Разработка и исследование оптико-электронной системы измерения деформации крупногабаритных инженерных сооружений

• Автор: Краснящих, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
1.1 .Классификация оптико-электронных систем для контроля смещений
1,2.Схемы, использующие коллимированный лазерный луч
ГЗ.Теодолиты, алиниометры
1.4.0птико-электронные приборы с ОРСЗ
1.5.0птико-электронные приборы с ПЗС
1 .б.Оптико-электронные системы, реализующие метод створных измерений
1,7.Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
2.1.Принципы построения распределенной оптико-электронной системы
2.2.Принципы построения измерительных каналов РОЭС
2.2.1. Принципы аппаратной реализации измерительного канала
2.2.2. Принципы программой реализации измерительного канала
2.2.3. Принципы программно-аппаратнной реализации измерительного канала
2.2.4. Принципы организации взаимодействия телевизионных датчиков с вычислительным устройством при программном и програмнно-аппаратном методе реализации
2.3 .Способы построения оптической части ИК
2.4.Принципы построения канала связи
2.4.1. Беспроводные каналы связи
2.4.2. Кабельные каналы связи
2.5.Описание РОЭС на базе персональных электронно-вычислительных машин

2.6.0собенности РОЭС на базе ПЭВМ и ОЭВМ
2.7.3аключение
ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
3.1. Методы устранения шумов с помощью числовой обработки
3.2. Методы определения координат точечного объекта
3.3. Методика восстановления координат
3.4. Заключение
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ РОЭС НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
4.1.Описание макетов измерительных каналов распределенной оптикоэлектронной системы контроля деформации крупногабаритных инженерных сооружений
4.1.1. Устройство блоков предварительной обработки информации
4.1.2. Описание работы блока управления источниками излучения
4.1.3. Алгоритмы программных средств
4.1.3.1. Алгоритм программы управления блока предварительной
обработки информации
4.1.3.2.Описание программы блока управления источниками излучения
4.2.Исследование макета оптико-электронной системы контроля деформации крупногабаритных инженерных сооружений
4.3. Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Одним из направлений развития научно-технического прогресса, является автоматизация работ с применением современных средств измерений. Это позволяет обеспечить повышение производительности оборудования, снизить затраты труда на подготовительные операции, сэкономить ресурсы, повысить объективность контроля и сократить ручной труд.
При разработке и эксплуатации крупногабаритных объектов, таких, как плавающие доки, суда, летательные аппараты, мосты, плотины и другие промышленные сооружения, возникает проблема контроля их деформации с целью обеспечения безопасности выполняемых работ. Деформация перечисленных объектов имеет, как правило, характер прогиба, величину которого необходимо регулярно контролировать, особенно в периоды максимальных нагрузок.
Особое место занимают операции пространственного позиционирования относительно протяженной базы в машиностроении, при управлении исполнительными органами машин при производстве земляных работ, строительной планировки поверхности, при инженерно-геодезических измерениях, а также измерениях прогибов крупногабаритных конструкций, например, плавающих платформ, доков и судов.
При производстве строительных работ широко применяются оптикоэлектронные системы контроля смещений (ОЭСКС), позволяющие контролировать положение рабочих органов строительных и землеройных машин относительно некоторой базовой плоскости. В мелиоративных работах такие системы используются для планировки земляных участков, которые готовятся под сплошной залив водой (рисовые чеки и т.п.). В строительстве эти системы необходимы при укладке асфальтовых или бетонных площадок, монтаже междуэтажных перекрытий, для контроля положения скользящих опалубок при возведении монолитных, объектов, при строительстве дорог, насыпей, каналов и т.д. В настоящее Демя при производстве строительных,

Устройство работает следующим образом. Из текущего кадра выделяется фрагмент изображения и записывается в БЗУ в темпе телевизионной развертки. При этом размер фрагмента и его положение в кадре определяются программно, а формирование адреса БЗУ при записи данных производится под управлением тактирующих импульсов синхрогенератора. Считывание и обработка данных, записанных в БЗУ, происходят во время выполнения основного измерительного алгоритма. Адрес при считывании информации из БЗУ создается в ОЭВМ. Результат измерения через канал ОЭВМ поступает в ЦУП.
Сочетание программных и аппаратных средств позволяет, таким образом, создать на основе стандартных ТВД и ОЭВМ телевизионно-измерительные комплексы, работающие в реальном масштабе времени и обеспечивающие при наличии соответствующего пакета прикладных программ решение широкого класса измерительных задач. Включение аппаратных средств в состав ТИС обусловлено необходимостью выполнения простейших операций обработки видеосигнала от каждого элемента изображения. Ввиду большого числа элементов разложения N поручать выполнение этих операций ЭВМ нецелесообразно. С другой стороны, измерительные алгоритмы с ограниченным числом отсчетов видеосигнала достаточно сложны и, кроме того, чрезвычайно разнообразны. Очевидно, для их реализации наиболее подходит универсальное вычислительное устройство, каким является ЭВМ. Таким образом, распределение задач, решаемых ТИС аппаратными и программными средствами, сводится к следующему. Ограниченный набор простейших многократно повторяемых вспомогательных операций выполняется аппаратными средствами. В результате из исходного изображения удаляется второстепенная информация, сокращается объем информации и преобразованное таким образом изображение - «машинный кадр» - становится пригодным для выполнения с помощью ПЭВМ основного измерительного алгоритма [45].