CC BY
19Суммарно данная схема позволила достичь 2-секундных точностей при динамических операциях на спутнике.
В результате летных испытаний и эксплуатации БКУ КА «Спектр-Р» обеспечены более 2000 наблюдений радиоисточников. Режимы наблюдений по эталонным объектам «Карбовидная Туманность», источникам W3OH, 3С84 подтвердили прецизионные характеристики БКУ и обеспечение секундных точностей [2]. В настоящее время БКУ КА «Спектр-Р» выполнил исходно заданный трехлений срок эксплуатации в составе КА и без ограничений по функционированию обеспечивает дальнейшую эксплуатацию космического радиостелескопа [3].
Библиографические ссылки
1. Бровкин А. Г., Бурдыгов Б. Г., Гордийко С. В. и др. Бортовые системы управления космическими аппаратами : учеб. пособие / под ред. А. С. Сырова. М. : Изд-во МАИ-Принт, 2010. 304 с.: ил.
2. Кардашев Н. С., Ковалев Ю. Ю. Информационные сообщения КК «Радиоастрон». № 11-25 АКЦ ФИАН. URL: www.radioastron.ru.
3. Хартов В. В. «Спектр-Р» продолжает работу. Три года - полет нормальный // Новости космонавтики. 2014. № 09(380). С. 68-69.
References
1. Brovkin A. G., Burdygov B. G., Gordyiyko S. V. and others, under editorial of A. S. Syrov.
Bortoviye systemy upravlenia kosmicheskimi apparatam. Uchebnoe posobie. Мoscow, MAI-PRINT, 2010, p. 20-38.
2. Kardashev N. S., Kovalev Yu. Yu., Radioastron. Infomation bulletins № 11-25. ACS FIAN. URL: www.radioastron.ru.
3. Khartov V. V. Spectr-R prodojaet rabotu. Tri goda -polet normalnyiy. «Novosti kosmonavtiki» magazine. № 09/2014, p. 68-69.
© Сыров А. С., Соколов В. Н., Добрынин Д. А., Рябогин Н. В., Ковалев А. Ю., 2014
УДК 681.3.012
ЦИФРОВОЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ МИКРОТОМОГРАФ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ БОРТОВОЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
В. И. Сырямкин1, А. Ш. Буреев1, М. С. Куцов1, А. В. Осипов1, С. А. Клестов1, С. Б. Сунцов2, А. В. Селолустьев2
Национальный исследовательский Томский государственный университет Российская Федерация, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 36 2ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: mihail-kucov@mail.ru
Описывается алгоритм работы рентгеновского микротомографа и, в частности, модуля восстановления и анализа 3Б-изображения исследуемого образца. Представлен алгоритм построения 3Б-изображения на основе изображений теневых проекций и описаны математические методы его обработки.
Ключевые слова: рентгеновская томография, анализ ЗБ-изображений, 3Б-реконструкция.
DIGITAL X-RAY MICROTOMOGRAPHIC SCANNER FOR MATERIALS AND ELEMENTS OF THE ONBOARD AVIONICS DIAGNOSTIC TESTING
V. I. Syryamkin1, A. Sh. Bureev1, M. S. Kutsov1, A. V. Osipov1, S. A. Klestov1, S. B. Suntsov2, A. V. Selolust'ev2
1National Research Tomsk State University 36, Lenin Av., Tomsk, 634050, Russian Federation
2JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: mihail-kucov@mail.ru
The algorithm of operating the X-ray microtomography scanner and, in particular, the module of recovery and analysis of 3D-images of the test samples are presented. The algorithm for 3D-imaging based on the shadow projections and mathematical methods of processing are described.
Keywords: X-ray tomography, analysis of 3D-images, 3D-reconstruction.
Космическое электронное приборостроение
Возможность 3Б-реконструкции образца на основе изображений рентгеновских теневых проекций демонстрируется на простом примере: рассмотрим объект с единственной точкой с высокой адсорбцией в неизвестном месте. В одномерной теневой линии будет наблюдаться уменьшение интенсивности вследствие ее поглощения на адсорбирующем объекте (рис. 1).
После установки исследуемого образца в камеру диагностики томографа и выполнения оператором запроса на построение реконструкции 3Б-модели образца система начинает работу следующим образом.
Предметный стол, на котором лежит образец, начинает вращаться, одновременно с этим устройство захвата теневых проекций с фиксированной частотой, связанной с углом поворота стола особым образом, делает снимки теневых проекций и передает информацию в область оперативной памяти, выделенной под одну теневую проекцию детектора.
В каждом новом положении объекта мы будем добавлять к реконструируемой области линии возможных положений объекта в соответствии с положением его теневых проекций. Эта операция называется обратным проецированием. После нескольких оборотов мы можем локализовать положение поглощающей области внутри объёма реконструкции. С увеличением числа теневых проекций с различных направлений эта локализация становится все более четкой (рис. 2) [1; 2].
Реконструированные 3Б-модели оператор может исследовать самостоятельно, рассматривая и изучая объект в режиме реального времени. Автоматизация поиска дефектов позволила бы ускорить исследования и повысить их качество.
Существуют различные способы и методы автоматического поиска дефектов, которые дают приемлемые результаты для некоторых классов исследуемых объектов [3].
Метод градиентного анализа позволяет искать дефекты в плотности достаточно однородных небиологических объектов [4; 5]. Исходными данными для метода градиентного анализа является массив значений плотностей в каждой точке образца, на основе которых определяется функция распределения плотности материала, после чего строится градиентное поле образца. Дефекты будут определяться неоднородностями этого поля, то есть наличием градиентов плотности
др др др дх' ду ' д2 ^
Градиент изображения / (х, у) определяется в точке (х, у) как двумерный вектор
Ур(х, у, 2) =
С[ / (х, у)] =
ах
ау
Из векторного анализа известно, что вектор в указывает направление максимального изменения функции / в точке (х, у). Однако при определении дефектов представляет интерес модуль этого вектора, называемого обычно градиентом и обозначаемого как С[/(х, у)], где
0[ / (х, у)] = [вх2 + Оу 2 ] ^
/ V
ду )
Рис. 1. Схематическое изображение трех различных положений поглощающей области и соответствующая реконструкция из полученных теневых проекций: 1 - исследуемый образец; 2 - область неоднородности; 3 - устройства захвата теневых проекций; 4 - линии направления рентгеновского излучения; 5 - линии проекции области неоднородности; 6 - линии восстановления границ образца; 7 - линии восстановления области неоднородности
обратные пооекции: точечный объект 3-позиции Б позиций 9 позиций 13 позиций поворота поворота поворота поворота
3 • у "Д • • •
Рис. 2. Реконструкция точечного объекта с использованием различного числа смещений
По объемному расположению этих градиентов можно определить размеры и характер дефектов.
Преимущества данного метода заключаются в следующем:
- в возможности определения типа дефекта;
- возможности определения локализации дефекта;
- возможности определения геометрических и физических характеристик дефекта.
Библиографические ссылки
1. Терещенко С. А. Методы вычислительной томографии. М. : Физматлит, 2004. 318 с.
2. Хелгасон С. Преобразование Радона. М. : Мир, 1983. 150 с.
3. Горелик С. С., Расторгуев Л. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. 2-е изд. М. : Металлургия, 1970. 366 с.
4. Сырямкин В. И., Жданов Д. С., Бородин В. А. Метрология, диагностика и сертификация материалов. Томск : ТГУ, 2011. 114 с.
5. Бубенчиков М. А., Газиева Е. Э., Гафуров А. О., Глушков Г. С., Жданов Д. С., Саньков Д. В., Сырямкин В. И., Шидловский С. В., Юрченко А. В. Совре-
менные методы исследования материалов и нанотех-нологий. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2010. 366 c.
References
1. Tereshchenko S. A. The methods of computerized tomography, Moscow : Fizmatlit Press, 2004. 318 p.
2. Helgason S. The radon transformation, Moscow: World Press, 1983. 150 p.
3. Gorelik S. S., Rastorgouev L. N., Skakov Y. A. X-ray and electron-optical analysis, 2nd ed. Moscow: Metallurgy Press, 1970. 366 p.
4. Syryamkin V. I., Zhdanov D. S., Borodin V. A. Metrology, diagnostics and certification of materials, Tomsk: Tomsk State University Press, 2011. 114 p.
5. Bubenchikov M. A., Gaziyeva E. E., Gafurov A. O., Glushkov G. S., Zhdanov D. S., Sankov D. V., Syryamkin V. I., Shidlovskiy S. V., Yurchenko A. V. Modern methods of research of materials and nanotechnologies, Tomsk: Tomsk State University Press, 2010. 366 p.
© Сырямкин В. И., Буреев А. Ш., Куцов М. С., Осипов А. В., Клестов С. А., Сунцов С. Б., Селолустьев А. В., 2014
УДК 681.3.012
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЦИФРОВОГО РЕНТГЕНОВСКОГО МИКРОТОМОГРАФА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ БОРТОВОЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
В. И. Сырямкин1, А. Ш. Буреев1, М. С. Куцов1, А. В. Осипов1, С. Б. Сунцов2, А. В. Селолустьев2
Национальный исследовательский Томский государственный университет Российская Федерация, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 36 2ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: mihail-kucov@mail.ru
Рассматриваются алгоритмы обработки изображений в рентгеновском микротомографе. Описаны методы фильтрации и компрессии информации, приведены результаты работы алгоритмов.
Ключевые слова: рентгеновские томографы, сжатие изображений, удаление фоновых шумов.
THE SOFTWARE OF THE DIGITAL X-RAY MICROTOMOGRAPHIC SCANNER FOR MATERIALS AND ELEMENTS OF THE ONBOARD AVIONICS DIAGNOSTIC TESTING
V. I. Syryamkin1, A. Sh. Bureev1, M. S. Kutsov1, A. V. Osipov1, S. B. Suntsov2, A. V. Selolust'ev2
1National Research Tomsk State University 36, Lenin Av., Tomsk, 634050, Russian Federation
2JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: mihail-kucov@mail.ru
The operating procedures of X-ray micro tomography scanners are presented. The methods of filtering and compression of data and the results of the algorithms are described.
Keywords: X-ray tomography, image compression, removal of background noise.
