Введение к работе
Актуальность проблемы. Б настоящее время одним из интенсивно развиваемся направлении оптико-электроники являются телевизионные измерительные системы (ТКС), которые наиболее приспособлены для работы в регса-.е пассивной иди подуактизной локации.
ТКС разделяются на системы, осуществляйте анализ лвумерных (плоских) изображений и системы, анализирующие изображения трехмерных сцен. К после дни;.: относятся оптико-телевизионные дальномеры (ОТ Л), основной функцией которых является бесконтактное измерение расстоянии до контролируемых объектов пассивным способом.
Известен широкий круг 0?Л. используемых в различных областях техники, авиации, астрономии, исследовании космического пространства. Однако известные устройства и системы обладают рядом недостатков, в том числе они как правило сло;а-:ы, требуют создания специфических условий работы, обладают невысокой точностью, имеют ограниченные области применения и имеет недостаточный уровень автоматизации.
Основными источниками погрешностей таких систем являются: ограниченная разрешающая способность впдеодатчнков, неидентичность формируемых в каналах телевизионных изображений, кеидентичность фокусировки и ориентации каналов при климатических воздействиях и вибрациях.
Вследствие этого известные дальксмеркке устройства работают как правило с малыми дистанциями (единицы, десятк.и ветров) в составе систем и комплексов технического зренчя и не применимы з областях со слоиными условиями функционирования, включающих большие перепады температур и давления, наличие вибрации и т. п. Кроме того известные системы не применимы в тех ебдастях, где требуется измерение бсльсих дистзций (ДО ІСООО м) го сравнительно небольшими погрешностями (десятій метров).
Таким образом, является актуальной задача разработки новых їєтодоз и принципов построения - телевизионных дальномерных гстрсйстз, сбладаюслх высокой точностью при измерении больших
-.A -
дистаций, обладахядих високім уровне.--; автоматизации, способна надежно работать б сложных условиях функционирования.
Для этого долхнк быть репена проблема повышения точкосг автоматической оценки линейного параллакса при откосителън низкой разрешающей способности существующих тельвжглонни датчиков, проблема построения оптических систем инвариантны-: условиям функционирования (температуре, вибрации і! т.д.) проблема инвариантного к взаимному смещению сопря.г^ни электронной и оптической частей дальномера, проблема гиоког изменения базы дальномера, а такхэ проблема эффективног использования косых дальномеркых устройств з различнь измерительных комплексах .
Цель'работы.- Целью диссертационной работы являете расширение суцестьукцих и разработка и исследование кое; методов повышения точностных характеристик оптико-телевизиокш дальномеров, повышение их уровня автоматизации, расширен; функциональных возможностей и области применения.
Методы исследований. При ресенки поставленных гад; использовались: математический аппарат совремменні геометрической оптики и цифровой обработки изобраканп математическое моделирование на ПЭВМ "Нейрон. И9.66-02 лабораторные и натурные эксперименты.
Научная, новизна. Научная нозиэна результатов, полученных в работе, заключается б том, что:
-
Разработан новый корреляционный ннтэрполяционя алгоритм высокоточной оценки линейного параллакса.
-
Разработана, новая икетациокная математическая моде измерителя линейного параллакса.
-
Получены количественные характеристики потенциалы точности нового корреляционного интерполяционного алгориї
' оценки линейного параллакса;
4.. Разработан новый способ инвариантного сопряжеі твердотельных телевизионных приемников с оптической СИСТЄ) дальномера.
5. Разработаны новые инвариантные оптические схемы ; оптико-телевизионного дальномера:
- с испо.иьзованием инвариантного сопряжения телевизион каналов о помощью контрольного канала;
e использованием оптической связи мегэду те ле виг ионными каналами;
с использованием кееткой механической связи ме,\іу телевизионными каналами;
Практическая ценность работы заключается з том, что:
1. Разработаны новые схемы измерителей линейного параллакса трех, модификаций: на кеской логике; . ка икропроцессорнсм контроллере; комбинированный вариант.
?.. Разработана новая схема измерительной аппаратуры .втоматического оптике-тедегпзиснкого дальномера, в том числе' : для работы г> многофункциональном режиме.
3. Разработан и испытан в работе автоматизированный стенд
ля исследования процессов функционирования автоматических
птпко-телевизионных дальномеров, который включает в себя
пгическуз часть, реализующую инвариантные схемы
тгико-телевизионного дальномера; электронную часть;
рограммное обеспечение.
4. Получены количественные точностные оценки разработанных стоматических оптико-телевизионных дальномеров з ходе доведения лабораторных и натурных испытаний их макетов.
5. Диссертационная работа выполнена з соответствии с таком гоебРД.тетных и хоздоговорных работ Санкт-Петербургского ГМО. Результаты работы внедрены в Каучно-иееледователъком ютитуте телевидения, в/ч 627S8, кафедре АКОП ИТМО, что утверждено актами о внедрении.
Апробация работы. Материалы работы обсуждались ка іседании кафедры "Автоматизации и конструирования оптических мборсз" ИТМО, на заседании секции Научно-технического совета !И телевидения, докладывались на Всесоюзном семинаре "Оптико-'.ектронные методы и средства в контрольно-из мерительной хнике" (г.Москва, 1991 г).
Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в ми печатных работах.
Структура и об'ьем работы. Диссертация состоит из Введения, е:< глав, Заключения, библиографического списка из 71 именования, приложений, содеркіт 125 страниц текста, включая рисунков на 27 страницах.
