Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева




Скачать 64.35 Kb.
НазваниеАссистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева
Дата конвертации08.12.2012
Размер64.35 Kb.
ТипДокументы

СЭТС/Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, организация

© Камская государственная инженерно-экономическая академия (КамПИ) 2003-2006 / 3 номер 2006 г. /

ассистент Михалицын А.В.

КГТУ им. А.Н. Туполева



ВЫРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ТОЧНОСТИ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПЛЕНКИ ПАНОРАМНОГО АЭРОФОТОАППАРАТА


Аэрофотографическая система должна обеспечивать выявление полезных оптических сигналов на фоне возможных помех и определение их характерных признаков, для этого она должна давать изображение требуемого качества. Для обеспечения требуемого качества изображения, при разработке аэрофотографических систем, необходимо учитывать влияние на него всех внешних факторов и внутренних систем.

Методика определения требований к точности стабилизации скорости движения аэрофотопленки

Процесс прохождения информации в аэрофотографической системе может быть представлен в виде последовательного соединения отдельных передаточных звеньев, влияние которых на преобразование информации является существенным. Каждое звено характеризуется своей оптической передаточной функцией. Модуль оптической передаточной функции звена, характеризующий зависимость коэффициента передачи модуляции Т от пространственной частоты N, определяет функцию передачи модуляции (ФПМ) звена аэрофотографической системы [1].

По определению ФПМ – отношение глубин модуляции выходного и входного сигналов синусоидальной формы, нормированное к единице на нулевой пространственной частоте, или [2]:

, (1)

где m – глубина модуляции объекта, – глубина модуляции в изображении,
kиз – контраст изображения, kоб – контраст объекта.

В то же время ФПМ аэрофотографической системы представляется как произведение ФПМ всех звеньев, существенно влияющих на качество изображения. Тогда для панорамного аэрофотоаппарата (АФА) ФПМ аэрофотографической системы можно представить следующим образом:

T(N)=Tар(NTта(NTоб.д.(NTоб.аб.(NTобм(NTф(NTв(NTСКСИп(NTСКСИ(N), (2)

где Tар(N)ФПМ атмосферы, учитывающей аэрозольное рассеяние,
Tта(N) – ФПМ атмосферы, учитывающей ее турбулентность, Tоб.д.(N) – ФПМ идеального безаберрационного объектива, учитывающая только дифракцию, Tоб.аб.(N) – ФПМ объектива, учитывающая суммарное влияние аберраций,
Tобм(N) – ФПМ системы аэрофотообъектив-аэрофотоматериал, Tф(N) – ФПМ системы фокусировки, TСКСИп(N) – ФПМ системы компенсации смаза изображения (СКСИ) в направлении полета, TСКСИ(N) – ФПМ СКСИ в направлении движения пленки, Tв(N) – ФПМ учитывающая вибрации.

ФПМ атмосферы, учитывающая аэрозольное рассеяние, записывается [3]:

, (3)

где k – коэффициенты яркости (индексы: п – предмета, ф – фона, а – аэрозоля).

ФПМ атмосферы, учитывающая ее турбулентность, может быть представлена в следующем виде [1-3]:

, (4)

где – угловой размер линии размытия, зависящий от высоты полета и условий наблюдения ( – для чистой атмосферы при наблюдении вниз с высоты менее 1700 м); f – фокусное расстояние объектива АФА.

ФПМ идеального объектива и объектива с учетом аберраций [1]:

, (5)

, (6)

где – длина волны, D – диаметр входного зрачка объектива АФА,
f – фокусное расстояние объектива АФА, 2 – поле зрения объектива АФА.

ФПМ системы аэрофотообъектив-аэрофотоматериал [1]:

, (7)

где – постоянная закона Гаусса .

ФПМ СКСИ в направлении движения пленки для щелевого затвора[1, 3], с учетом особенности построения схемы панорамного АФА [4]:

, (8)

где V – погрешность регулировки скорости пленкопротяжным механизмом;
t – время экспонирования.

Для систем фокусировки, компенсации смаза изображения в направлении полета и возникающих вибраций в первом приближении ФПМ принимается равной величине TСКСИ(N). Тогда из формул (1), (2) и принятого допущения следует:

. (9)

Контраст изображения не должен быть хуже, чем 0,08 [5]. Контраст предметов на фоне Земли, таких как техника, выкрашенная в защитный цвет, при солнечном освещении на длине волны 656,28 нм (рабочая длина волны черно-белых аэрофотопленок) имеет контраст (предмет-фон) 0,3 [5]. Тогда по формулам (2)-(9) допуск на погрешность стабилизации скорости для времени экспонирования 1/200 с и пространственной частоты системы N=26 ΄/мм:

Tта(N)=0,998089; Tар(N)=0,974564; Tоб.д.(N)=0,945181; Tоб.аб.(N)=0,357647; Tобм(N)=0,945181; TСКСИ(N)=0,968152  V=5,32610-4 м/с.

Методика определения ФПМ сдвига изображения по переходному процессу

Следующим шагом по определению требований к точности стабилизации скорости является процесс моделирования систем управления качеством изображения панорамного АФА, по результатам которого можно судить о допусках к скорости стабилизации движения пленки.

ФПМ сдвига изображения найдем, используя компьютерную имитационную модель (КИМ) совместной работы узлов пленкопротяжного механизма (ПМ) панорамного АФА (построенную в пакете прикладных программ Simulink 4.0 приложения MatLAB 6.1), модели отдельных узлов ПМ представлены в работе [4]. С помощью КИМ получены переходные процессы работы систем. Один из типовых переходных процессов отклонения скорости от стационарного режима движения пленки на экспонируемом участке представлен на рис. 1. Из графика переходного процесса видно, что на участке установившегося движения встречаются ошибки решения, которые возникают в результате дискретного решения (чем больше шаг решения, тем больше ошибок; чем меньше шаг решения, тем больше требуется машинного времени).



Рис. 1. Переходный процесс отклонения скорости движения пленки от стационарного режима.

Особенность графика переходного процесса, построенного в Simulink 4.0 такова, что он строится ломаной кривой, соединяющей точки решения, представляющие собой матрицу размерности (2, n), где число n доходит до десятков тысяч, поэтому исключить точки ошибок решения вручную проблематично. Для того чтобы рассчитать ФПМ сдвига изображения в направлении движения пленки, применим следующую методику, которая реализована в m-файле сценария обработки результатов (блок-схема m-файла сценария обработки результатов представлена на рис. 2):

  1. Из матрицы результатов решения устраняются точки переходного процесса, остаются только точки установившегося движения.

  2. Из матрицы результатов решения устраняются точки, выходящие за границу 3σ от среднего арифметического значения величины ΔV в установившемся движении. Дисперсия σ определяется по формуле [6]:

, (10)

где n – число точек решения, оставшихся после исключения из матрицы значений точек переходного процесса; М(2,i) – значения второй строки матрицы решения (в MatLAB матрица значений переходного процесса представляется в виде: первая строка – значения времени, вторая строка – значения физической величины для которой строится переходный процесс); Мср(2,:) – среднее арифметическое значение величин второй строки матрицы решения.

  1. Вычисляются значения ФПМ для максимального, среднего и минимального значения отклонений скорости от стационарного режима в установившемся движении по формуле (8).



Рис. 2. Блок-схема сценария расчета ФПМ сдвига изображения

Результатом работы m-файла будет список значений ФПМ для максимального, среднего и минимального значения отклонений скорости от стационарного режима в установившемся движении. Для переходного процесса, представленного на рис. 1, m-файл выдаст следующие значения:

Tmin=0,9702; Tmean=0,9723; Tmax=0,9741.

Полученные результаты показывают, что система удовлетворяет требованиям по ФПМ, представленным в предыдущем пункте.

Заключение


Представленные методики позволяют вырабатывать требования к скорости движения пленки панорамного АФА на экспонируемом участке. Применение методики определения ФПМ по переходному процессу и представление результирующей ФПМ как произведения ФПМ звеньев к системам управления качеством изображения панорамного АФА модели, которых реализуются в пакете прикладных программ Simulink 4.0 приложения MatLAB 6.1, позволяет определять ФПМ этих систем, и варьировать их влиянием на изображение, не ухудшая его качества.

Литература:


  1. Ребрин Ю.К. Оптико-электронное разведывательное оборудование летательных аппаратов. – Киев: Типография Киевского ВВААИУ, 1988.

  2. Карасик В.Е., Орлов В.М. Лазерные системы видения: Учебное пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 352 с., ил.

  3. Мельканович А.Ф. Фотографические средства и их эксплуатация. Издательство министерства обороны СССР, 1984

  4. Карпов А.И., Кренев В.А., Михалицын А.В. Оценка влияния динамики системы панорамирования и систем подачи и намотки пленки с пружинными накопителями на качество изображения АФА с помощью компьютерных имитационных моделей./ Оптическое общество
    им. Д.С. Рождественского.. Сб. трудов 6-ой Межд. конференции Прикладная оптика», Том 3, Компьютерные технологии в оптике –
    С- Пб., 2004 – с. 125-129.

  5. Орлов В.А., Петров В.И. Приборы наблюдения ночью и при ограниченной видимости. – М.: Воениздат, 1989. – 254 с.: ил.

  6. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления: Учеб. для втузов. В 2-х т. Т.I: – М.: Интеграл-Пресс, 2002. – 416 с., Т.II: – М.: Интеграл-Пресс, 2002. – 544 с.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева iconПрактикум ( к онтрольные вопросы и ответы ) по курсу бжд: Учеб. Пособие. Казань: издательство кгту им А. Н. Туполева, 2002. 60с
Потапов Г. П. Практикум (контрольные вопросы и ответы) по курсу бжд: Учеб. Пособие. – Казань: издательство кгту им А. Н. Туполева,...

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева iconМетодические указания к практическим занятиям по внутренним болезням и эндокринологии на кафедре факультетской терапии для студентов 4-го курса лечебного факультета г. Волгоград 2004г удк 616. 1/. 4-079. 4(075)
Профессор, зав кафедрой Бабаева А. Р., доцент Щукарева В. Я., ассистент Родионова О. Н., ассистент Апухтин А. Ф., ассистент Коротеева...

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева iconМетодические указания к изучению курса «нотариат»
Методические материалы по курсу «нотариат» для студентов юридического института кгту, очного и заочного отделения. Доцент каф. Тиигп...

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева iconПрограмма международной научно-практической конференции
Ю. Ф. Гортышов, ректор Казанского государственного технического университета (кгту) им. А. Н. Туполева, профессор, академик ан рт...

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева iconРабочая программа первой производственной практики для специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Нижнекамский институт информационных технологий и телекоммуникаций гоу впо кгту им. А. Н. Туполева

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева icon3. эволюция управленческой мысли
Беляевым В. А., проф., проф., д с н. Исламшиной Т. Г., проф., д с н. Шангареевой З. С., доц., к с н. Горбачевой О. В., доц., к ф...

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева iconПрограмма дисциплины опд. Ф. 11 Основы проектирования электронных средств Рекомендуется умц кгту им. А. Н. Туполева для направления (специальности) направление: 210200 «Проектирование и технология электронных средств»
НК) электронных средств (ЭС) различного уровня с применением современных средств сапр в зависимости от их назначения

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева icon17. 08. 2010 г., на ОАО «Зеленодольский завод им. А. М. Горького» с участием Проректора по инновационному развитию кгту-каи им. А. Н. Туполева Абрукова Н. Р. и
Необходимо отметить, что механические свойства соединений выполненных стп по статическим и усталостным характеристикам превышают...

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева iconПрограмма международной научно-технической конференции (Кострома, 18-19 октября 2012 г.) 
Инновационные разработки кафедры технологии производства льняного волокна кгту – производству. Е. Л. Пашин, кгту

Ассистент Михалицын А. В. Кгту им. А. Н. Туполева iconЕ. С. Денисов Казанский государственный технический университет им. А. Н. Туполева
Казанский государственный технический университет им. А. Н. Туполева, 420111, Казань, ул. К. Маркса, 10, (843)2389-416, -kai ru


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница