных перемещений /13/;

измеритель угловых отклонений /9,10/.

В свою очередь, измеритель линейных перемещений обычно включает два канала - канал для измерения смещений (изменения координат XO,Y0 объекта) в плоскости S перемещения и дальнометрический канал для измерения координаты Z0 или дальности до объекта - см. рис. 1 и рис. 2. Аналогично, измеритель угловых отклонений включает канал измерения коллимационных углов ь2 и отдельный канал для измерения скручивания (. При этом часто совместно используются: как неавтоматические (оптико-механические), так и автоматизированные или автоматические (оптико-

15 электронные) каналы.

Таким образом, в большинстве практических схем требование много-координатности измерений формально выполняется, но посредством реализации сложной системы, включающей несколько раздельных измерительных каналов.

3. По требованиям третьей и четвертой групп. Система для решения какой-либо из задач 1...4 включает несколько ряда приборов, различающихся по принципу действия и составу элементов, что не позволяет унифицировать составляющие компоненты, а также делает систему узкоспециальной. Это обстоятельство определяет несоответствие используемых приборов третьей группе требований. Соответственно, усложнение структуры системы, использование большого количества специальных элементов приводит к удорожанию системы, что определяет несоответствие используемых систем и четвертой группе требований.

Таким образом, отсутствуют серийные приборы, позволяющая выполнить с одной стороны, шести-координатные измерения, а с другой стороны, реализовать требуемый в задачах 1...4 диапазон измерения. Поэтому в практических случаях измерительная система строится по принципу сочетаїїия различных приборов или отдельных измерительных каналов. В результате измерительная система существенно усложняется, что приводит к повышению суммарной стоимости проведения контрольно-измерительных работ, увеличению погрешности измерений из-за субъективных ошибок и накапливаемых погрешностей взаимного базирования отдельных приборов системы, резко снижается производительность измерений вследствие усложнения методики измерений и обработки результатов при использовании разнотипных приборов.

Известны широкодиапазонные универсальные измерительные комплексы, основанные на сканировании пространства прибором с малым диапазоном измерения, однако они имеют высокую стоимость (до десятков тысяч

долларов США) и используются только для уникальных работ.

Формулировка объекта, предмета, цели и задачи исследования, методы исследований В результате предварительного рассмотрения выявлено, что отсутствует единая измерительная схема, созданная на основе серийно выпускаемых приборов и отвечающая необходимым группам требований.

Вместе с тем появление в последние годы новых высокотехнологичных оптоэлектронных элементов:

инфракрасных излучающих диодов с повышенной (до десятков милливатт) мощностью и равномерной светимостью;

широкопольных объективов с малыми аберрациями;

матричных фотоприемников с малым уровнем шумов и большим — более миллиона - количеством элементов на чувствительной площадке;

высокопроизводительных сигнальных процессоров и средств сопряжения с ними,

позволяет расширить метрологические свойства известных схем и реализовать несложную по структуре, относительно недорогую систему измерения пространственных координат перемещаемых объектов при решении рассмотренных практических задач.

Указанные обстоятельства позволяют предварительно выбрать в качестве объекта исследования оптико-электронные системы определения параметров пространственной ориентации, основанные на явлениях геометрической оптики и реализующие шестикоординатные измерения в рамках одного измерительного канала.

Предметом исследования являются принципы построения измерительной системы, соотношения между параметрами элементов структурной схемы и метрологическими характеристиками системы, составляющие погрешности измерения, их взаимосвязь и влияние на суммарную погрешность измерения.

Целью диссертации является разработка принципов построения, методов расчёта параметров и характеристик, теоретический анализ и экспериментальные исследования системы измерения пространственного положения перемещаемых объектов.

Для достижения указанной цели, необходимо решить следующие зада: чи.

проанализировать принципы построения, структуру, основные параметры используемых систем определения пространственного положения по критерию соответствия сформулированным группам требований.

по результатам анализа используемых систем разработать принципы построения и методики расчета параметров оптимальных оптико-электронных систем измерения параметров пространственной ориентации (ОЭС ИППО) перемещаемых объектов;

разработать принципы построения и реализовать компьютерные модели для исследования ОЭС ОППО на системотехническом уровне;

на основе компьютерной модели выполнить экспериментальные исследования соотношений между параметрами элементов ОЭС ОППО и ее метрологическими параметрами (диапазон измерения, рабочая дистанция, точность);

на основе компьютерной модели выполнить экспериментальные исследования влияния основных составляющих погреипюста измерения ОЭС ОППО на суммарную погрешность;

Методы исследования. В теоретической области предполагается использовать соотношения геометрической оптики, векторно-матричныи метод расчёта и разработанные на их основе методики исследования соотношений между параметрами измерительной системы.

В экспериментальной области при исследовании соотношений между параметрами измерительной системы, анализе алгоритмов измерения пространственных координат используются детерминированных и имитацион-

18 ные компьютерные модели функциональных элементов измерительной системы. Модели реализованы на основе компьютерной технологии MathCAD и исследуются методом статистических испытаний (метод Монте-Карло).

Обработка и оценка результатов эксперимента с компьютерными моделями проводятся по общепринятым методикам.

Структура диссертационной работы

Диссертация включает Введение, четыре Главы и Заключение.

Во Введении рассмотрены основные задачи диссертационной работы и пути их решения. Определена область научных исследований, выявлен класс оптико-электронных систем, составляющих объект исследования, рассмотрены основные элементы теории оптико-электронных систем, составляющих предмет исследований, указаны используемые методы.

В Главе 1 проделан аналитический обзор оптико-электронных систем измерения параметров ориентации перемещаемых объектов в процессе монтажа, буксировки, юстировки элементов оборудования и мониторинга деформаций. Определено, что в наибольшей степени предъявляемым требованиям соответствуют активные ОЭС с единой измерительной схемой. В результате проделанной классификации ОЭС с единой измерительной схемой по структуре и алгоритму измерения разбиты на два вида - с упорядоченного и смешанного, сформулированы основные признаки ОЭС каждого вида. Указанные виды ОЭС определены как конкретный объект исследования.

В Главе 2 выполнен анализ чувствительности ОЭС упорядоченного и смешанного вида при измерении параметров пространственной ориентации объекта - трех линейных и трех угловых координат. Выполнено сравнение этих двух видов ОЭС по критерию чувствительности измерения. Выявлены измерительные задачи, оптимальные для систем рассматриваемых видов.

В Главе 3 выполнен анализ составляющих погрешности измерения ОЭС упорядоченного и смешанного видов. Анализ выполнялся для практиче-

19 ского варианта ОЭС измерения смещений и поворотов буксируемого самолетом контейнера с научной аппаратурой. Выявлены первичные погрешности как отклонения параметров измерительных звеньев от номинального значения. Определены аналитические выражения и найдены численные значения частичных погрешностей измерения как следствие первичных погрешностей. Определены сильно влияющие составляющие погрешности измерения для ОЭС двух рассматриваемых видов.

В Главе 4 рассмотрены принципы построения и реализована компьютерная модель рассматриваемых ОЭС на уровне структурной схемы, позволяющая имитировать влияние первичных погрешностей элементов измерительной цепи. Разработана методика, на основе которой с использованием модели выполнены исследования влияния первичных погрешностей и параметров измерительной задачи на погрешность измерения линейных и угловых координат контролируемого объекта. Приводятся результаты экспериментальных исследований.

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

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

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОПТИКО-ЭЛЕКТТОННЫХ СИСТЕМ

ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ

ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ. УТОЧНЕНИЕ ОБЪЕКТА ИСЛЕДОВАНИЯ

Тенденции развития рассматриваемых измерительных систем непосредственно определяются группами требований (сформулированы во Введении). При этом основными являются требования первой и второй групп. Отсюда следуют главные исследуемые направления совершенствования оптико-электронных систем (ОЭС) измерения параметров пространственной ориентации (ИППО); повышение точности измерения, увеличение диапазона измерения и дистанции до контролируемого объекта (первая группа требований)^ а также увеличение количества измеряемых координат (вторая группа требований) при уменьшении числа используемых измерительных каналов (третья группа требований).

Требования четвертой группы учитываются в рамках особенностей построения схем ИППО по указанным главным направлениям.

Краткий анализ схем ИППО, определяющих указанные тенденции удобно выполнять на системотехническом уровне, в частности, используя обобщенную структурную схему.

Подобные работы
Лю Лэй
Исследование и разработка алгоритмов автоколлимационного измерения параметров пространственной ориентации объектов
Михеев Сергей Васильевич
Исследование оптико-электронной системы контроля положения объекта методом триангуляции
Бузян Артем Тимофеевич
Исследование оптико-электронных систем измерения деформаций элементов конструкции полноповоротного радиотелескопа
Краснящих Андрей Владимирович
Разработка и исследование оптико-электронной системы измерения деформации крупногабаритных инженерных сооружений
Ворона Алексей Михайлович
Исследование и разработка оптико-электронных автоколлимационных систем измерения деформаций элементов конструкции полноповоротного радиотелескопа
Животовский Илья Вадимович
Разработка и исследование лазерно-электронной системы измерения энергетических световозвращательных характеристик оптико-электронных приборов
Белоконев Виктор Михайлович
Исследование и разработка оптико-электронных систем на базе многоэлементных фотоприемников для определения координат источников световых вспышек малой интенсивности
Горбачёв Алексей Александрович
Исследование особенностей построения оптико-электронной системы контроля деформаций плавающего дока
Сивяков Игорь Николаевич
Исследование информационных возможностей оптико-электронных систем наблюдения
Прокофьев Александр Валерьевич
Исследование особенностей построения автоколлимационных оптико-электронных систем контроля соосности с оптической равносигнальной зоной

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net