автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Исследование и разработка оптико-электронных систем с планарной оптической равносигнальной зоной для контроля и управления пространственным положением объектов

На правах рукописи УДК 681.786.4

БОГАТИНСКИЙ Егор Маркович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ С ПЛАНАРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ РАВНОСИГНАЛЬНОЙ ЗОНОЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТОВ

Специальность: 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и

комплексы

АВТОТЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 3 ИЮН 2010

Санкт-Петербург - 2010

004603415

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики

Научный руководитель:

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Тимофеев Александр Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Латыев Святослав Михайлович

кандидат технических наук Нужин Андрей Владимирович

Ведущая организация

ОАО "ЛОМО"

Защита диссертации состоится "01" июня 2010 г. в и часов

30 минут на

заседании диссертационного совета Д 212.227.01 при Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: г. Санкт-Петербург, пер. Гривцова, 14, аудитория 313-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУ ИТМО.

Ваши отзывы и замечания по автореферату (в двух экземплярах), заверенные печатью, просим направлять в адрес университета: 197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49, секретарю диссертационного совета Д 212.227.01.

Автореферат разослан " 13 " апреля 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.227.01, кандидат технических наук, доцент

Красавцев В.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Одним из перспективных направлений развития технологии и техники является автоматизация работ с применением современных средств контроля, дающих возможность повысить производительность оборудования, сэкономить ресурсы и сократить долю ручного труда.

Одним из таких направлений является контроль плоскостности или пространственного положения объектов относительно базовой плоскости при сооружении дорог, путепроводов, аэродромов, а также при определении взаимного положения элементов крупногабаритных конструкций. Для решения подобных задач применяются оптико-электронные системы (ОЭС), создающие протяженную оптическую базовую плоскость, относительно которой осуществляется позиционирование. Бесконтактность и возможность полной автоматизации процесса контроля позволяют создавать универсальные ОЭС и использовать их для решения таких задач, как контроль положения рабочих органов систем автоматического управления (САУ) строительной и сельскохозяйственной техники, так и позиционирования частей и блоков в процессе монтажа в промышленном производстве и судостроении.

Такие ОЭС работают в достаточно широких диапазонах изменений поперечных линейных смещений относительно базовой плоскости при сохранении требуемой погрешности контроля. Например, при формировании фундаментов крупногабаритных промышленных сооружений на дистанциях не менее 100 м погрешность позиционирования не должна превышать 1-3 мм, а при формировании земляной поверхности рисовых полей для контролирования вертикальных смещений до ±1,5 м не более 5 мм. При этом ОЭС должны работать в достаточно широких диапазонах изменения внешних условий (температура среды от -40 до + 50 °С, освещенность фона до 10000 лк и т.д.).

В существующих системах сканирующий лазерный луч, создающий базовую плоскость, не позволяет обеспечить требуемый диапазон контроля поперечных смещений при высокой точности позиционирования на больших дистанциях, в то время как применение оптической равносигнальной зоны позволяет исключить указанный недостаток, обеспечив также высокую точность к позиционированию приемной части (ПЧ).

В связи с вышеизложенным, исследование ОЭС с оптической равносигнальной зоной в виде плоскости - планарной оптической равносигнальной зоны (ПОРСЗ) актуально и находятся в рамках приоритетных направлений развития науки, технологии и техники в РФ.

Цель работы

Целью диссертационной работы является проведение исследований и разработка оптико-электронной системы с планарной оптической равносигнальной зоной, служащей базой при позиционировании рабочих

органов систем автоматического управления техникой.

Задачи исследования

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализ и классификация ОЭС контроля положения объектов относительно базовой плоскости.

2. Исследование особенностей формирования ПОРСЗ.

3. Разработка и исследование элементов ОЭС с ПОРСЗ на математических моделях.

4. Реализация макета задатчика базовой плоскости (ЗБП) и выполнение на нем экспериментальных исследований. ''

5. Исследование влияний основных составляющих погрешности на форму ПОРСЗ.

Методы исследования

В процессе выполнения работы применялись аналитические методы геометрической оптики, компьютерные методы расчета параметров оптических и оптико-электронных систем, матричный метод расчета зеркально-призменных систем.

Для подтверждения полученных результатов были использованы как методы математического моделирования, так и экспериментальные исследования в лабораторных условиях на макете.

Научная новизна работы

Исследование структуры ОЭС с ПОРСЗ посредством введения понятия энергетической чувствительности с учетом спектрального диапазона излучения и разработка ОЭС с ПОРСЗ, реализованной на основе биконцентрической оптической схемы с кольцевым расположением источников оптического излучения.

Основные результаты, выносимые на защиту

1. Обобщенная структурная схема ОЭС с ПОРСЗ, представленная в виде физической и технической сред, позволяющих провести анализ влияния факторов различной природы на работу ОЭС.

2. Математическая модель ЗБП с управляемым транспарантом, расположенным вблизи выходного зрачка оптической системы.

3. Критерий сравнения схем ОЭС с ПОРСЗ основанный на анализе энергетической чувствительности ОЭС для источников, имеющих несколько максимумов в спектре.

4. Способ построения ЗБП на основе биконцентрической модели с кольцевым расположением полупроводниковых излучающих диодов СПИД) для создания ПОРСЗ в горизонтальном угле 360°.

5. Методика и алгоритм габаритно-энергетического расчета

биконцентрической модели ЗБГ1.

6. Закономерности влияния градиента температур воздушного тракта и фоновой обстановки среды на непланарность ПОРСЗ.

Практические результаты работы

Основными практическими результатами можно считать следующие:

1. Сформулированы принципы формирования ПОРСЗ при помощи параметров оптического излучения (в частности спектральным диапазоном источников излучения).

2. Биконцентрическая схема ЗБП, реализованная на основе модели с составным источником, позволяющая обеспечить ПОРСЗ в горизонтальном угле 360° при регулярной кольцевой структуре источников излучения.

3. Создана методика габаритно-энергетического расчета ОЭС с ПОРСЗ. На основании методики реализованы итерационный алгоритм и программа расчета размеров зрачков объективов ЗБП и Г1Ч.

4. Разработан и реализован макет ЗБП на основе широкопольного объектива с разделительной призмой и линейкой ПИД, позволяющий проводить по созданной методике эксперименты по распределению энергетической чувствительности ОЭС с ПОРСЗ.

5. Разработан макет ПЧ на основе панорамного объектива с гиперболоидной поверхностью.

6. Доказано, что основными источниками погрешностей, искажающими форму ПОРСЗ, являются рефракция воздушного тракта, искажающая форму ПОРСЗ до параболоида вращения, и фоновая засветка среды, зависимость погрешности которой от дистанции носит кубический характер.

Реализация результатов работы отражена тремя актами использования анализа особенностей схем построения оптических. систем формирователя планарной измерительной базы, а также методики расчета энергетической чувствительности при различных схемных решениях. Результаты диссертационной работы, затрагивающие теоретические основы формирования ПОРСЗ, используются в учебном процессе СПбГУИТМО при подготовке студентов по специальности 200203 "Оптико-электронные приборы и системы обработки видеоинформации", а также при выполнении НИР "Теоретическое и экспериментальное исследование влияния параметров атмосферы на информативные свойства полихроматической оптической равносигнальной зоны" (грант РФФИ 06-08-03356 № г.р. 01.2.007 00968). Кроме того, результаты работы отражены в рамках аналитической ведомственной целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)" и в федеральной целевой программе "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 годы.

Апробация работы

б

Результаты диссертационной работы обсуждались на девятнадцати конференциях, из которых семь - международные, такие как Международная конференция "Прикладная оптика-2004", "Прикладная оптика-2006", "Прикладная оптика-2008"; Международная конференция "0птика-2003", "0птика-2005", "0птика-2007", "Оптика-2009".

В 2004, 2008 и 2009 годах исследования по тематике диссертации поддерживались в рамках грантов правительства Санкт-Петербурга для студентов и аспирантов.

Публикации

Материалы диссертационной работы опубликованы в 19 печатных работах.

Структура н объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 64 наименований, содержит 145 страниц основного текста, 64 рисунка, 3 таблицы и 5 приложений.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, отражены основные направления и задачи исследования.

В первой главе в результате проведенного аналитического обзора ОЭС, являющихся аналогами исследуемых в работе систем, определены основные характеристики и условия эксплуатации для САУ и для ОЭС контроля положения относительно базовой плоскости.

Предложена классификация ОЭС с ПОРСЗ по величине полевого угла в базовой плоскости и тангажу. Анализ вариантов построения ОЭС контроля пространственного положения объектов: узкопольных ОЭС, ОЭС с передающей оптической равносигнальной зоной и панорамных ОЭС показал, что недостатком узкопольных систем с механическим сканированием является сложность механической части, инерционность привода и громоздкость. Все это отраничивает точность при заданном диапазоне контроля поперечных смещений.

Проведенный анализ схем ОЭС контроля пространственного положения объектов показал, что для достижения требуемого диапазона контроля поперечных смещений, при необходимой точности и динамических характеристиках ОЭС, использование ПОРСЗ с модулированным информативным параметром оптического излучения выгодно по сравнению с лазерным источником. Особенность ОЭС с ПОРСЗ, заключающаяся в том, что информация о смещении относительно базовой плоскости содержится в распределении основного информативного параметра оптического излучения, позволяет обеспечить больший диапазон контроля линейных смещений, а

также обеспечить малое энергопотребление, что позволяет создавать переносные ОЭС с ПОРСЗ, работающие от автономных источников питания.

На основании критического анализа ОЭС сформулированы цели и основные задачи исследований.

Во второй главе рассмотрен принцин построения ОЭС с ПОРСЗ. Предложено формировать обобщенную структурную схему ОЭС с ПОРСЗ (рисунок 1) в виде физической и технической сред, элементами последней являются ЗБП и ПЧ.

Звдатчик бэювой плоскости

¡/¿/¡рщем. нсёдлШар

оттепщ-сисагщ фжьтр

Л

т , г

' ¡ФИЗИЧЕСКАЯ II СРЕЗА ! ! I 1

К шЯяссферглщ щ 1 -

кщал 13

1- фон—г ! [

— — — — — 1

ОБЪЕКТ уЬю ПРИЕМНАЯ ЧАСТЬ у'&Я

таческш гиеяепа'фияьвр яжпя-я/гыал р оИга^Ьтт

Лу

хергцщччщве и траяттесхае Аслетае

■ >зксплУпщЕ.ццвнйы'е бозЗейсшЬия >

ТЕХНИЧЕСКАЯ СРЕДА

петротгаческае ,с5еспеч&ше

ж

Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема ОЭС с ПОРСЗ

Подтверждено, что принципиальной основой образования ПОРСЗ являются формирование пространственных распределений основного и дополнительного информативных параметров оптического излучения. Предложено использовать в качестве основного информативного параметра в ПОРСЗ величину амплитудной модуляции облученности.

Впервые предложены схемы формирования ПОРСЗ с помощью управляемого транспаранта, располагаемого вблизи выходного зрачка оптической системы ЗБП, или составного источника, фокусируемого на предельную дистанцию работы.

Под управляемым транспарантом понимается составленная из двух половин и установленная вблизи выходного зрачка объектива ЗБП плоскопараллельная пластина, коэффициентом пропускания каждой половины которой можно управлять. Под составным источником излучения понимается источник, составленный из двух половин, работающих в разных спектральных диапазонах излучения.

С учетом зависимости энергетической' чувствительности ОЭС от диапазона излучения АХ источника развито понятие энергетической чувствительности ОЭС с ПОРСЗ ЩДу, А?.), под которым понимается отношение изменения на входном зрачке ПЧ потока с!Ф излучения, вызванного линейным смещением ф> ПЧ, к этому смещению.

С целью проверки возможности реализации предложенных схем ЗБП были проведены на их математических моделях теоретические исследования

пространственного распределения облученности с учетом спектрального диапазона излучения. В результате получены основные соотношения для расчета эффективных размеров выходного зрачка объектива ЗБП как в моделях с управляемым транспарантом, так и с составным источником, которые позволили оценить вклад энергии источников оптического излучения в пространственное распределение облученности в ПОРСЗ.

Сравнения моделей ЗБП с управляемым транспарантом или с составным источником по пространственному распределению облученности показали, что переходная зона в модели с составньм источником меньше, чем в модели с управляемым транспарантом. Поэтому целесообразнее для формирования ПОРСЗ использовать схему с составным источником.

С целью оценки приемлемости структуры ОЭС с ПОРСЗ использовано понятие пространственного распределения энергетической чувствительности с учетом ее зависимости от спектрального диапазона излучения, позволяющее эффективно оценивать схемы формирования особенно с источниками, имеющими несколько максимумов в спектре излучения.

Для формирования ПОРСЗ предложена комбинированная схема (рисунок 2), объединяющая в себе схемы с управляемым транспарантом и с составным источником. Особенностью этой схемы является то, что она состоит из двух идентичных оптических каналов, оптические оси которых разнесены.

Без учета хроматических аберраций объектива ЗБП энергетическая чувствительность комбинированной схемы в зависимости от спектральных диапазонов АХ] и ДХ2 излучения источника, имеющего 2 максимума X] и в спектре, определена выражением:

, ... л2 1 г)

IV(ф>,г, А^,,ДЯ2) = £>,1Ч - - ---—2--

г ау

-МАЛ,)-г1(ДЛ1)Т1(АЛ1)Т1(ДЯ1)-Х4СДД,) +

+ л:(ДД2).т1(/и2).г.(ДАг)-г2(ДЯ2)-4(ДЯ2)), (1)

где £>пч- диаметр входного зрачка объектива ПЧ; г— дистанция контроля;

Лзф|(ф>^), Л3ф2(ф'^) - эффективные площади выходного зрачка каждого канала;

¿у - элементарное вертикальное смещение ПЧ; к(Л)ч), к(ЛХ.2) - интегральные

коэффициенты использования приемником излучения источника в диапазонах

длин волн, содержащих X] и ^(Д!]), т^ДАя) - интегральные коэффициенты

пропускания оптической системой ЗБП излучения источника в диапазонах длин

волн, содержащих ?ч и т/ЛХО, та(ДХ2)- интегральные коэффициенты

пропускания атмосферным каналом в диапазонах длин волн, содержащих А.1 и

1.2, та(ДХ,]), та(ДХ2) - инте1ральные коэффициенты пропускания атмосферным

каналом в диапазонах длин волн, содержащих Я] и т2(ДА,[), т2(Д^)-

интегральные коэффициенты пропускания оптической системой ПЧ излучения

источника в диапазонах длин волн, содержащих ^ и Я,2; £е(Лк{), ¿г(ДХ2) -

энергетические яркости источника излучения в диапазонах длин волн,

содержащих и Х2.

Рисунок 2 - Комбинированная схема ОЭС с ПОРСЗ

Для случая бесконечно малого размера входного зрачка ПЧ с ростом дистанции энергетическая чувствительность уменьшается (1) и стремится к нулю.

В третьей главе на основе сравнения оптических схем ЗБП аналитически показана целесообразность применения концентрической оптической схемы, которая в силу своей пространственной геометрии позволяет создать распределение облученности в горизонтальном угле распространения излучения 360°.

Для реализации оптической схемы с ПОРСЗ в горизонтальном угле распространения излучения 360° предложено использовать две идентичные концентрические оптические схемы 3,4 (рисунок 3 а) с регулярной структурой источников излучения 1, 5, выполненной в виде кольца ПИД, расположенного за круговой диафрагмой 2. Биконцентрический вариант построения оптической схемы ЗБП воплощает в себе такие достоинства концентрических схем, как большая светосила по сравнению с другими объективами в сочетании со значительным угловым полем в пространстве изображений.

Энергетическую чувствительность ОЭС с ПОРСЗ с учетом спектрального диапазона излучения целесообразно представлять произведением:

^ = Пер-Пт1-П0И.Праб, (2)

где Пер = г, (АЛ) - параметр физической среды: коэффициент пропускания

р

атмосферного канала; Пист =———у - параметры источника излучения:

с1 -яп у2

мощность излучения ПИД (Рс), диаметр излучающей площадки ПИД (с/), угол излучения ПИД на уровне 0,5 (0); П^ = г, (АЛ) ■ т2 (АЛ) ■ Д2[ч - - параметры оптических схем ЗБП и ПЧ: коэффициенты пропускания оптическими системами ЗБП и ПЧ излучения источника, размеры зрачков ЗБП (Аых) и ПЧ;

П д = т-=--рабочие параметры: дистанция контроля, смещение.

(гЧс^/.ф

Таким образом, теоретически полученное распределение энергетической чувствительности для биконцентрической схемы ЗБП (рисунок 3 б) (2) имеет гиперболический характер.

Анализ энергетической чувствительности (2) показал зависимость обратную пятой степени величины поперечных смещений и подтверждает, что энергетическая чувствительность максимальна в ПОРСЗ.

а б

Рисунок 3 - Биконцетрическая схема ЗБП: а - оптическая часть; б - распределение энергетической чувствительности (при Д,ых = 34 мм, Дпч - 42 мм, гтш = 100 м,

£С(Л>.1) = 153,6103 Вт/(м'-ср), Т!(А>-1) =0,8, та(А"м) = 0,55, х2(ЛХ0 =0,9, к(ДХ0 = 0,9;

1С(М2) = 115,3 -103 Вт/(м2-ср), ц(ДХ2) =0,75, т.(М,2) = 0,5, т2(ДХ,2) =0,85, к(ЛХ2) = 0,8)

Аналитически доказано, что среднее квадратическое значение шумовой погрешности измерений вертикальных смещений при фазовом различении сигналов, полученных с ГГЧ при их обработке в 1,41 раза превышает среднее квадратическое значение шумовой погрешности при их частотном различении, что позволяет сделать вывод о целесообразности использования частотной модуляции излучения ПИД в качестве дополнительного информативного параметра при формировании ПОРСЗ.

Предложена методика габаритно-энергетического расчета биконцентрической схемы, на ее основе реализованы итерационный алгоритм, позволяющий методом последовательных приближений с наперед заданной по1решностью рассчитывать значение входного зрачка объектива ПЧ, и компьютерная программа расчета основных параметров схемы.

Для расчета энергетической яркости ПИД разработана методика, учитывающая наличие нескольких максимумов в спектре их излучения (белые светодиоды). Результаты расчета в диапазонах длин волн Д^ и А),2, содержащих максимумы спектра излучения, по предложенной методике показали выигрыш до 15-20% по сравнению с расчетом интегральной энергетической яркости ПИД. Поэтому для исследования энергетической чувствительности с учетом спектрального диапазона излучения в ОЭС с ПОРСЗ целесообразнее пользоваться предложенной методикой.

и

Поскольку в процессе работы ПЧ может перемещаться в пределах плоскости, то за основу модели фокусирующего элемента ПЧ взят панорамный объектив с гиперболоидной поверхностью, позволяющий принимать излучение также в горизонтальном угле распространения излучения 360°.

С целью минимизации поперечных размеров оптических систем ЗПБ и ПЧ предложен алгоритм расчета, направленный на получение одинаковых размеров зрачков.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований построения ОЭС с ПОРСЗ.

Из хода графиков экспериментальных зависимостей (рисунок 4) для современных серийно выпускаемых ПИД на СаАз/ОаЛ1Аз с ростом скважности питающих импульсов амплитуда первой гармоники возрастает до определенного предела. В частности, если на ПИД типа АЛ123 при /ср = 250 мА вместо скважности 2 создавать скважность 4, то выигрыш в амплитуде первой гармоники составит 27%. Поэтому для любого питающего тока скважность импульсов в диапазоне 4-6 (рисунок 1) оптимальна и может быть рекомендована для формирования питающих сигналов в модуляторе.

Рисунок 4 - Графики зависимости максимальной амплитуды первой гармоники от скважности питающих импульсов: 1 -расчетная зависимость; 2 - экспериментальная зависимость для GaAs ПИД (типа АЛ123) при среднем токе 50 мА; 3-100 мА; 4-150 мА; 5

- 200 мА; 6 - 250 мА

Предложена структура, методика исследования и реализована экспериментальная установка схемы ОЭС с ПОРСЗ (рисунок 5 а) на основе широкопольного объектива (рисунок 5 б) ЗБП 1, разделительной призмы 2 и линейкой ПИД 3,4 для исследования угловой зависимости энергетической чувствительности в ОЭС с ПОРСЗ. Экспериментальные исследования зависимости энергетической чувствительности в горизонтальном угле до 27°. задаваемого поворотным столиком 5, показали ее спад до 35% от максимального значения на оптической оси (рисунок 5 в), что для создания зоны управления недопустимо. Спад энергетической чувствительности обусловлен диаграммой излучения ПИД.

Поэтому для исключения зависимости энергетической чувствительности от горизонтального угла целесообразно применение биконцентрических оптических схем с кольцевым расположением ПИД.

Теоретический анализ погрешностей ОЭС с ГЮРСЗ показал, что главным образом влияние на искривление пучка лучей от источника и на форму ПОРСЗ оказывает рефракция воздушного тракта, обусловленная температурным градиентом физической среды. Расчетное максимальное значение погрешности, вызванной рефракцией, на предельной дистанции 100 м может достигать 5 мм. При постоянном вертикальном градиенте температуры ПОРСЗ с увеличением дистанции приобретает форму параболоида вращения (рисунок 6 а).

Показано, что при увеличении энергетической яркости фона погрешность регистрации смещений с дистанцией возрастает пропорционально квадратному корню отношения энергетических яркостей фонов (рисунок 6 б).

В пределах одинаковой энергетической яркости фона зависимость погрешности регистрации от дистанции контроля носит степенной

Рисунок 5 - К исследованию угловой зависимости энергетической чувствительности ОЭС с ПОРСЗ: а - схема экспериментальной установки (1,2- ГШД;3

- разделительная призма; 4 - блок управления; 5 - объектив; 6 - входной зрачок ИЧ; 7 - приемник излучения; 8 -измерительная штанга; 9 - блок обработки информаиии; 10 устройство отображения информации); б - макет ЗБП; в -экспериментальная зависимость энергетической чувствительности от угла отклонения от оптической оси объектива

(кубический) характер. Максимальное значение погрешности на предельной дистанции 100 м при фоне 10000 лк может достигать 0,1 мм (рисунок 6 б).

а б

Рисунок 6 - Расчетные зависимости погрешностей регистрации смещений от дистанции: а -при температурном градиенте; б - при энергетической яркости фона (1 - 1600 Вт/(м2 ср), 2 -400 Вт/(м2 ср), 3-80 Вт/(м2-ср))

Собран макет ПЧ ОЭС с ПОРСЗ с панорамным объективом с гиперболоидной поверхностью, позволяющий регистрировать смещение объектов. Для этого макета разработана методика экспериментального исследования позиционной чувствительности ОЭС с ПОРСЗ.

Заключение

Основные результаты исследований, изложенных в работе.

1. Проведен анализ и классификация ОЭС контроля положения объектов относительно базовой плоскости, доказывающие преимущества модулированного оптического излучения перед сканирующим лазерным лучом по причине обеспечения в ОЭС большего диапазона контроля поперечных смещений.

2. Разработана обобщенная структурная схема ОЭС с ПОРСЗ, развито понятие энергетической чувствительности ОЭС с учетом ее зависимости от спектрального диапазона излучения источника, представляемой произведением параметров технической (источника излучения, оптических систем, рабочих параметров) и физической сред.

3. Разработан и исследован ЗБП на математических моделях с управляемым транспарантом или с составным источником.

4. Доказаны преимущества схемы с составным источником перед схемой с управляемым транспарантом, заключающиеся в меньшем размере переходной зоны и высокой энергетической чувствительности на существенных дистанциях работы ОЭС с ПОРСЗ.

5. В качестве критерия сравнения схем ОЭС с ПОРСЗ предложено использовать значение энергетической чувствительности ОЭС с учетом спектрального диапазона излучения.

6. Предложена биконцентрическая схема ЗБП, реализованная на основе математической модели с составньм источником, что позволило обеспечить ПОРСЗ в горизонтальном угле 360° при регулярной кольцевой структуре источников излучения.

7. Создана методика габаритно-энергетического расчета ОЭС с ПОРСЗ для биконцентрической схемы ЗБП, предложен итерационный алгоритм и реализована программа расчета размеров зрачков объективов ЗБП и ПЧ.

8. Экспериментальные исследования по распределению энергетической чувствительности ОЭС в горизонтальном угле на реализованном макете ЗБП с широкопольным объективом показали спад до 35% чувствительности от максимального значения на оптической оси, что подтверждает целесообразность использования биконцентрической схемы ЗБП.

9. Предложен макет ПЧ на основе панорамного объектива с гиперболоидной поверхностью, позволяющего регистрировать поток излучения от ЗБП в горизонтальном угле приема 360°.

10. Исследование влияний основных составляющих погрешности на форму ПОРСЗ показало, что погрешность, вызванная рефракцией воздушного тракта, приводит к искажению ПОРСЗ до формы параболоида вращения, в то время как зависимость погрешности от дистанции, вызванная фоновой засветкой среды, носит кубический характер.

Основные результаты исследований отражены в следующих публикациях;

1. Богатинский Е.М., Тимофеев А.Н. О схемах построения прожекторов с круговой оптической равносигнальной зоной // Научно-технический вестник СПб ГИТМО(ТУ). Выпуск 9. Подготовка научных кадров: методики, технологии, результаты. / Под ред. Ю.А. Гатчина. СПб.: СПб ГИТМО(ТУ), 2003. С. 64-68.

2. Барсуков O.A., Богатинский Е.М. О выборе параметров построения оптической схемы прожектора с круговой оптической равносигнальной зоной // Сб. трудов III Международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2003". СПб.: СПбГУ ИТМО, 2003. С. 123-125.

3. Богатинский Е.М., Тимофеев А.Н. Особенности энергетического расчета оптико-электронной системы управления строительными машинами // Труды IV международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2005". СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005. С. 118-119.

4. Богатинский Е.М. Исследование влияния внешних условий на погрешность позиционирования относительно плоскости в оптико-электронной системе управления строительной техникой // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 26 Исследования в области приборостроения. / Главный редактор д.т.н., проф. В.Н. Васильев. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. С. 251-257.

5. Богатинский Е.М., Тимофеев А.Н. Габаритно-энергетический

расчет в оптико-электронной системе с круговой оптической равносигнальной зоной // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 34. Современная онгака. / Главный редактор д.т.н., проф. В.Н. Васильев. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. С. 209-212.

6. Богатинский Е.М., Кулагин B.C. Исследование влияния фоновой засветки на погрешность позиционирования в оптико-электронной системе управления с круговой оптической равносигнальной зоной // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 34. Современная оптика/ Главный редактор д.т.н., проф. В.Н. Васильев. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. С. 196-198.

7. Богатинский Е.М., Тимофеев А.Н. Формирование и анализ пространственного распределения энергии в планарной оптической равносигнальной зоне // Сб. трудов VII Международной конференции "Прикладная оптика - 2006". Т.З "Компьютерные технологии в оптике". СПб.: Оптическое общество им. Д.С. Рождественского, 2006. С. 297-301.

8. Богатинский Е.М. Анализ пространственного распределения энергии в планарной оптической равносигнальной зоне // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 38. Исследования в области оптики и приборостроения. Труды молодых ученых / Главный редактор д.т.н., проф. В.Н. Васильев. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. С. 33-38.

9. Богатинский Е.М. Методика расчета пространственного распределения энергии в оптико-электронной системе с круговой планарной оптической равносигнальной зоной // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 43. Современная оптика/ Главный редактор д.т.н., проф.

B.Н. Васильев. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. С. 217-221.

10. Богатинский Е.М. Исследование влияния аберраций на чувствительность оптико-электронной системы с планарной оптической равносигнальной зоной //' Труды пятой международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2007". / Под ред. проф. В. Г. Беспалова, проф.

C.А. Козлова. СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. С. 246-247.

11. Богатинский Е.М., Тимофеев А.Н. Исследование влияния подвижек элементов оптической схемы на смещение базовой плоскости в оптико-электронных приборах позиционирования // Сб. трудов VIII Международной конференции "Прикладная оптика-2008". Т.1 "Оптическое приборостроение". СПб.: Оптическое общество им. Д.С. Рождественского, 2008. С. 39-40.

12. Мусяков В.Л., Панков Э.Д., Тимофеев А.Н., Богатинский Е.М., Яковлев П.В. Направления развития оптико-электронных систем с оптической равносигнальной зоной // Изв. вузов. Приборостроение. 2008. Т. 51, № 9. С. 2731.

13. Богатинский Е.М. Основные направления совершенствования оптико-электронных систем для контроля смещений крупногабаритных объектов // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 49. Оптотехника, оптические материалы/ Главный редактор д.т.н., проф.

В.О. Никифоров. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. С. 114-117.

14. Богагинский Е.М. О понятии информационного пространства в оптико-электронных структурах с оптической равносигнальной зоной // Труды шестой международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2009". Санкт-Петербург, 19-23 октября 2009. / Под ред. проф.

B.Г. Беспалова, проф. С.А. Козлова. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. С. 288-290.

15. Богатинский Е.М., МараевА.А. Расчет энергетической чувствительности в оптической равносигнальной зоне при мультиплексировании оптического излучения по длине волны // Труды шестой международной конференции молодых ученых и специалистов "0птика-2009". Санкт-Петербург, 19-23 октября 2009. / Под ред. проф. В.Г.Беспалова, проф.

C.А. Козлова. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. С. 291-292.

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении "Университетские телекоммуникации".

197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49. Тел. (812) 233 4669. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОТ ПЛАНАРНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ БАЗЫ.

1.1 Узкопольные ОЭС.

1.1.1 Однокоординатные ОЭС.

1.1.2 Двухкоординатные ОЭС.

1.1.3 Трехкоординатные ОЭС.

1.2 ОЭС с передающей ОРСЗ.

1.3 Панорамные ОЭС.

1.4 Сравнение технических параметров оптико-электронных систем позиционирования.

1.5 Выводы по главе 1, задачи исследования.

ГЛАВА 2 ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ

ПЛАНАРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ РАВНОСИГНАЛЬНОЙ ЗОНЫ.

2.1 Обобщенная схема ОЭС с ПОРСЗ.

2.2 Принципиальные основы формирования ПОРСЗ.

2.3 Преобразование сигналов в ОРСЗ.

2.4 О реализации ПОРСЗ.

2.5 Методика расчета пространственного распределения энергии оптического излучения в ПОРСЗ.

2.5.1. Методика расчета пространственного распределения энергии оптического излучения в пучке.

2.5.2 Методика расчета пространственного распределения энергии при создании ОРСЗ с помощью управляемого транспаранта.

2.5.3 Методика расчета пространственного распределения энергии при создании ОРСЗ с помощью составного источника излучения

2.6 Пространственное распределение энергетической чувствительности в ОЭС с ОРСЗ с учетом спектрального диапазона излучения.

2.6.1 Энергетическая чувствительность при управлении пропусканием транспаранта.

2.6.2 Энергетическая чувствительность для случая составного источника с учетом зависимости от спектрального диапазона излучения.

2.6.3 Энергетическая чувствительность для случая комбинированной системы с учетом зависимости от спектрального диапазона излучения.

2.7 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ ОЭС ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ

ПОРЗС.

3.1 Системы со стационарными оптическими элементами.

3.1.1 Широкопольиые схемы.

3.1.2 Панорамные оптические схемы.

3.1.3 Биконцентрические схемы.

3.2 Анализ влияния особенностей схем на энергетическую чувствительность ОЭС с ОРСЗ.

3.3 Методика расчета энергетической яркости источника излучения, имеющего несколько максимумов в спектре излучения.

3.4 Современные ПОИ для детектирования ОРСЗ.

3.5 Методика расчета энергетической чувствительности схем ОЭС с ПОРСЗ.

3.5.1 Методика расчета энергетической чувствительности ОЭС для случая создания разделительной границы управляемым транспарантом.

3.5.2 Методика расчета энергетической чувствительности для случая составного источника.

3.5.3 Методика расчета энергетической чувствительности комбинированной схемы.

3.6 Сравнение потенциальной точности ОЭС с ОРСЗ при различных типах модуляции излучения источников.

3.7 Особенности энергетического расчета биконцентрических оптических схем с ПОРСЗ.

3.8 Методика расчета параметров биконцентрической оптической схемы ЗБП.

3.9 Возможные решения оптической схемы приемной части ОЭС с ПОРСЗ.

3.9.1 Стандартный узкопольный объектив.

3.9.2 Световодный диск.

3.9.3 Панорамный объектив с асферической поверхностью.

3.10 Алгоритм расчета диаметра входного зрачка ПЧ.

3.11 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОСНОВНЫЕ

ПОГРЕШНОСТИ ОЭС С ПОРСЗ.

4.1 Выбор параметров модуляции источников излучения.

4.2 Экспериментальные исследования энергетической чувствительности на макете ОЭС с ПОРСЗ.

4.3 Способ практической реализации концентрической системы для создания ПОРСЗ.

4.4 Анализ погрешностей формы ПОРСЗ.

4.4.1 Разбаланс яркости.

4.4.2 Влияние температурного градиента физической среды на форму ПОРСЗ.

4.4.3 Влияние фоновых засветок на отклонение формы ПОРСЗ от планарной.

4.4.4 Погрешность формы ПОРСЗ, вызванная изменением частоты модуляции излучения при изменении температуры.

4.4.5 Суммарная погрешность системы.

4.5 Выводы по главе 4.

В строительстве проблемой является контроль плоскостности и позиционирования рабочих органов строительных машин при сооружении дорог, путепроводов, аэродромов и т.д. При этом точность проведения таких работ имеет принципиальное значение, поскольку она, в конечном счете, определяют уровень качества строительных работ. Для решения применяются оптико-электронные системы (ОЭС), создающие протяженную измерительную базу [1,2], однако, они не удовлетворяют предъявляемым требованиям: при формировании фундаментов крупногабаритных промышленных сооружений на дистанциях не менее 100 м погрешность позиционирования не должна превышать 1-3 мм, а при формировании земляной поверхности рисовых полей при диапазоне контролируемых вертикальных смещений до ±1,5 м не более 5 мм. При этом ОЭС должны работать в достаточно широких диапазонах изменения внешних условий (температура среды от -40 до + 50 °С, освещенность фона до 10000 лк и т.д.).

Бесконтактность и возможность полной автоматизации процесса контроля позволяют создавать универсальные ОЭС и использовать их для решения таких задач как:

1. Контроль положения рабочих органов строительной техники относительно некоторой базовой плоскости.

2. Измерение взаимного положения деталей в процессе их обработки и сборки в машиностроении и приборостроении.

3. Контроль точности сопряжения и взаимного расположения частей и блоков в процессе монтажа в промышленном производстве и судостроении.

Использование в качестве измерительной базы заданного пространственного распределения параметров оптического излучения позволяет полностью автоматизировать процесс контроля. Для обеспечения высокой точности позиционирования на больших дистанциях в качестве базы предлагается использовать оптическую равносигнальную зону (ОРСЗ) [1].

ОРСЗ определяется как область пересечения электромагнитных полей оптического диапазона, в которой основные информативные параметры равны, а дополнительные информативные параметры различаются [1].

С практической точки зрения наибольший интерес представляет тот случай, когда ОРСЗ имеет форму плоскости [3], поскольку в этом случае возможно управление в горизонте несколькими объектами одновременно.

Под планарной ОРСЗ (ПОРСЗ) предлагается понимать ОРСЗ, имеющую форму плоскости и распределяемую от задатчика базовой плоскости (ЗБП) в полном угле распространения.

Применение ОРСЗ позволяет в большинстве случаев обеспечить в измерительных ОЭС более высокую точность при значительном диапазоне контроля и управления, высокую надежность в работе при наличии вибраций и ускорений [4, 5]. В свою очередь, достижения науки и техники привели и приводят к существенному изменению приборов и систем, использующих ОРСЗ, в то время как к настоящему моменту не создано общей теории, в которой были бы освещены с единой точки зрения вопросы адекватности моделей реальным элементам указанных ОЭС особенно для случая ПОРСЗ.

Целью диссертационной работы является проведение исследований и разработка оптико-электронной системы с планарной оптической равносигнальной зоной, служащей базой при позиционировании рабочих органов систем автоматического управления техникой.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализ и классификация ОЭС контроля положения объектов относительно базовой плоскости.

2. Исследование особенностей формирования ПОРСЗ.

3. Разработка и исследование элементов ОЭС с ПОРСЗ на математических моделях.

4. Реализация макета задатчика базовой плоскости (ЗБП) и выполнение на нем экспериментальных исследований.

5. Исследования влияний основных составляющих погрешности на форму ПОРСЗ.

В первой главе проведен аналитический обзор ОЭС контроля плоскостности, определены основные характеристики условий эксплуатации для геодезических ОЭС и для систем автоматического управления относительно базовой плоскости строительной техникой. Предложена классификация ОЭС с ПОРСЗ по величине полевого угла в базовой плоскости и тангажу. Выводы, сформулированные в данной главе, определяют цели и задачи работы и подтверждают ее актуальность.

Во второй главе рассмотрены варианты построения схем ОЭС с ПОРСЗ для анализа распределения облученности в пространстве и энергетической чувствительности. Подтверждено, что принципиальной основой образования ПОРСЗ являются формирование пространственных распределений основного и дополнительного параметров оптического излучения. Введено понятие энергетической чувствительности с учетом зависимости от спектрального диапазона излучения.

В третьей главе на основе сравнения схемных решений, рекомендована концентрическая оптическая система. Показано, что биконцентрический вариант построения схемы ОЭС с ПОРСЗ воплощает в себе такие достоинства концентрических схем, как большая светосила в сочетании со значительным угловым полем в пространстве изображений.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований ОЭС с ПОРСЗ.

Собран макет приемной части (ПЧ) ОЭС с ОРСЗ с панорамным объективом с гиперболической поверхностью, позволяющий регистрировать смещение объектов. Для этого макета разработана методика эксперимента по исследованию позиционной чувствительности ОЭС с ПОРСЗ.

Показано, что сильное влияние на погрешность измерения оказывает регулярная рефракция воздушного тракта, которая нарушает планарность ОРСЗ. Базовая поверхность в простейшем случае приобретает параболическую форму.

В заключении делаются выводы о проделанной работе и приводятся ее результаты.

Научная новизна работы.

Исследование структуры ОЭС с ПОРСЗ посредством введения понятия энергетической чувствительности с учетом спектрального диапазона излучения и разработка ОЭС с ПОРСЗ, реализованной на основе биконцентрической оптической схемы с кольцевым расположением источников оптического излучения.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Обобщенная структурная схема ОЭС с ПОРСЗ, представленная в виде физической и технической сред, позволяющих провести анализ влияния факторов различной природы на работу ОЭС.

2. Модель ЗБП с управляемым транспарантом, расположенном вблизи выходного зрачка оптической системы.

3. Критерий сравнения схем ОЭС с ПОРСЗ основанный на энергетической чувствительности ОЭС для источников, имеющих несколько максимумов в спектре.

4. Способ построения ЗБП на основе биконцентрической модели с кольцевым расположением полупроводниковых излучающих диодов (ПИД) для создания ПОРСЗ в горизонтальном угле 360°.

5. Методика и алгоритм габаритно-энергетического расчета биконцентрической модели ЗБП.

6. Закономерности влияния градиента температур воздушного тракта и фоновой обстановки среды на непланарность ПОРСЗ.

Работа выполнена на кафедре "Оптико-электронные приборы и системы" Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 64 наименований, содержит 145 страниц основного текста, 64 рисунка, 3 таблицы и 5 приложений.

Результаты работы используются в НИР и учебном процессе, что отражено тремя актами использования [Приложение 5].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Джабиев А.Н., Мусяков В.Л., Панков Э.Д., Тимофеев А.Н. Оптико-электронные приборы и системы с оптической равносигнальной зоной. Монография, под общей редакцией Э.Д. Панкова СПб., ИТМО, 1998. 238 с.

2. Знобищев С.В. Системы автоматического управления строительной техникой для выполнения земляных работ //Геопрофи 2004. №1. С. 33-35.

3. Цуккерман С.Т., Гридин А.С. Приборы управления при помощи оптического луча. Л.: Машиностроение, 1969. 204 с.

4. Трубчанинов А.Д., Шахов А.В. Автоматизация решения геодезических задач. Учебное пособие. Кемерово: КузГТУ, 2004. 239 с.

5. Куликов С.А., Букреев И.А. О лазерных построителях плоскостей и направлений. //Геопрофи. 2003. №4. С. 10-13.

6. ПокладГ.Г., Гриднев С.П. Геодезия. М.: Академический проект, 2008. 592 с.

7. Каталог "Геостройизыскания", Выпуск 8, Москва, 2008 г.

8. Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и ее применение. М.: Академический проект, 2008. 592 с.

9. БеспаловЮ.И., Терещенко Т.Ю. Перспективы лазерных маркшейдерско-геодезических измерений // Успехи современного естествознания. №6. 2006.С. 21-22.

10. AGA Geo Plans 300.A new laser instrument providing a reference plfne eor levelling in all kinds cjnstruction work. Проспект фирмы. Экспресс-информация ОНТИЦ ЦНИИГАиК, вып. 9 (87), 1982, с. 1-4.

11. КотоусовА.С. Теоретические основы радиосистем. М.: Радио и связь, 2002. 224 с.

12. Ричард Рид Основы теории передачи информации. М.: Вильяме, 2005. 320 с.

13. Мусяков B.JL, Панков Э.Д., Тимофеев А.Н., Богатинский Е.М., Яковлев П.В. Направления развития оптико-электронных систем с оптической равносигнальной зоной // Изв. вузов. Приборостроение. 2008. Т 51. №9. С. 27-31.

14. Хаусли Т. Системы передачи и телеобработки данных. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1994.

15. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. М.: Логос, 1999.

16. Торшина И.П. Компьютерное моделирование оптико-электронных систем первичной обработки информации. М.: Университетская книга; Логос, 2009. 248 с.

17. Коротаев В.В., Краснящих А.В. Измерительные оптико-электронные приборы / Методические указания по выполнению лабораторных работ. СПб: СПбГУ ИТМО, 2006.

18. Основы автоматического управления / Под редакцией B.C. Пугачева. М.: Наука, 1984. 720 с.

19. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов: Учебник. М.: Логос, 2004.

20. Елизаров А.В., Куртов А.В., Соломатин В.А., Якушенков Ю.Г. Обзорно-панорамные оптико-электронные системы. // Известия вузов. Приборостроение. 2002. Т. 45. №2. С.37-45.

21. Волосов Д.С., Цивкин Н.В. Теория расчета светооптических систем. М., Искусство, 1960.215с.

22. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. М.: Машиностроение, 1992. 448 с.

23. Богатинский Е.М. Основные направления совершенствования оптико-электронных систем для контроля смещений крупногабаритных объектов // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 49. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. С. 114-117.

24. Богатинский Е.М. Методика расчета пространственного распределения энергии в оптико-электронной системе с круговой оптическойравносигнальной зоной // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 43. СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. С. 217-221.

25. Ефремов А.Н., Камальдинов А.К., Мармалев А.И., Самородов В.Г. Лазерная техника в мелиоративном строительстве. М.: Агропромиздат, 1989. 223 с.

26. Попов Г.М. Концентрические оптические системы и их применение в оптическом приборостроении. М.: Наука. 1969. 125 с.

27. Шредер Г., Трайбер X. Техническая оптика. М.: Техносфера, 2006. 424 с.

28. ИшанинГ.Г., Козлов В.В. Источники оптического излучения: Учебное пособие для студентов оптических специальностей вузов. СПб.: Политехника, 2009. 415 с.

29. Шуберт Ф. Светодиоды / Пер. с англ. Под ред. А.Э. Юновича. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. 496 с.

30. Бадгутдинов М.Л., Гальчина Н.А., Коган Л.М., Рассохин И.Т., Сощин Н.П., Юнович А.Э. Мощные светодиоды белого свечения для освещения // Светотехника. 2006. №3. С. 36-40.

31. ДавиденкоЮ. Высокоэффективные современные светодиоды // Современная электроника. Октябрь 2004. С. 36-43.

32. Specification for NICHIA white LED model: NSPW500BS Электронный ресурс.: NICHIA corporation Режим доступа:http://electronix.org.ru/datasheet/Optical/NSPW500BS.pdf

33. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Двух- и многодиапазонные оптико-электронные системы с матричными приемниками излучения. М.: Университетская книга; Логос, 2007. 192 с.

34. Ишанин Г.Г., Панков Э.Д., Челибанов В.П. Приемники излучения. СПб.: Папирус, 2003. 528 с.

35. ХаркевичА.А. Борьба с помехами. Изд.З. Издательская группа URSS. 2009. 280 с.

36. Чуриловский В.Н. Теория оптических приборов. М.: Машиностроение, 1966. 566 с.

37. Павлов А.В. Оптико-электронные приборы. М.: Энергия, 1974. 360 с.

38. Богатинский Е.М., Тимофеев А.Н. Особенности энергетического расчета оптико-электронной системы управления строительными машинами // Труды IV международной конференции молодых ученых и специалистов "Оптика-2005" / СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005. С. 118-119.

39. Проектирование оптико-электронных приборов / Парвулюсов Ю.Б., Родионов С.А., СолдатовВ.П. и др.; Под ред. Якушенкова Ю.Г. М.: Логос, 2000. 488 с.

40. Попов Г.М. Концентрические оптические системы и их применение в оптическом приборостроении. М.: Наука, 1969.

41. Богатинский Е.М., Тимофеев А.Н. Габаритно-энергетический расчет в оптико-электронной системе с круговой оптической равносигнальной зоной // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 34. СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. С. 209-212.

42. Дубовиков А.Л., Натаровский С.Н., Репин С.С. Особенности использования светодиодов в системах технического зрения // Оптическийжурнал. Том 72, №1, 2005, с 48-51.

43. Неумывакин Ю.К., Перский М.И., Захарченко М.А Автоматизация геодезических измерений в мелиоративном строительстве. М.: Недра, 1984. 126 с.

44. Порфирьев Л.Ф. Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных системах. Л.: Машиностроение, 1989. 387 с.

45. Атмосфера. Справочник. / под ред. Ю.С. Седунова. Ленинград.: Гидрометеоиздат, 1991.

46. Виноградов В.В. Влияние атмосферы на геодезические измерения. М.: Недра, 1992. 253 с.

47. КаневЮ.Ф., Лукин В.П. Адаптивная оптика. Численные и экспериментальные исследования: Монография. Томск: Изд-во Института оптики и атмосферы СО РАН, 2005. 250 с.

48. Мосягин Г.М., Немтинов В.Б., Лебедев Е.Н. Теория оптико-электронных систем. М.: Машиностроение, 1990. 270 с.

49. Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики. -М.:Техносфера, 2006, 632 с.

50. Niu, Shuang; Bai, Jian; Hou, Xi-yun; Yang, Guo-guang. Design of a panoramic annular lens with a long focal length // Applied Optics, Vol. 46 Issue 32, pp.7850-7857 (2007).

51. Hocquet, Steve; Lacroix, Geoffrey; Penninckx, Denis. Compensation of frequency modulation to amplitude modulation conversion in frequency conversion systems // Applied Optics, Vol. 48 Issue 13, pp.2515-2521 (2009).

52. Араканцев К.Г. Ослабление влияния вертикального градиента температуры воздушного тракта на погрешность измерения положения объекта // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2006. Т. 49. № 8. С. 38-41.