CC BY
11
}
Использованные источники:
1. Радиотерминология : Словарь радиотерминов./Сост.: С.П. Чумаков, С.Э. Хайкин. - 2-е изд. - М.: Радиоиздат, 1956. - 128с.
2. Фрайден Дж., Современные датчики: Справочник., Пер. с англ. - М.: Техносфера 2005. - 587с.
3. Готра 3. Ю., Чайковский О. И. Датчики. - Киев.: КАМЕНЯР, 1995. - 312с.
4. ГОСТ Р 55710-2013. Нормы и методы измерений. Освещение рабочих мест внутри зданий. М.: Стандартинформ, 2014 - 19с
5. Гололобов В. Н. «Умный дом» своими руками. - М.: НТ Пресс, 2007. -416с.
УДК 007.51
Нурланов С.С., магистр кафедра «Радиотехника» Омский Государственный Технический Университет
Россия, г. Омск
ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ЛАЗЕРНЫХ ДАЛЬНОМЕРОВ
Аннотация: Задача измерения расстояния между двумя объектами была актуальной всегда, однако в настоящее время ее значимость в технике особенно возросла, что обусловлено необходимостью высокоточного позиционирования объектов в строительстве, геодезии, военном деле, навигации и т. п. При этом в различных областях использования дальномеров постоянно ужесточаются требования к точности, предельной измеряемой дальности, темпу измерений, массе и габаритам аппаратуры.
Основная цель работы: исследование схемотехнических решений способов увеличения точности лазерных дальномеров.
Статья посвящена реализации предельных возможностей дальномеров по дальности действия, точности при минимально возможной массе. Для этого необходимы технические решения, которые позволяют существенно повысить точность дальномеров без значительного усложнения их конструкции.
Ключевые слова: дальномер, система, лазер, параметры, анализ дальномеров.
Nurlanov S.S, Master of the Department of Radio Engineering
Omsk State Technical University
Russia, Omsk
INVESTIGATION OF WAYS TO INCREASE THE DISTANCE OF LASER LENGTH ANALYSIS
Abstract: The problem of measuring the distance between two objects was always topical, but now its importance in technology has increased especially,
which is due to the need for high-precision positioning of objects in construction, geodesy, military science, navigation, etc. At the same time, in various applications of range finders the requirements to accuracy, the maximum distance to be measured, the rate of measurement, the mass and dimensions of the equipment are constantly tightened.
The main goal of the work: is to study circuit-based solutions for increasing the accuracy of laser range finders.
The article is devoted to the realization of the limiting capabilities of range finders in range, accuracy with the minimum possible mass. For this, technical solutions are required that can significantly increase the accuracy of rangefinders without significantly complicating their design.
Key words: range finder, system, laser, parameters, analysis of range finders.
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА.
Лазерный дальномер — прибор, за основу которого взят лазерный луч, с помощью которого можно измерить расстояние до удаленных объектов.
Принцип действия дальномера заключается в том, что дистанция рассчитывается по времени, которое затрачивается на отправку лазерного импульса и прием отраженного от объекта сигнала. Расчет дистанции занимает доли секунд.
Самые важные параметры, описывающие качество лазерного дальномера являются: дальность, точность, время измерений, потери излучения, чувствительность к внешним воздействиям.
Рисунок 1. Лазерный дальномер
Сегодня лазерные дальномеры получили широкое распространение в самых различных сферах деятельности: в строительстве, геодезии, военном деле, охоте, в навигации и других областях. Все дальномеры можно разбить на две группы:
1) активные дальномеры, использующие в процессе измерения дальности подсвет объекта с помощью излучения лазера или светодиода;
2) пассивные дальномеры, принцип действия которых основан на триангуляционном (параллаксном) методе. Дальномеры данной группы широко использовались в фототехнике, но не обеспечивали ни высокой
точности, ни большой дальности. По этой причине мы их рассматривать не будем.
Импульсный лазерный дальномер — это устройство, состоящее из импульсного лазера и детектора излучения. Измеряя время, которое затрачивает луч на путь до отражателя и обратно, и зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом. Импульсные лазерные дальномеры обладают большой дальностью работы, т.к. импульс можно выдать с большой мощностью и повышенной скрытностью, включаясь только на время импульса. Поэтому импульсные лазерные дальномеры обычно применяются в военных прицелах.
Фазовые лазерные дальномеры на короткий промежуток времени включают подсветку объекта с разной модулированной частотой и по сдвигу фазы вычисляют расстояние до цели. Они не имеют таймера замера отражённого сигнала, поэтому дешевле, но имеют меньшую дальность (до 1 км) и поэтому обычно используются в бытовых целях или как прицелы стрелкового оружия.
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ФАЗОВЫЙ ДАЛЬНОМЕР
проблемы могут быть частично разрешены за счет применения следующих технических решений:
- гетеродинного преобразования частоты сигнала в низкочастотную область (НЧ-область) при сохранении фазовой информации;
- преобразования частоты сигнала в НЧ-область с использованием эффектов при дискретизации;
- цифровой фильтрации сигнала вместо аналоговых фильтров; -высокоэффективного цифрового фазометра;
- алгоритмов статистической обработки и усреднения результата; -формирования опорных сигналов в виде математических последовательностей, синхронизированных с задающей частотой, что исключает необходимость использования физических опорных частот.
ИМПУЛЬСНЫЙ ДАЛЬНОМЕР
Можно воспользоваться двумя методами повышения точности при многократных измерениях:
- метод искусственного введения фактора случайности;
- метод косвенной дискретизации периода следования счетных импульсов, заполняющих временной интервал.
Рисунок 2 Структурная схема импульсного оптического дальномера с
шумовой синхронизацией излучения В этой схеме запуск излучателя осуществляется в пределах длительности импульса синхрогенератора шумовым выбросом приемно-усилительного тракта. Для этого в схему дальномера введены дополнительно схема совпадений и пороговое устройство, уровень срабатывания которого близок к величине среднего квадратичного значения шумов на выходе приемно-усилительного тракта. В результате независимо от значения величины отношения сигнала к шуму усреднение за N измерений снизит случайную погрешность определения дальности VN раз.
Важной задачей является повышение точности импульсных дальномеров при сокращении времени измерения. Существенно сократить время измерения при усреднении информации о дальности позволяет использование метода косвенной дискретизации.
Рисунок 3 Структурная схема импульсного оптического дальномера с
косвенной дискретизацией периода счетных импульсов Рассмотренные схемы импульсных и фазовых дальномеров позволяют не только надежно увеличить точность измерений, но и существенно сократить при этом время измерения.
Использованные источники:
1. Лазерная дальнометрия / Л.А. Аснис, В.П. Васильев, В.Б. Вол - конский и др. М.: Радио и связь, 1995. 256 с.
2. В.Б. Бокшанский, Д.А. Бондаренко, М.В. Вязовых, И.В. Животовский, А.А. Сахаров, В.П. Семенков; под ред. В.Е. Карасика. Учебное пособие «Лазерные приборы и методы измерения дальности» — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. — 92, с.
3. И. А. Кондрашкин, Н. Н. Кузьмина, В. В. Морозов [и др.]. учеб. пособие «Волновая оптика» - М.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 1997.
004.032.26
Павлюк Л.А. студент магистратуры Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
Россия, г. Саратов
НОВЫЙ ПОДХОД К КОМПЬЮТЕРНОМУ ОБУЧЕНИЮ ОТ
BERKELEY LAB.
Аннотация: Математики Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Лаборатории Беркли (Berkeley Lab) разработали новый подход к компьютерному обучению, нацеленный на экспериментальные данные визуализации. Вместо того, чтобы полагаться на десятки или сотни тысяч изображений, используемых типичными методами машинного обучения, этот новый подход «учится» гораздо быстрее и требует гораздо меньше изображений.
Ключевые слова: Экспериментальная математика, машинное обучение, преобразование изображений
Pavlyuk L.A., the Master of Science, Yuri Gagarin State Technical
University of Saratov, Russia, Saratov
NEW APPROACH TO COMPUTER TRAINING FROM BERKELEY
LAB.
Summary: Mathematicians of National laboratory of Lawrence Berkeley in Berkeley's (Berkeley Lab) Laboratory have developed the new approach to computer training aimed at experimental data of visualization. Instead of relying on tens or hundreds of thousands of images used by typical methods of machine learning, this new approach "studies" much quicker and demands much less images.
Keywords: Experimental mathematics, machine learning, transformation of images
Daniel Pelt и James Sethian из Центра экспериментальной математики для исследований в области энергетики (CAMERA) Беркли основали концепцию машинного обучения в своей голове, разработав так называемую «гибридную нейронную сеть с плотным свертыванием (MS-D)», которая требует гораздо меньше параметров, чем традиционные методы, сходится быстро и имеет возможность «учиться» из чрезвычайно небольшого набора тренировок. Их подход уже используется для извлечения биологической структуры из изображений ячеек и предназначен для создания крупного нового вычислительного инструмента для анализа данных в широком спектре областей исследований [1].
