Стереоскопическая оптико-электронная система деформационного мониторинга крупногабаритных купольных конструкций

структоров тематических направлений предприятия и составляет основу календарного и тематического планов работ подразделений предприятия на период 2-5 лет. Тактическое планирование проведения НИОКР является следствием анализа:

- тактико-технических требований технического задания на вновь разрабатываемые изделия;

- необходимости проведения всех этапов проектирования изделий (техническое предложение, эскизное проектирование, технический проект и т.д.);

- трудоемкости проведения проектных и производственных работ, испытаний изделий;

- освоенных на предприятии технологий проектирования и производства.

При составлении календарного и тематического планов деятельности производственных подразделений предприятия принимаются во внимание сроки проектирования и изготовления продукции, а также желаемые сроки получения продукции потребителями - авиационными летно-испытательными базами, самолетостроительными компаниями, войсковыми частями и т.д. При составлении тактического плана используются математические методы маршрутизации и масштабирования сетей, сетевые графики.

Оперативное планирование проведения НИОКР является результатом деятельности руководителей научно-исследовательских и проектно-конструкторских подразделений, отделов снабжения и производства. Оперативное планирование осуществляется на период 1-2 года и является следствием анализа:

- имеющихся в распоряжении начальников отделов материально-технических ресурсов предприятия (автоматизированные рабочие места проектировщиков (АРМ), локальные вычислительные сети, специализированное сетевое программное обеспечение поддержки разработок и т.д.);

- обеспеченности АРМ системами автоматизации проектирования (САПР), реализующими единый технологический цикл «проектирование-производство-эксплуатация» авиационной продукции [Л];

- сложившихся в отрасли корпоративных связей между предприятиями, посредством которых реализуется система производственной кооперации и снабжения при разработке и изготовлении изделий.

При составлении оперативных планов используются математические методы составления расписаний, решаются задачи «о назначении», задача «коммивояжера».

Таким образом, совокупность форм стратегического, тактического и оперативного планирования проведения НИОКР является системообразующим фактором в реализации этапов НИОКР, объединяющим все виды имеющихся у предприятия ресурсов, учитывающим отраслевую роль и место предприятия в приборостроении, а также соответствующим интересам государства, выраженным в форматах федеральных целевых государственных программ, утверждаемых Правительством Российской Федерации. Л. Гатчин И.Ю., Жаринов И.О., Жаринов О.О., Косенков П.А. Реализация жизненного цикла «проектирование-производство-эксплуатация» бортового оборудования на предприятиях авиационной промышленности // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. -2012. - № 2 (78). - С. 141-143.

Парамонов Павел Павлович - ФГУП «СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова», доктор технических наук, профессор, директор, postmaster@elavt.spb.ru

Гатчин Юрий Арменакович - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой, gatchin@mail.ifmo.ru Жаринов Игорь Олегович - ФГУП «СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова», доктор технических наук, доцент, руководитель учебно-научного центра, igor_rabota@pisem.net

Жаринов Олег Олегович - Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, кандидат технических наук, доцент, zharinov@hotbox.ru

Шек-Иовсепянц Рубен Ашотович - ФГУП «СПб ОКБ «Электроавтоматика» имени П. А. Ефимова», доктор технических наук, профессор, главный конструктор, postmaster@elavt.spb.ru

УДК 681.786.4

СТЕРЕОСКОПИЧЕСКАЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ДЕФОРМАЦИОННОГО

МОНИТОРИНГА КРУПНОГАБАРИТНЫХ КУПОЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ К.Г. Араканцев, С.В. Михеев

Приведено обоснование возможности реализации и рассмотрены особенности применения стереоскопического метода измерения пространственных координат объектов в оптико-электронной системе контроля деформаций крупногабаритных купольных конструкций.

Ключевые слова: система стереоскопическая, контроль деформаций, погрешность, конструкция купольная.

В настоящее время одним из направлений повышения эффективности строительного производства является широкое применение легких пространственных конструкций, в том числе сетчатых оболочек и куполов [1]. Купольные конструкции широко используются при строительстве крупных спортивных, торговых, развлекательных площадок и прочих вместительных сооружений.

Купольные крупногабаритные сооружения различного назначения, как и многие другие объекты техногенной сферы, являются потенциально опасными в плане угрозы жизни людей со стороны возмож-

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики,

2012, № 6

ных техногенных катастроф. Причины опасных нарушений функционирования объектов могут заключаться в ошибках, допущенных на стадии конструирования, при строительстве и неправильной эксплуатации, а также вследствие влияния неблагоприятных природных факторов. Поэтому сегодня чрезвычайную актуальность приобретают измерительные системы, позволяющие в режиме реального времени осуществлять мониторинг технического состояния сооружений купольного типа, своевременно определять их опасное состояние и предотвращать тем самым большие человеческие жертвы, экономические потери и угрозы окружающей среде.

При решении таких задач эффективны оптико-электронные системы, реализующие стереоскопический метод измерений, который заключается в определении пространственного положения объекта по координатам его изображений, построенных объективами на матричных приемниках двух измерительных оптико-электронных преобразователей (ИОЭП). Важной особенностью конструкций типа «купол» является наличие несущего конструктивного элемента в виде опорного кольца, расположенного вблизи вершины купола. Опорное кольцо может использоваться в качестве базового элемента, по периметру которого с равным угловым интервалом расположены ИОЭП, составляющие систему мониторинга деформаций. Контрольные элементы (КЭ), выполненные в виде полупроводниковых излучающих диодов, закрепляются в отдельных точках несущей конструкции, как показано на рисунке.

В случае купольной конструкции, показанной на рисунке, целесообразно использовать радиальную схему размещения КЭ. При условии, что в поле зрения каждого ИОЭП целиком попадает два радиальных сегмента конструкции, а размещение ИОЭП на опорном кольце выполнено так, что каждый сегмент оказывается общим для двух смежных ИОЭП (см. область перекрытия полей зрения ИОЭП на рисунке), становится возможна реализация стереоскопического метода измерения координат КЭ. Стереоскопический метод непрерывного деформационного мониторинга купольных конструкций обеспечивает СКО случайной погрешности не более 1 мм [2], что позволяет стереоскопическим оптико-электронным системам составить серьезную конкуренцию (в том числе по стоимости и степени автоматизации измерительного процесса) серийно выпускаемым лазерным системам сканирующего типа.

Исследование проведено в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы».

1. Тур В.И. Купольные конструкции: формообразование, расчет, конструирование, повышение эффективности: Учебное пособие. - М.: Издательство АСВ, 2004. - 96 с.

2. Михеев С.В., Араканцев К.Г., Копылова Т.В. Оптико-электронные системы контроля конструкций крупных промышленных сооружений по положению их элементов // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО, 2010, 4 (68), С. 119

Араканцев Константин Геннадьевич - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, кандидат технических наук, доцент, kostya3312@gmail.com Михеев Сергей Васильевич - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, кандидат технических наук, доцент, msv@grv.ifmo.ru

Опорное кольцо ___Смежные ИОЭП

ИОЭП полей зрения ИОЭП конструкции

Рисунок. Купольная конструкция с КЭ и ИОЭП по периметру опорного кольца

Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2012, № 6