Структура многоканальных распределенных оптико-электронных систем

Структура многоканальных распределенных оптико-электронных систем

79

УДК 681.518.3, 681.786

А. А. Горбачёв, Е. В. Горбунова, В. В. Коротаев

СТРУКТУРА МНОГОКАНАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ

Рассматриваются варианты структуры многоканальных распределенных оптико-электронных систем. Выделены особенности построения пассивных и активных, одноуровневых и многоуровневых многоканальных распределенных оптико-электронных систем.

Ключевые слова: оптико-электронная система, распределенная система, многоканальная система.

Многоканальные распределенные оптико-электронные системы (МРОЭС) можно описать как совокупность некоторого конечного числа измерительных каналов (КИ) блока выработки решений (БВР). БВР анализирует полученную через КИ информацию от объекта контроля (ОК), проводит ее обработку и представляет результат в удобной для восприятия оператором или системой форме.

В состав каждого измерительного канала МРОЭС пассивного типа входят система предварительной обработки информации (приемная система и преобразователь информативного сигнала, например, электрического или оптического), формирующая информационный сигнал, а также система вторичной обработки информации, обеспечивающая обработку и фильтрацию сигнала КИ [см. лит.]. КИ активной МРОЭС содержит элементы, которые добавляют к информационному полю ОК дополнительное информационное поле.

Структура МРОЭС может быть простой (одноуровневой) и сложной (многоуровневой), т. е. иметь иерархическое представление.

Одноуровневые МРОЭС могут состоять из ряда измерительных модулей (в простом случае — из одного), каждый из которых работает с определенным числом контрольных элементов. Все измерительные модули определяют положение своих контрольных элементов в собственных приборных системах координат. Пересчет этих координат в базовую систему происходит в БВР.

При построении многоуровневых МРОЭС используется принцип реализации измерительных цепей: часть модулей системы выполняет совмещенную функцию контрольного элемента и измерительного модуля. Такое использование модулей позволяет решать ряд задач: использование контрольных точек в труднодоступных местах ОК, повышение надежности измерительной системы за счет использования резервных связей, повышение точности измерения за счет выполнения нескольких измерений в многоканальной системе.

Проект выполнен в рамках аналитической ведомственной целевой программы „Развитие научного потенциала высшей школы (2009—2010 годы)".

литература

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

Сведения об авторах

Алексей Александрович Горбачёв — канд. техн. наук, доцент; Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, кафедра оптико-электронных приборов и систем; E-mail: gorbachyov@grv.ifmo.ru

80

Е. В. Горбунова, Д. В. Жуков, А. Н. Чертов

Елена Васильевна Горбунова

Валерий Викторович Коротаев —

аспирант; Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, кафедра оптико-электронных приборов и систем; E-mail: vredina_ia@mail.ru д-р техн. наук, профессор; Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, кафедра оптико-электронных приборов и систем; E-mail: korotaev@grv.ifmo.ru

Рекомендована кафедрой оптико-электронных приборов и систем

Поступила в редакцию 15.02.10 г.

УДК 535.65

Е. В. Горбунова, Д. В. Жуков, А. Н. Чертов

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ

ЦВЕТНОГО ЗРЕНИЯ

Рассмотрены особенности построения оптико-электронных систем технического зрения, позволяющих распознавать объекты по цвету при использовании в технологических процессах. Предложена конструкция системы, превосходящей аналогичные по ряду ключевых параметров.

Ключевые слова: оптико-электронная система, измерение цвета, распознавание объекта.

Для обработки цветных изображений в промышленных оптико-электронных системах технического зрения требуется исследовать основополагающие законы формирования, восприятия, преобразования, анализа цветовой картины в автоматическом режиме. Информативность цветных изображений (в отношении не только цвета и его оттенков, но и формы, и поверхности объектов), много превышает информативность черно-белых кадров, открывает новые возможности для развития оптико-электронных измерительных систем различного назначения [1, 2].

Авторами разработана методика габаритно-энергетического расчета системы цветного зрения (СЦЗ) телевизионного типа, построен алгоритм распознавания сложного по структуре и цвету поверхности движущегося объекта, основанный на анализе совокупности областей разной цветности. Предложена конструкция экспериментального образца СЦЗ, которая превосходит существующие аналоги по целому ряду параметров, в том числе:

— вследствие применения при анализе изображений цветовой системы координат ИЬБ с разработанными функциями корректировки алгоритма пересчета реализуется принцип независимости трех цветовых координат друг от друга, что позволяет снизить погрешности измерения цвета объекта и увеличить количество цветовых классов;

— реализуемый принцип независимости цветовых координат друг от друга позволяет при незначительных изменениях алгоритма обработки изображений не только определять принадлежность объекта к тому или иному цветовому классу, но и анализировать форму, а также размеры объекта;

— предлагаемая СЦЗ может использоваться для анализа как прозрачных, так и непрозрачных объектов.

Проект выполнен в рамках федеральной целевой программы „Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009—2013 гг.