Исследование и разработка субмикронного оптико-электронного преобразователя линейных перемещений на основе штриховой меры тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат наук Лашманов, Олег Юрьевич

• Лашманов, Олег Юрьевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Лашманов, Олег Юрьевич

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 Анализ и классификация современных оптических и оптико-электронных методов и средств контроля положения рабочих инструментов станков с ЧПУ

1.1 Классификация оптических и оптико-электронных методов и средств контроля положения рабочих инструментов станков с ЧПУ

1.2 Принципы действия преобразователей для контроля положения рабочих инструментов станков с ЧПУ

1.2.1 Принцип действия лазерных преобразователей перемещений

1.2.2 Принцип действия фотоэлектрических преобразователей

1.2.3 Принцип действия преобразователей на основе многоэлементных полупроводниковых преобразователей

1.2.4 Особенности структур комбинированных преобразователей

1.3 Особенности построения и обработки информации в оптико-электронных преобразователях перемещений, основанных на отражающих шкалах

1.3.1 Описание принципа сканирования отражающей шкалы

1.3.2 Реализация принципа последовательного счета при работе в отраженных пучках лучей

1.4 Основные параметры и характеристики ОЭПЛП

1.5 Выводы по обзору и постановка задач исследований

2 Теоретические исследования принципов и особенностей построения оптико-электронных преобразователей линейных перемещений на основе меры штриховой

2.1 Обобщенная структурная схема построения ПЛПШМ

2.2 Модель формирования оптического сигнала от РМ

2.2.1 Моделирование освещения РМ

2.2.2 Модель формирование оптического сигнала от РМ

2.2.3 Особенности преобразования оптического сигнала от РМ в цифровое изображение

2.2.4 Модель приемника излучения и электронного тракта

2.2.5 Модель смаза изображения при движении СС

2.2.6 Преобразование информации в ПЛПШМ

2.3 Особенности построения алгоритмов обработки изображений штрихов РМ

2.3.1 Предварительная обработка цифровых изображений штрихов РМ

2.3.2 Анализ процесса обнаружения изображения штриха РМ

2.3.3 Определение координат штриха

2.4 Компьютерная модель синтезирования цифровых изображений обобщенной структуры ПЛПШМ

2.4.1 Описание модели ПЛПШМ

2.4.2 Результаты моделирования

2.5 Выводы по главе

3 Исследования и анализ влияния параметров элементов и влияющих факторов на работу ПЛПШМ

3.1 Методики выбора и расчетов параметров элементов ПЛПШМ

3.1.1 Методика выбора основных параметров оптической системы считывающей системы

3.2 Выбор источника излучения ПЛПШМ

3.3 Методика обеспечения быстродействия ПЛПШМ

3.3.1 Оценка времени начала сбора и передача информации в КТО

3.3.2 Оценка времени начала сбора информации в КГО

3.3.3 Стратегия сбора информации от ГКО и КТО

3.4 Результаты имитационного моделирования влияния элементов и влияющих

факторов на работу ПЛПШМ

3.4.1 Сравнение алгоритмов поиска центра изображения штриха на РМ сгенерированной компьютерной моделью

3.4.2 Сравнение алгоритмов обнаружения изображениях штриха на РМ сгенерированной компьютерной моделью

3.4.3 Статическая характеристика ПЛПШМ при нормальных условиях эксплуатации

3.4.4 Моделирование пыли на первой поверхности объектива

3.4.5 Моделирование клиновидности защитного стекла

3.4.6 Моделирование царапин на защитном стекле

3.5 Экспериментальные исследования характеристик макетов элементов ПЛПШМ на стенде Университета ИТМО

3.5.1 Структурная схема испытательного стенда

3.5.2 Описание макета канала точного отсчета ПЛПШМ

3.5.3 Описание макета канала грубого отсчета

3.5.4 Канал контроля перемещений измерительного стенда

3.6 Экспериментальное исследование параметров и характеристик макетов СС ПЛПШМ на основе матричного ПОИ

3.7 Методы калибровки внешних и внутренних параметров ПЛПШМ

3.7.1 Калибровка канала точного отсчета

3.7.2 Калибровка канала грубого отсчета

3.8 Выводы по главе

4 Экспериментальные исследования элементов и экспериментальных образцов ПЛПШМ

4.1 Описание экспериментального образца ПЛПШМ

4.2 Конструкция составных частей экспериментального образца ПЛПШМ

4.2.1 Считывающая система

4.2.2 Оптический модуль считывающей системы ПЛПШМ

4.2.3 Рабочая мера экспериментального образца ПЛПШМ

4.3 Архитектура программного обеспечения ПЛПШМ

4.4 Испытания экспериментального образца ПЛПШМ

4.4.1 Описание стенда для исследования характеристик экспериментального образца ПЛПШМ

4.4.2 Исследование параметров и характеристик ПЛПШМ

4.5 Приемочные испытания опытного образца ПЛПШМ модели Л-2040

4.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АС - анализирующая структура

КС - контролирующая структура

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь.

ВТ - воздушный тракт.

ЗС - защитное стекло.

ИИ - источник излучения.

ИК - инфракрасный (спектр).

КГО - канал грубого отсчета.

КТО - канал точного отсчета.

МПОИ - матричный приемник оптического излучения. МШ - магнитная шкала. ОС - оптическая система.

ОЭПЛП - оптико-электронный преобразователь линейных перемещений ПЗС - прибор с зарядовой связью.

ПЛИС - программируемая логическая интегральная схема.

ПЛПШМ - преобразователей линейных перемещений на основе штриховой

меры.

ПОИ - приемник оптического излучения. ПРОС - приемная оптическая система. РМ - рабочая мера.

СВОИ - система вторичной обработки информации СКО - среднее квадратическое отклонение. СПОИ - система предварительной обработки информации. СС - считывающая система.

УСМШ - устройство считывания магнитной шкалы. ЦСП - цифровой сигнальный процессор. ЧПУ - числовое программное управление. ЭВМ - электронно-вычислительная машина.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка субмикронного оптико-электронного преобразователя линейных перемещений на основе штриховой меры»

ВВЕДЕНИЕ

Одной из главных задач в машиностроении сегодня является реконструкция и опережающий рост таких отраслей, как станкостроение, приборостроение, электротехническая и электронная промышленность, производство вычислительной техники, что позволит России набрать темпы для достижения уровня одной из ведущих мировых экономик.

Основными проблемами в отечественном машиностроении сегодня являются низкие темпы обновления оборудования и выпускаемой продукции. Согласно данным статистики, до 70% оборудования в отечественном машиностроении имеет средний возраст 20 и более лет [1]. Это означает, что подавляющая часть основных фондов устарела не только морально, но и физически. Надежность производимых машин, из-за плохого качества комплектующих, резко снизилась и в первый же год эксплуатации из строя выходит от 20 до 30% изделий машиностроения [2].

Для обеспечения опережающего роста машиностроения необходимо [ 3 ] освоить производство новых высокоточных металлообрабатывающих комплексов и оборудования. Современное металлообрабатывающее оборудование обязательно комплектуется программно-аппаратным комплексом числового программного управления (ЧПУ). При этом точность обработки деталей преимущественно ограничивается точностью позиционирования рабочего инструмента обрабатывающего комплекса относительно обрабатываемой детали или узла. Эта задача в ряде случаев решается оптико-электронными преобразователями перемещений, как российского [ 4 ], так и зарубежного [ 5 , 6 ] производства. Обеспечение высокой точности таких преобразователей при сохранении уровня надежности систем, их работоспособности при высоких скоростях движения идентифицируемых объектов, позволяет увеличить экономическую эффективность производства.

В таких преобразователях информация о величине перемещения рабочего инструмента или детали преобразуется в форму, удобную для восприятия техническим средством [7, 8, 9, 10].

На сегодняшний день самыми высокими точностными характеристиками обладают интерферометрические датчики, однако при наличии возмущений в воздушном тракте (такие возмущения возникают в реальных цеховых условиях эксплуатации при быстром движении рабочего инструмента или при наличии вблизи тракта человека) погрешность возрастает до нескольких десятков микрометров. Кроме того, интерферометрические системы работают только в инкрементном режиме. Следовательно, разработка более совершенных преобразователей линейных перемещений исполнительных механизмов промышленных станков является крайне важной задачей и обуславливает актуальность разработки и проведения необходимых прикладных исследований для создания преобразователя субмикронной точности. На данном этапе развития науки и техники высокую точность обеспечивают оптические средства измерения в совокупности с современными вычислительными комплексами, функционирующими на базе высокоточных алгоритмов обработки информации [5, 6, 11]. Вышеизложенное позволяет подтвердить необходимость исследований и разработки именно оптико-электронного преобразователя линейных перемещений (далее ОЭПЛП), как средства для контроля положения рабочего инструмента станков с ЧПУ с высокими характеристиками точности, быстродействия, надежности и практически неограниченными возможностями математической и логической обработки информации.

Основную измерительную информацию в таких ОЭПЛП содержит шкала, она может быть выполнена из различных материалов (стекло, инварстабиль, сталь, различные сплавы с включением никеля) [4-9]. Однако наибольшим удобством при промышленном применении обладают шкалы из инварстабиля, т.к. обладают схожим коэффициентом теплового расширения со стальными направляющими станков. Такое преимущество позволяет избегать деформации и напряжения в

шкале, приводящее к увеличению погрешности преобразователя. Кроме того, такие шкалы устойчивы к механическим воздействиям [12, 13, 14].

Указанные обстоятельства определяют актуальность и важность темы диссертации, посвященной исследованию особенностей построения и реализации высокоточных и широкодиапазонных, мало подверженных влиянию возмущений воздушного тракта оптико-электронных преобразователей линейных перемещений на базе линейной штриховой меры (ПЛПШМ), изготовленной из инварстабиля.

Целью работы является исследование особенностей построения, разработка и реализация субмикронных оптико-электронных преобразователей линейных перемещений на основе линейной штриховой меры для контроля положения рабочего инструмента станка с ЧПУ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ и классификацию существующих методов бесконтактного контроля перемещений, выполнить критический анализ возможности применения оптико-электронных преобразователей перемещений для контроля положения рабочего инструмента станка с ЧПУ.

2. Разработать математическую модель ПЛПШМ, учитывающую параметры основных элементов ПЛПШМ.

3. Разработать и провести исследования имитационной компьютерной модели ПЛПШМ, учитывающей влияние основных факторов, возникающих при реальной эксплуатации ПЛПШМ, в том числе влияние скорости и ускорения перемещения рабочего инструмента станка с ЧПУ.

4. Разработать, реализовать и исследовать алгоритмы обработки изображения, позволяющие определять положение изображения штриха рабочей меры (РМ) на матричном приемнике излучения (МПОИ).

5. Разработать и реализовать макеты модулей ПЛПШМ для исследования их параметров и характеристик.

6. Разработать стенд для исследования макета ПЛПШМ.

7. Разработать методику калибровки ПЛПШМ с целью исключения возможных систематических погрешностей РМ.

8. Разработать стенд для исследования экспериментального образца ПЛПШМ.

9. Разработать и изготовить экспериментальный образец ПЛПШМ, и провести его исследования и испытания.

Научная новизна работы

1. Разработана математическая модель ПЛПШМ, учитывающая параметры основных элементов ПЛПШМ, и влияние основных факторов, возникающих при реальной эксплуатации ПЛПШМ, в том числе влияние скорости и ускорения перемещения рабочего инструмента станка с ЧПУ.

2. Разработана методика калибровки ПЛПШМ, позволяющая устранить влияние погрешности нанесения штрихов на РМ на погрешность ПЛПШМ.

3. Разработан алгоритм обнаружения изображения штриха на одномерном представлении изображения РМ на основе параллельной комбинации линейных пороговых устройств и анализа очередности их срабатывания.

4. Выбран алгоритм взвешенного суммирования для оценки координат штриха РМ на одномерном представлении изображения, полученного от МПОИ на основе критерия минимизации среднего квадратического отклонения его погрешности и времени обработки изображения, позволяющий добиться субмикронной погрешности в поле оптической системы считывающей системы.

Теоретическая и практическая значимость

1. Применение разработанной математической и компьютерной моделей ПЛПШМ, позволяет установить взаимосвязь между оптическими свойствами различных элементов ПЛПШМ и вкладами отдельных составляющих в суммарную погрешность ПЛПШМ.

2. Обоснован выбор алгоритма взвешенного суммирования при обработке изображения штриха РМ для оценки его координат, как обладающего наименьшей погрешностью и наибольшим быстродействием.

3. Разработанный и изготовленный макет ПЛПШМ, позволяет подтвердить возможность реализации ПЛПШМ с субмикронной точностью

(предельная погрешность преобразователя в пределах поля оптической системы СС не более 0,22 мкм).

4. Разработан и реализован стенд для исследования параметров и характеристик ПЛПШМ, который позволяет оценивать влияние изменений собственной температуры ПЛПШМ и питающего напряжения на погрешности ПЛПШМ.

5. Полученные результаты исследования экспериментального образца ПЛПШМ позволили подтвердить возможность создания ПЛПШМ с предельной суммарной погрешностью преобразования перемещения, не превышающей 1,5 мкм в диапазоне до 2 м.

Методология и методы исследования

Для решения поставленных задач в диссертационной работе использовались методы системного анализа, математические методы теории преобразования оптического излучения в оптико-электронных системах, методы цифровой обработки изображений, методы компьютерного моделирования.

Имитационные исследования проведены методами компьютерного имитационного моделирования в программной среде Zemax, языка программирования python совместно с библиотекой компьютерного зрения opencv.

Экспериментальные исследования проведены методами физического моделирования на базе лаборатории кафедры оптико-электронных приборов и систем университета ИТМО.

Практическая проверка выбранных параметров ПЛПШМ осуществлена посредством экспериментальных исследований экспериментального и опытного образца ПЛПШМ в лабораторных условиях, а также на стендах компании ОАО «Специальное Конструкторское Бюро Измерительных Систем».

Положения и результаты, выносимые на защиту

1. Методика и алгоритм обнаружения изображения штриха на одномерном представлении изображения РМ на основе параллельной комбинации

линейных пороговых устройств и анализа очередности их срабатывания позволяют уменьшить вероятность ложного срабатывания и увеличить вероятность обнаружения изображения штриха на РМ.

2. Уменьшение времени обработки изображения в ПЛПШМ достигается при функциональном разделении алгоритма обработки изображения РМ на два конвейерно-параллельно реализуемых процесса: обнаружение по методу двойного порога и оценку положения штриха по методу взвешенного суммирования.

3. Методика калибровки канала точного отсчета, основанная на регрессионном анализе взаимосвязи первичных отсчетов ПЛПШМ с эталоном, позволяет устранить влиянием нелинейности поля оптической системы СС на результаты измерения.

4. Методика калибровки канала грубого отсчета, основанная на определении отклонения расстояния между штрихами от номинального значения в сочетании с калибровкой точного канала, позволяет расширить диапазон измерений при малом увеличении погрешности.

5. Результаты исследования экспериментального образца ПЛПШМ показали возможность реализации ПЛПШМ с суммарной предельной погрешностью не более 1,5 мкм в диапазоне перемещений до 2 м.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка из 113 наименований и одного приложения, содержит 140 страниц, 69 рисунков, 2 таблицы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 8 конференциях: III, IV Всероссийском конгрессе молодых ученых (Санкт-Петербург, Россия, 2014-2015 гг.); XLII и XLIII научных и учебно-методических конференциях Университета ИТМО (Санкт- Петербург, Россия, 2013-2014); X, XI Международная конференция «Прикладная оптика» (Санкт-Петербург, Россия, 2012, 2014); Международная конференция SPIE Photonics Europe (г. Брюссель, Бельгия, 2014 и 2016), Международная конференция SPIE Optical Metrology 2015 (г. Мюнхен, Германия 2015).

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях из перечня ВАК, 2 свидетельства на объекты интеллектуальной собственности, 8 статьей в периодических изданиях, включенных в международные базы данных Web of Science и Scopus.

Работа выполнена на кафедре оптико-электронных приборов и систем Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО).

1 Анализ и классификация современных оптических и оптико-электронных методов и средств контроля положения рабочих инструментов станков с ЧПУ

Целью анализа является рассмотрение и классификация современных бесконтактных методов и средств контроля положения рабочих инструментов станков с числовым программным управлением (ЧПУ), а также формулирование целей и задач настоящего исследования.

1.1 Классификация оптических и оптико-электронных методов и средств контроля положения рабочих инструментов станков с ЧПУ

Средства контроля положения рабочих инструментов станков с ЧПУ можно разделить по виду преобразования на два больших класса [15, 16, 17]:

- инкрементальный;

- абсолютный.

Инкрементальные преобразователи осуществляют счет пройденных меток на шкале, либо пиков интенсивности в оптическом сигнале. При этом счет осуществляется с момента включения или принудительного сброса. Основным недостатком таких преобразователей является то, что при исчезновении питающего напряжения, а затем его повторной подаче преобразователь сбрасывает накопленное значение.

Достоинством же преобразователей такого типа является относительная простота конструкции и алгоритма обработки.

Абсолютный преобразователь формирует сигнал, различный для каждого положения объекта, позволяет определять смещение рабочего инструмента даже в случае исчезновения и восстановления питания и не требует возвращения объекта в начальное положение, что является несомненным преимуществом этого типа преобразователей.

Средства контроля положения рабочих инструментов станков с ЧПУ можно разделить по методу преобразования [18]:

- квантовые (лазерные) [19];

- фотоэлектрические [21, 20];

- полупроводниковые (на ПЗС или КМОП-структурах) [ 21, 22];

- магнитные [23, 24];

- волновые [25, 26];

- емкостные [27, 28];

- индукционные [29, 30];

- резистивные [31, 32];

- ультразвуковые [33, 34];

- комбинированные.

Как показал предварительный анализ, наиболее перспективными бесконтактными преобразователями для решения задач высокоточного определения положения рабочего инструмента станков с ЧПУ являются квантовые (лазерные), фотоэлектрические, магнитные и комбинированные и поэтому при дальнейшем анализе им уделяется основное внимание.

1.2 Принципы действия преобразователей для контроля положения рабочих инструментов станков с ЧПУ

1.2.1 Принцип действия лазерных преобразователей перемещений

Широко известный класс приборов, измеряющих перемещение объекта на основе анализа лазерного излучения [35, 36, 37]. В однокоординатном лазерном интерферометре (рис. 1.1) один ретро-рефлектор жестко крепится к полупрозрачному светоделительному зеркалу, образуя, таким образом, основу для формирования опорного луча. Второй ретро-рефлектор перемещается относительно светоделительного зеркала.

Рисунок 1.1- Принцип действия лазерных преобразователей

Поляризованное лазерное излучение проходя светоделительное зеркало, делится на две волны: отраженную и прошедшую. Обе волны, отражаясь от соответствующих ретро-рефлекторов (часто трипель-призмы), возвращаются в светоделитель и интерферируют на чувствительной площадке приемника оптического излучения (ПОИ).

Если разность хода волн неизменна во времени, детектор регистрирует сигнал постоянной величины. В противном случае (при перемещении), ПОИ регистрирует переменный сигнал. Эти колебания (так называемые интерференционные полосы) подсчитываются, и получаемое значение используется для расчета оптической разности хода между интерферирующими волнами. Таким образом, измеряемое расстояние определяется произведением числа посчитанных интерференционных полос на половину длины волны лазерного излучения.

Следует отметить, что длина волны лазерного излучения зависит от коэффициента преломления воздуха, в котором он распространяется [ 38 ]. Поскольку коэффициент преломления воздуха зависит от температуры, давления и относительной влажности воздуха, может потребоваться компенсация [ 39 ] вызванных колебаниями параметров окружающей среды изменений длины волны, используемой для вычисления расстояний. Устройства, основанные на описанных принципах, обладают высокой позиционной чувствительностью и большим

диапазоном перемещений, однако могут осуществлять только относительные измерения [40, 41].

1.2.2 Принцип действия фотоэлектрических преобразователей

Другой принцип контроля перемещений основан на анализе положения растровых шкал в пучках некогерентного излучения [4 - 6, 20].

В основу принципа действия таких фотоэлектрических преобразователей перемещений, работающих в проходящих пучках лучей, положен принцип растровой модуляции. Принцип действия фотоэлектрического преобразователя, использующего информацию о взаимном расположении двух растров, легко понять из рисунка 2.2, на котором изображены два растра 1 - контролирующая структура (КС) и 2 - анализирующая структура (АС). КС 1 подвижна и перемещается вдоль направления х, указанного стрелками.

Рисунок 1.2 - Схема оптической части ОЭПЛП, работающего в проходящих

пучках лучей

Источник излучения 3, находящийся в фокальной плоскости линзы 4, освещает параллельным пучком света сопряжение растров КС 1 и АС 2 с одинаковым шагом w. За растром АС 2 расположены приемники оптического излучения (ПОИ) ФП1 - ФЩ Каждый ПОИ смещен друг относительно друга на четверть шага растра ^/4), поэтому электрические сигналы и1, и2, и3, и4

(рисунок а и б) на каждом ПОИ от потока оптического излучения при перемещениях х КС будут сдвинуты по фазе ф на л/2 (рисунок 2.3 б) относительно предыдущего ПОИ. Для формирования каждого из квадратурных сигналов ПОИ включают попарно через один, т. е. ФП1 с ФП3 и ФП2 с ФП4, по балансной схеме [42].

а)

и,

ИЛИ,

ФП1

и!

ФП2 и2

из

ФПз

>

И1 И2

Из Ц4

И1 Ип

А А В В и5

и„,

Рисунок 1.3 - Схема элементарных преобразований сигналов фотоэлектрического преобразователя при формировании четырех импульсов на каждую полосу

При перемещении КС в одном направлении изменение первого квадратурного сигнала Ц1, создаваемого парой ПОИ ФП1 и ФП3, отстает на четверть периода от изменения второго квадратурного сигнала ЦП, создаваемого парой ПОИ ФП2 и ФП4, а при перемещении в противоположном направлении второй квадратурный сигнал отстает от первого на ту же четверть периода. Поэтому знак фазового сдвига между квадратурными сигналами характеризует направление измеряемого перемещения [42].

и

,,

ф

При инкрементном способе измерения контролирующая структура и анализирующая структура, представляют пространственно-периодическую структуру, реализуемую при помощи стеклянных или плёночных растровых, или голографических периодических структур - шкал. Структура и принцип действия такого преобразователя описана в п. п. 1.2.2. Информация о положении получается путём подсчёта шагов измерения от некоторой точки отсчёта. Так как абсолютная точка отсчёта требуется для определения положения, стеклянная шкала или плёночная шкала обеспечены дополнительными дорожками с референтными метками.

Абсолютное положение шкалы, установленное по референтной метке, определяется с точностью до одного шага измерения. Референтная метка должна последовательно считываться для установления абсолютного начала отсчёта или для нахождения последних обработанных данных. В некоторых случаях это может потребовать перемещения механизма на расстояние больше величины диапазона измерения. Для ускорения и упрощения подобных «опорных пробегов» многие преобразователи снабжены референтными метками с кодированным расстоянием -несколько референтных меток, которые располагаются индивидуально, в соответствии с математическим алгоритмом. Последующая электронная обработка определяет абсолютное начало отсчёта после прохождения двух последовательных референтных меток - только несколько миллиметров прохода.

3

Рисунок 1.4. Схематичное представление инкрементной шкалы с референтными

метками с кодированным расстоянием

У линейных оптико-электронных инкрементных преобразователей линейных перемещений абсолютное начало отсчёта для референтных меток с кодированным расстоянием вычисляется по числу периодов сигналов между двумя референтными метками при помощи следующего выражения [42]:

Р = (|В| - sgn(B)-1) • N + ^п(В) - • Мгг/2, (1 1)

В = 2Мгг - N , ( . )

где Р1 - положение первой пройденной референтной метки в периодах сигнала; sgn - функция, принимающая значение +1 или -1 в зависимости от знака аргумента; М^ - количество периодов сигналов между пройденными референтными метками; N - номинальное приращение между двумя фиксированными референтными метками в периодах сигнала; D - направление перемещения (+1 или -1). Перемещение считывающей головки вправо равно +1 [42].

1.2.3 Принцип действия преобразователей на основе многоэлементных полупроводниковых преобразователей

В полупроводниковых преобразователях положение рабочего органа определяется при помощи обработки изображения объекта (например, точечного или протяженного источника, или самого рабочего инструмента или его части), полученного с МПОИ. Обычно [43,44, 45,46] на объекте контроля закрепляют высококонтрастную метку или их набор. Основным достоинством таких преобразователей является их бесконтактность и высокая гибкость применения.

Полупроводниковые преобразователи представляют собой оптико-электронный прибор, состоящий из метки или шкалы, закрепленной на объекте контроля, оптической системы, одного или нескольких МПОИ, а также цифрового или аналогового тракта обработки. Может применяться и обратная схема закрепления измерительной системы и метки, т.е. преобразователь жестко закрепляется непосредственно на рабочем инструменте, а метка или шкала находится на неподвижной части станка. Кроме того, применяются и преобразователи без применения меток и шкал, в таких случаях меткой является

сам объект контроля, а измерительная информация находится путем определения информативных признаков на изображении объекта контроля.

Примером такого типа преобразователей может служить оптико-электронный преобразователя перемещения относительно реперной метки [44]. Преобразователь установлен на скамье 1 и содержит базовый модуль 2, модуль обработки и передачи данных 3, двухкоординатная отсчетно-регулировочная подвижка 4 в данном случае макетирует перемещение рабочего инструмента станка, контрольные метки 5 и 8. Рядом с модулем обработки и передачи данных расположен преобразователь интерфейса 6, блок питания, в качестве анализатора информации может выступать ПЭВМ или станок с ЧПУ 7.

7

Рисунок 1.5 - Общий вид лабораторного стенда для контроля положения реперной

метки

Такие преобразователи могут работать в достаточно сложных условиях эксплуатации и имеют достаточно большие диапазоны контроля перемещений (таблица 2.2).

1.2.4 Особенности структур комбинированных преобразователей

Комбинированные преобразователи - представляют собой устройства с двумя и более встроенными преобразователями рассмотренных типов. Например, индукционный преобразователь [29, 30] в паре с емкостным [28, 29], первый хорошо определяет скорость и ускорения, в то время как второй преобразователь точно определяет смещение. Либо полупроводниковый преобразователь, служащий для точного инкрементного измерения и магнитный преобразователь для обеспечения абсолютного типа измерений.

Магнитные преобразователи [24, 25] редко применяются при линейных и угловых измерениях из-за недостаточной точности по сравнению с емкостными, индуктивными и, тем более, с полупроводниковыми и лазерными преобразователями. Их основная область применения металлорежущие станки с ЧПУ, технологическое оборудование, электродвигатели, электроприводы и др., Достоинства магнитных преобразователей в их бесконтактности и малой чувствительности к внешним условиям, загрязнению, вибрациям и т.п.

\

\

\

Магнитная лента Рисунок 1.6 - Магнитный преобразователь перемещений

Линейный магнитный преобразователь (рис. 2.6) состоит из гибкой магнитной линейки (ленты), жестко устанавливаемой, например, на станину станка и подвижной считывающей головки, которая крепится к подвижному узлу станка.

Магнитная линейка представляет собой многослойную ленту, состоящую из подложки, с нанесенным на нее магнитным слоем, и защитного покрытия. С внутренней стороны на магнитную линейку наносится адгезивный (клеящий) слой, защищенный воздухонепроницаемой пленкой.

На магнитном слое нанесены намагниченные штрихи (полюса из постоянных магнитов) и слабо намагниченные интервалы между ними. Расстояние между полюсами магнитов напрямую влияет на скорость считывания данных считывающей головкой и определяет быстродействие системы и ее номинальные рабочие скорости.

Погрешность измерения линейных магнитных преобразователей при разрешающей способности от 1,0 до 25 мкм и повторяемости ±2,0 мкм составляет ±(5-10) мкм [47, 48].

1.3 Особенности построения и обработки информации в оптико-электронных преобразователях перемещений, основанных на отражающих шкалах

Поскольку актуальной проблемой является использования шкал, применяемых в существующих станках и измерительном технологическом оборудовании целесообразно особое внимание уделить принципам работы ОЭПЛП основанных на отражающих шкалах.

1.3.1 Описание принципа сканирования отражающей шкалы

Для упрощённого представления принципа сканирования изображения посредством формирования сигнала, создаваемого оптическим излучением: решётки двух шкал с равным периодом штрихов перемещаются относительно друг друга - шкала и сетка. Подложки шкал выполнены из оптически прозрачного материала, так как решётка измерительной шкалы может использоваться как на просвет, так и на отражение.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лашманов, Олег Юрьевич, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Сальников В. А., Галимов Д. И. Конкурентоспособность отраслей российской промышленности текущее состояние и перспективы //Проблемы прогнозирования. - 2006. - №. 2.

2 Минаев М. М., Бугрова С. М. Проблемы и основные направления развития машиностроения в России //Инновационная наука. - 2016. - №. 4-3.

3 Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2014 г. N 328 "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности"

4 ОАО СКБИС «Преобразователи линейных перемещений. Модели ЛИР-7, ЛИР-8, ЛИР-9, ЛИР-10. Технические условия ЛИР-7.000.000 ТУ».

5 Обзорный каталог фирмы Heidenhain, Сентябрь 2015.

6 Обзорный каталог "Non-contact position encoders" фирмы Renishaw. Июль,

2016.

7 Фотоэлектрические преобразователи информации /Преснухин Л.Н., Шаньгин В.Ф. и др. М., «Машиностроение», 1974. - 376 с.

8 Маламед Е.Р. Фотоэлектрические преобразователи линейных перемещений на дифракционных решетках. Учебное пособие, ЛИТМО, 1990. - 45 c.

9 Городецкий А.Е., Тарасова И.Л., Артеменко Ю.Н. Интерференционно-кодовые преобразования. — СПб.: Наука, 2005. - 472 с.

10 ГОСТ 26242-90. Системы числового программного управления. Преобразователи перемещений. Общие технические условия // М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам.

11 Коротаев В. В., Пантюшин А. В., Тимофеев А. Н. Оптико-электронные системы контроля положения реперных меток //Путь и путевое хозяйство. - 2012. -№. 11. - С. 34-37.

12 ГОСТ 10160-75 «Сплавы прецизионные магнито-мягкие, технические условия».» / М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам.

13 ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки» / М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам.

14 ГОСТ 14082-78. «Прутки и листы из прецизионных сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. Технические условия.» / М.: Гос. комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам.

15 Домрачев М. и др. «Схемотехника цифровых преобразователей перемещений.» Энергоатмиздат - 1987.

16 Литвак В. И. «Фотоэлектрические датчики в системах контроля, управления и регулирования». - Изд-во" Наука", 1966.

17 Застрогин Ю. Ф. «Прецизионные измерения параметров движения с использованием лазера» //М.: Машиностроение. - 1986. - Т. 2.

18 ГОСТ 26242-90 «Системы числового программного управления. Преобразователи перемещений. Общие технические условия» / М.: Гос. комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам.

19 Кирьянов В. П., Кокарев С. А. Лазерно-интерферометрический преобразователь перемещений с субнанометровым разрешением //Автометрия. -1998. - №. 2. - С. 3.

20 Габидулин М. А. Фотоэлектрические цифровые преобразователи перемещений шкально-матричного кодирования. - 2009.

21 Ожиганов А. А., Прибыткин П. А. Использование нелинейных последовательностей при построении двухдорожечных кодовых шкал для преобразователей угловых перемещений //Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2010. - Т. 53. - №. 7.

22 Коротаев В. В., Прокофьев А. В., Тимофеев А. Н. Оптико-электронные преобразователи линейных и угловых перемещений //СПб: НИУ ИТМО. - 2012.

23 Артемьев Э. А., Прошкин В. Н. Материалы для чувствительных

элементов магнитострикционных преобразователей параметров движения //Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». - 2012. - Т. 2.

24 Берг О. И., Ураксеев М. А., Баженов И. А. Расчет и исследование статической характеристики преобразователя перемещений с магнитными метками //Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2013. -Т. 9. - №. 4.

25 Андрущенко В. А. и др. Практические результаты лабораторных и скважинных испытаний автономного инклинометра на основе микромеханических гироскопов волнового типа //Геошформатика. - 2014.

26 Рыжков И. В., Пономарева Е. А. Моделирование инклинометрического преобразователя на основе твердотельного волнового гироскопа //Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Серия: Стародубовские чтения. - 2014. - №. 74. - С. 227-231.

27 Артамонов П. И., Маликова Ф. У., Харитонов П. Т. Преобразователь перемещений поршня расходомера жидкости в унифицированный сигнал с емкостным датчиком, использующим принцип временной избыточности //Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2013. - №. 1.

28 Люкшонков Р. Г., Моисеев Н. В. Дифференциальный емкостной датчик перемещений с дополнительной информацией о зазоре //Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2011. - №. 4 (74).

29 Куликовский Л. Ф., Зарипов М. Ф. Индуктивные преобразователи перемещений с распределенными параметрами. - 1966.

30 Федотов А. В. Теория и расчет индуктивных датчиков перемещений для систем автоматического контроля //Омск: Изд-во ОмГТУ. - 2011.

31 Бохан В. В., Шварц А. А., Зубарев А. В. Перспективы применения электропроводящих резин в резинокордных конструкциях для измерения показателей напряжённо-деформированного состояния //Омский научный вестник. - 2014. - №. 2 (130).

32 Nguyen K. D. et al. A wearable sensing system for tracking and monitoring of functional arm movement //IEEE/ASME Transactions On Mechatronics. - 2011. - Т. 16.

- №. 2. - С. 213-220.

33 Данилин А. И., Грецков А. А. Доплеровский метод определения параметров колебаний элементов вращающихся узлов энергоагрегатов //Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика СП Королёва (национального исследовательского университета). - 2012. - №2. 3-2 (34).

34 Куликовский К. Л., Якунина В. В. Ультразвуковая информационно-измерительная система объемного расхода чистой нефти //Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. -

2011. - №. 4.

35 Писарев В. И. и др. Техническое обслуживание и ремонт металлообрабатывающих станков с ЧПУ на основе безразборной диагностики технического состояния //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2014. - Т. 16. - №. 1-2.

36 Штых Д. В. Линейные перемещения с микронной и субмикронной точностью //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. -

2012. - Т. 14. - №. 1-2.

37 Критинина С. В., Бобылева Е. Г. Современное оборудование оптического производства //Интерэкспо Гео-Сибирь. - 2013. - Т. 5. - №. 1.

38 Lashmanov O.U., Anisimov A., Yarishev S., Timofeev A., Korotaev V. Multispectral Method for Air Tract Influence Attenuation//Optics InfoBase Conference Papers, IET - 2011, Vol. LS

39 Лашманов О.Ю., Пантюшин А.В., Тимофеев А.Н., Ярышев С.Н. Исследование возможности применения спектрозонального метода для ослабления влияния воздушного тракта в оптико-электронных системах контроля положения // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики -2011. - № 3(73). -С. 5-9

40 Salmon J. B. et al. An optical fiber based interferometer to measure velocity profiles in sheared complex fluids //The European Physical Journal Applied Physics. -

2003. - Т. 22. - №. 2. - С. 143-154.

41 Куликов А. В. Исследование точности лазерного интерферометра перемещений //Интерэкспо Гео-Сибирь. - 2014. - Т. 5. - №. 2.

42 Коротаев В. В., Прокофьев А. В., Тимофеев А. Н. Оптико-электронные преобразователи линейных и угловых перемещений //СПб: НИУ ИТМО. - 2012.

43 Коняхин И. А. и др. Контроль смещений в оптико-электронных системах с оптической равносигнальной зоной //Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2015. - Т. 58. - №. 1.

44 Шубарев В. А. и др. Оптико-электронный преобразователь контроля смещений элементов крупногабаритных конструкций //Вопросы радиоэлектроники. - 2014. - Т. 1. - №. 2. - С. 53-62.

45 Горбачёв А. А., Коротаев В. В., Пантюшина Е. Н. Оптико-электронная система контроля положения поршня в клапане //Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2013. - Т. 56. - №. 11.

46 Korotaev V.V., Pantyushin A.V., Serikova M.G., Anisimov A.G. Deflection measuring system for floating dry docks // Ocean Engineering - 2016, Vol. 117, pp. 39-44

47 Обзорный каталог фирмы RLS. Июль, 2016.

48 Обзорный каталог фирмы Avago technologies. Июль, 2016.

49 Преснухин Л.Н., Шаньгин В.Ф., Шаталов Ю.А. Муаровые растровые датчики положения и их применение. М. Машиностроение. 1974. 376с.

50 Обзорный каталог "Non-contact position encoders" фирмы Renishaw, Июль

2015

51 Обзорный каталог "Бесконтактные системы с обратной связью для измерения перемещений" фирмы Renishaw, Май 2014

52 Обзорный каталог "Бесконтактные энкодеры" фирмы Renishaw, Декабрь

2015

53 ГОСТ 8.009-84 «Нормируемые метрологические характеристики средств измерений» / М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством

продукции и стандартам.

54 Обзорный каталог фирмы «Рязанский Станкостроительный завод» [Электронный ресурс]: июль 2016 Режим доступа: http://www.rsz.ru/catalog_stankov_rsz.html .

55 Обзорный каталог фирмы «Савеловский машиностроительный завод» [Электронный ресурс]: июль 2016 Режим доступа: http: //www.smz-stanki .ru/catalog/tokarnoe-oborudovanie/

56 Обзорный каталог фирмы Akira-Seiki. [Электронный ресурс]: июль 2016 Режим доступа: http://www.akiraseiki.com/products.php .

57 Обзорный каталог фирмы OKK [Электронный ресурс]: июль 2016 Режим доступа: http://www.cftech.ru/catalog.html?man=6 .

58 Лашманов О.Ю., Пантюшин А.В., Тимофеев А.Н., Ярышев С.Н. Исследование возможности применения спектрозонального метода для ослабления влияния воздушного тракта в оптико-электронных системах контроля положения // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО, 2011. 3 (73). - С. 5-9

59 ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (КОД 1Р)» Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации.

60 ГОСТ 12069-90 «Меры длины штриховые брусковые. ТУ» / М.: Госкомитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам.

61 Fred E. Nicodemus, "Directional Reflectance and Emissivity of an Opaque Surface," Appl. Opt. 4, 767-775 (1965)

62 A. Ilyin, A. Lebedev, V. Sinyavsky, A. Ignatenko, The System for the Acquisition, Processing and Material Rendering from Images" Proc. of Graphicon'2008, pp. 134-141, Moscow, Russia, June 2008.

63 Lashmanov O.U., Glebov V..Modelling of microcracks image treated with fluorescent dye//Proceedings of SPIE, IET - 2015, Vol. 9526, pp. 95261C

64 Бадалян Н. П. и др. Лазерная дистанционная спекл-интерферометрия. Модель формирования спекл-структуры //Квантовая электроника. - 2008. - Т. 38. -

№. 5. - С. 477-481.

65 Campagnolo M. L. et al. Estimating the effective spatial resolution of the operational BRDF, albedo, and nadir reflectance products from MODIS and VIIRS //Remote Sensing of Environment. - 2016. - Т. 175. - С. 52-64.

66 G. Schaepman-Strub et al. Reflectance quantities in optical remote sensing—definitions and case studies //Remote Sensing of Environment 103 (2006) 27-42

67 R. Hartley and F. Kahl. A critical configuration for reconstruction from rectilinear motion. //In Proc. IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, 2003.

68 R. Szeliski. Computer Vision: Algorithms and Applications. Springer, 2010.

69 Richard Hartley, Multiple View Geometry in Computer Vision, cambridge university press, Cambridge, New York, Melbourne, Madrid, Cape Town, Singapore, Sao Paulo

70 Зверева Е. Н., Лебедько Е. Г. Анализ точности определения временного положения сигнала для систем с многоэлементными фотоприемниками //Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2015. - Т. 58. - №. 7.

71 Ma L., Chen Y. Q., Moore K. L. Rational radial distortion models of camera lenses with analytical solution for distortion correction //International Journal of Information Acquisition. - 2004. - Т. 1. - №. 02. - С. 135-147.

72 Fang W., Zheng L. Distortion Correction Modeling Method for Zoom Lens Cameras with Bundle Adjustment //Journal of the Optical Society of Korea. - 2016. - Т. 20. - №. 1. - С. 140-149.

73 Drap P., Lefevre J. An Exact Formula for Calculating Inverse Radial Lens Distortions //Sensors. - 2016. - Т. 16. - №. 6. - С. 807.

74Ишанин Г. Г., Козлов В.В. Источники оптического излучения. Учебное пособие для вузов. СПб.:Политехника, 2009.-415с.

75 Ишанин Г.Г., Челибанов В.П. Приёмники оптического излучения /Под ред. профессора В.В. Коротаева. - СПб.: Издательство «Лань», 2014. - 304 с.

76 Федосеев В., Колосов М. Оптико-электронные приборы ориентации и

навигации космических аппаратов. - Litres, 2016.

77 Форсайт Д., Понс Ж. Компьютерное зрение. Современный подход — М.: «Вильямс», 2004. — 928 с.

78 Oliveira J. P., Figueiredo M. A. T., Bioucas-Dias J. M. Parametric blur estimation for blind restoration of natural images: Linear motion and out-of-focus //IEEE Transactions on Image Processing. - 2014. - Т. 23. - №. 1. - С. 466-477.

79 Belcour L. et al. 5D Covariance tracing for efficient defocus and motion blur //ACM Transactions on Graphics (TOG). - 2013. - Т. 32. - №. 3. - С. 31.

80 Carpenter L., Cook R. L. Hybrid analytic and sample-based rendering of motion blur in computer graphics: пат. 8217949 США. - 2012.

81 Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. Издание 3-е, исправленное и дополненное - Москва: Техносфера, 2012 - 1104 с

82 Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. - М.: Техносфера, 2005. - 1072 с.

83 Прэтт У. Цифровая обработка изображений: В 2-х книгах. Книга 1: Пер. с англ. - Мир, 1982.

84 Carmona R., Hwang W.L., Torresani B. Practical Time-Frequency Analysis: Gabor and wavelet transforms, with an implementation in S. - Academic Press, 1998. -Т. 9.

85 Lashmanov O.U., Korotaev V.Algorithm for recognition and measurement position of pitches on invar scale with submicron accuracy//Proceedings of SPIE, IET -2015, Vol. 9525, pp. 95252U

86 M. G. Serikova and E. G. Lebedko, "Noise-induced outpulsing technique for energy efficiency improvement of laser radar systems," in "SPIE Optical Engineering+ Applications," (2011), pp. 813718-813718.

87 Barner K. E., Sarhan A. M., Hardie R. C. Partition-based weighted sum filters for image restoration //IEEE Transactions on Image Processing. - 1999. - Т. 8. - №. 5. -С. 740-745.

88 Tappert F. D. The parabolic approximation method //Wave propagation and underwater acoustics. - Springer Berlin Heidelberg, 1977. - С. 224-287.

89 Berry A. C. The accuracy of the Gaussian approximation to the sum of independent variates //Transactions of the american mathematical society. - 1941. - Т. 49.

- №. 1. - С. 122-136.

90 Ssu K. F. et al. Improving routing distance for geographic multicast with Fermat points in mobile ad hoc networks //Computer Networks. - 2009. - Т. 53. - №. 15. -С. 2663-2673.

91 M. R. Shortis, T. A. Clarke, and T. Short, "Comparison of some techniques for the subpixel location of discrete target images," in "Photonics for Industrial Applications," (International Society for Optics and Photonics, 1994), pp. 239-250.

92 Жуков Д.В., Усик А.А., Коняхин И.А. Аналитический обзор способов определения координат изображений точечных источников. //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 43. Современная оптика /Главный редактор д.т.н., проф. В.Н.Васильев. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. С. 212-216.

93 Drezner Z. The Fortified Weiszfeld Algorithm for Solving the Weber Problem // IMA Journal of Management Mathematics. 2013. published online. DOI: 10.1093/imaman/dpt019

94 Weiszfeld E. Sur le point pour lequel la somme des distances de points donnés est minimum. Tohoku Math. Journal. V. 43, pp. 355-386, 1937.

95 Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы — 4-е изд. — М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2006. — 636 с

96 Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Рэлеевское рассеяние в газах и жидкостях. // Теоретическая физика. Электродинамика сплошных сред. — М.: Наука, 1982. — Т. VIII. — С. 582—583.

97 Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов.

- СПб: Издательство «Лань», 2010. -704 с

98 Мосягин Г. М. И др. Теория оптико-электронных систем - М.: Машиностроение, 1990. - 432 с.: ил.

99 Кулагин В.В. Основы конструирования оптических приборов. - Л.: Машиностроение, 1982. - 312 с. Латыев С.М. Компенсация погрешностей в оптических приборах. - Л.: Машиностроение, 1985. - 248 с.

100 Афанасьев В.А., Усов В.С. Оптические приборы и методы контроля прямолинейности в инженерной геодезии. - М.: Недра, 1973.

101 Апенко М.И., Араев И.П., Афанасьев В.А. и др. Оптические приборы в машиностроении. Справочник. Под. ред. Н.П. Заказнова М.: Машиностроение, 1974. 238 с.

102 Andrey G. Anisimov, Valery V. Korotaev, and Andrey V. Krasnyashchikh. Alignment Control Optical-Electronic System. Technical Digest of 7th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication. 20PSp-69. Optical Society of Japan (OSJ) (2010)

103 Анисимов А.Г., Алеев А.М., Пантюштин А.В., Тимофеев А.Н. Основные погрешности контроля соосности с помощью авторефлексионной оптико-электронной системы / Оптический журнал, т. 76, №1, 2009. -С. 3-8.

104 Якушенков Ю.Г. Основы оптико-электронного приборостроения: учебник. - 2-е изд., перераб. и доп. / Ю.Г. Якушенков. - М.: Логос, 2013. - 376 с.

105 Данилов Д.В., Пашков В.С. Оценка координат изображений точечных излучателей. // Оптико-электронные приборы и системы. Сб. научных статей. Вып. 96./Под ред. Э.Д. Панкова. СПб,1996. С. 29-33.

106 Лашманов О.Ю., Особенности разработки алгоритма обработки изображения исполняемых на плис // Сб. тез. докл. конгресса молодых ученых (III Всероссийский конгресс молодых ученых, 8-11апреля 2014г.) -2014. - № 2. - С. 104

107 Борен К., Хафмен Д., Поглощение и рассеяние света малыми частицами, пер. с англ., Москва, 1986.

108 Андреев А.Л. Моделирование и расчет автоматизированных видеоинформационных систем наблюдения за объектами. Методические указания к лабораторным работам. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. - 82 стр.

109 Лашманов О.Ю., Васильев А.С., Краснящих А.В. Алгоритмы фильтрации задымленного изображения // Известия высших учебных заведений. Приборостроение -2013. - Т. 56. - № 11. - С. 26-29

110 Лашманов О.Ю., Краснящих А.В., Васильев А.С., Протасов В.С., Ярышев С.Н. Разработка математической модели лесного пожара как источника

инфракрасного излучения // Актуальные теоретические и практические вопросы современного оптико-электронного приборостроения -2013. - № 7 , 2013. - С. 76-80

111 Андреев А.Л., Ярышев С.Н. Методы моделирования ОЭС с многоэлементными анализаторами изображения. Методические указания к лабораторным работам. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. - 52 с.

112 Lashmanov O. U. et al. Absolute scale-based imaging position encoder with submicron accuracy //SPIE Optical Metrology 2013. - International Society for Optics and Photonics, 2013. - С. 87882T-87882T-5.

113 IMPERX. ICL-B1921 datasheet: Данные о камере ICL-B1921 - режим доступа к ресурсу.: www.imperx.com/wp-content/.../bobcat_ICL-B1921.pdf