ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

4
Содержание
том 65 / Апрель, 2022
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2022-65-4-262-270

УДК 681.777.8, УДК 004.021

АЛГОРИТМ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ ПОВОРОТА ОБЪЕКТА АВТОКОЛЛИМАЦИОННЫМ МЕТОДОМ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТРИЭДРИЧЕСКОГО ОТРАЖАТЕЛЯ С ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ГРАНЬЮ

Никитин М. М.
Университет ИТМО, инженерно-исследовательский факультет;


Добрых Ф. Г.
Университет ИТМО, факультет цифровых трансформаций;


Коняхин И. А.
Университет ИТМО; профессор


Аннотация. Предложен алгоритм определения угла поворота контрольного элемента для автоколлимационной системы, использующей отражатель в виде триэдрического контрольного элемента с цилиндрической гранью. Этот тип отражателей используется для определения трехмерного углового пространственного положения объекта. Создана математическая модель отражателя, воспроизводящая взаимодействие излучения с отражателем. На основе получаемых изображений согласно модели разработан алгоритм определения угла поворота контрольного элемента. Алгоритм обеспечивает фильтрацию изображения от шумов; уменьшение толщины линий, находящихся на изображении, для повышения точности определения угла поворота; наложение темной области на центр изображения, для возможности последующей кластеризации линий; непосредственно определение угла поворота линий на изображении для последующего определения угла поворота контрольного элемента. Алгоритм позволяет анализировать картину, получаемую от отражателя, имеющего более одной цилиндрической грани.
Ключевые слова: автоколлимационная система, цилиндрическая грань, алгоритм обработки изображения, пространственное угловое положение объекта

Список литературы:
  1. Аникст Д. А., Костантинович К. М., Меськин И. В., Панков Э. Д. Высокоточные угловые измерения. М.: Машиностроение, 1987. 480 с.
  2. Arakantsev K. G., Konyakhin I. A., and Timofeev A. N. Inner-base optoelectronic system for the control of linear displacements // Key Engineering Materials. 2010. N 437. P. 237—241.
  3. Коняхин И. А., Моисеева А. А., Хоанг В. Оптико-электронный автоколлиматор для двухкоординатных угловых измерений // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59, № 7. С. 563—570.
  4. Konyakhin I. A., Timofeev A. N., Usik A. A., and Zhukov D. V. Optic-electronic systems for measuring the angle deformations and line shifts of the reflecting elements at the rotatable radio-telescope // Proc. SPIE. 2011. Vol. 8082. P. 80823R.
  5. Дефекты и способы контроля направляющих // Оборудование и Ремонт [Электронный ресурс]: .
  6. Ivanov A. V., Ostrun A. B. Improved universal method for a size calculation of centered optical systems // J. of Optical Technology. 2015. Vol. 79. P. 285—288.
  7. Wenchang Y., Zhiqian W., Chengwu S., Yusheng L., Shaojin L., Qinwen L., Wen D., and Zhuoda S. Research on Focal Length Measurement Scheme of Self-Collimating Optical Instrument Based on Double Grating // Sensors (Basel). 2020. Vol. 20, N 9. Р. 2718. DOI: 10.3390/s20092718.
  8. Пат. 2650432 РФ, G 01 B 11/26, G 02 B 27/30. Трехкоординатный фотоэлектрический автоколлиматор / Е. Р. Маламед, М. Н. Сокольский. Заяв. № 20717103573. Опубл. 13.04.2018. Бюл. № 11.
  9. Yanhe Y., Sheng C., and Yanfeng Q. Design, fabrication, and verification of a three-dimensional autocollimator // Applied Optics. 2016. Vol. 55, N 35. DOI: 10.1364/AO.55.00998.
  10. Okoshi T., Yano A., and Fukumori Y. Curved triple-mirror screen for projection-type three-dimensional display // Applied Optics. 1971. Vol. 10, N 3. P. 482—489.
  11. Ханох Б. Ю. Оптические отражатели тетраэдрического типа в активных системах. Мн.: Изд-во БГУ, 1982. 160 с.
  12. Konyakhin I. A., Timofeev A. N., Konyakhin A. I. Three-axis optic-electronic autocollimation system for the inspection of large-scale objects // Proc. of SPIE. 2013. Vol. 8788. P. 87882C.
  13. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Под ред. И. Г. Арамановича. М.: Наука, 1973. 832 с.
  14. Никитин М. М. Проектирование оптико-электронной системы измерения координат точек объекта методом пространственного растра // Аннотированный сборник научно-исследовательских выпускных квалификацион¬ных работ среди бакалавров и специалистов Университета ИТМО. СПб: Университет ИТМО, 2019. С. 217—223.
  15. Никитин М. М. Исследование параметров и характеристик автоколлимационной системы при использовании отражателя с цилиндрической гранью // Сб. тр. IX конгр. молодых ученых. СПб, 15—18 апреля 2020 г. 2021. Т. 2. С. 278—283.
  16. Старовойтов В. В., Голуб Ю. И. Получение и обработка изображений на ЭВМ. Мн.: БНТУ, 2018. 204 с. ISBN 978-985-550-770-4.
  17. Arthur D., Vassilvitskii S. k-means++: The advantages of careful seeding // Proc. of the 18th annual ACM-SIAM symp. on Discrete algorithms. Society for Industrial, Applied Mathematics. 2007. Р. 1027—1035.
  18. Ester M., Kriegel H.-P., Sander J., and Xu X. A density-based algorithm for discovering clusters in large spatial databases with noise // Proc. Intern. Conf. Knowl. Discovery Data Mining. 1996. Vol. 96, N 34. P. 226—231.
  19. Vanderverf D. Applied prismatic and reflective optics. Bellingham: SPIE Press, 2010. 296 p.