CC BY
11Крупногабаритные трансформируемые конструкции космически.. аппаратов
УДК 681.7:004.4
А. Г. Верхогляд, С. В. Каличкин, В. С. Базин Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Новосибирск
В. И. Халиманович, В. М. Михалкин, В. В. Холодов ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
ВИДЕОСИСТЕМА КОНТРОЛЯ РАЗВЕРТЫВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ
При изготовлении крупногабаритных трансформируемых систем зачастую необходимо решить задачу видеонаблюдения их поверхности с высоким пространственным разрешением в реальном времени, в процессе развертывания системы. При этом необходимо на всей поверхности изделия отслеживать детали с характерным размером ~ 0,1 мм. Цель данной работы состояла в поиске технического решения по созданию системы видеонаблюдения для регистрации изображений объектов размером ~ 3*7 м2 с возможностью регистрации элементов объекта с размером ~ 0,1 мм при изменении расстояния до точек объекта в пределах 1-10 м.
Требования к системе видеонаблюдения. При
съемке любого объекта с помощью фотокамеры раз -мер поля зрения фотокамеры на объекте в некотором направлении задается выражением [1]
D = d х L / f
где d - размер матрицы фотокамеры в данном направлении; L - расстояние до элемента объекта; f - фокусное расстояние объектива фотокамеры.
С учетом требований по быстродействию, получим следующие параметры матрицы видеокамеры: размер матрицы 22,3 х 14,9 мм; размер единичного пикселя 4,7 х 4,7 мкм. Таким требованиям удовлетворяет фотокамера CANON типа EOS 500D с объективом с переменным фокусным расстоянием, лежащим в пределах от 18 до 200 мм. Проведя несложные вычисления, получим, что наша видеокамера позволяет разрешать со 100 % контрастностью элементы фотографируемого объек-та, находящиеся на максимально большом расстоянии с размерами вплоть до 0,2 мм. При понижении контраста имеется возможность разрешения более мелких элементов.
Программное обеспечение системы обязано производить «сшивку» отдельных кадров в единый файл и обеспечивать компенсацию полученных геометрических искажений.
Результаты предварительных экспериментов и их обсуждение. При экспериментальной реализации поставленной задачи использовалась фотокамера CANON типа EOS 500D с объективом с переменным фокусным расстоянием в пределах от 18 до 200 мм.
Снимок сетки, состоящей из линий шириной 0,1 мм, полученный с помощью выбранной фотокамеры с расстояния в 10 м, приведен на рис. 1.
Программное обеспечение позволяет производить сшивку отдельных кадров в единый файл данных. Пример изображения крупногабаритной трансформируемой конструкции, сшитого из 21 фрагмента, представлен на рис. 2.
В настоящее время ведутся исследования с целью решения следующих задач: повышения быстродейст-
вия системы (время съема и сшивки всех кадров менее 4 мин), анализа изображений и автоматического выявления нештатных ситуаций.
Рис. 1. Видеоизображение сетки с шириной линий 0,1 мм
Рис. 2. Изображение поверхности крупногабаритной трансформируемой конструкции, сшитого из 21 фрагмента
Заключение. Предложено и реализовано техническое решение по созданию системы видеонаблюдения для регистрации изображений объектов размером ~ 3^7 м2 с возможностью регистрации элементов объекта размером ~ 0,1 мм при изменении расстояния до точек объекта в пределах 1-10 м. Результаты предва -рительных экспериментов показали возможность соз -дания автоматической системы для наблюдения
Решетневские чтения
крупногабаритных объектов (характерный размер несколько десятков м2) с возможностью автоматического выделения элементов с характерным размером ~ 0,1 мм.
Библиографическая ссылка
1. Шредер Г., Трайдер Б. Техническая оптика. М. : Изд-во Техносфера, 2006.
A. G. Verhoglyad, S. V. Kalichkin, V. S. Bazin Technological Design Institute of Scientific Instrument Engineering of Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Russia, Novosibirsk
V. I. Halimanovich, V. M. Mihalkin, V. V. Holodov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
VIDEO MONITORING SYSTEM OF LARGE-SIZE TRANSFORMABLE CONSTRUCTION DEPLOYMENT
Producing large-size transformable constructions requires to solve the problem of video monitoring their surfaces at high space resolution in real time while the constructions are being deployed. It is important to control the parts of ~ 0,1 mm size at the whole product surface. The goal of the research is to search a technical solution for designing video monitoring system to register images of objects of ~ 0,1 mm size while the distance to the object points is within 1-10 m.
© Верхогляд А. Г., Каличкин С. В., Базин В. С., Халиманович В. И., Михалкин В. М., Холодов В. В., 2010
УДК 629.7
А. Г. Верхогляд, И. А. Выхристюк, С. Н. Макаров Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Новосибирск
Н. С. Зинин, В. В. Христич ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИМИТАТОРАМИ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ В ПРОЦЕССЕ ТЕРМОВАКУУМНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Приведены алгоритмы управления распределением температур поверхности объекта испытания. Процесс управления является итеративным, где каждая итерация состоит из построения эмпирической линейной тепловой модели процесса и выполнения линейного регулирования, выполняемого в пределах адекватности данной модели.
При проведении термовакуумных испытаний возникает задача получения требуемого распределения температуры на поверхности испытуемого объекта во времени. Для этой цели объект испытаний окружен набором как контролируемых, так и пассивных источников тепла (имитаторов тепловых потоков, криогенных экранов, различных тел окружающей среды).
Текущее распределение температуры на объекте регистрируется набором датчиков температуры, которые размещены на его поверхности.
Чтобы достичь желаемого распределения температур на поверхности объекта, требуются алгоритмы многомерного управления множеством контролируемых источников тепла, которые позволили бы достичь желаемого распределения за заданное время.
При этом возникает задача многомерного управления температурой объекта в условиях неопределенности. Под неопределенностью подразумеваются многие неизвестные параметры сложной тепловой
модели испытуемого объекта, неизвестные свойства источников тепла и др.
Для решения задачи в таких условиях предлагаются алгоритмы управления, которые приводятся в данной статье.
Первый алгоритм предполагает итеративное управление. На каждой итерации тепловая модель процесса испытаний, которая неизвестна и в общем случае нелинейна, заменяется ее эмпирической линейной моделью-аппроксимацией [1], которая адаптивно вычисляется. По адаптивно вычисленной линейной модели выполняется многомерное пропорциональное управление до тех пор, пока линейная модель адекватна. Через некоторое время, определяемое критериями алгоритма, как только линейная аппроксимация тепловой модели процесса становится неадекватной, итерация повторяется, т. е. происходит перерасчет новой линейной аппроксимации объекта с последующим линейным регулированием. Такой ите-
