автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Исследование особенностей построения оптико-электронной системы контроля деформаций плавающего дока

На правах рукописи

-ГГ.

У ¿..о

ГОРБАЧЁВ Алексей Александрович

□0305291Б

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОСТРОЕНИЯ ОП ГИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ ПЛАВАЮЩЕГО ДОКА

Специальность 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и

комплексы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2007

003052916

Работа выполнена на кафедре оптико-электронных приборов и систем «Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики» («СПбГУ ИТМО»). Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Коротаев Валерий Викторович Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Андреев Лев Николаевич кандидат технических наук Соддатов Юрий Иванович Ведущее предприятие - ОАО «ЛОМО»

Защита диссертации состоится 29 марта 2007 года в 15 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.227.01 «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы» при «Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики» по адресу: 190000, г. Санкт-Петербург, пер. Гривцова, д. 14, ауд. 313-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «СПбГУ ИТМО». Автореферат разослан 28 февраля 2007 г.

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

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.227.01, кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Оптико-электронные приборы и системы в силу ряда практически важных свойств и преимуществ все в большей степени внедряются во многие области науки и практики. Одной из важнейших задач, решаемых с помощью оптико-электронных приборов и систем, является задача измерения взаимных смещений элементов протяженных объектов и сооружений, например, плавающих доков, нефтяных платформ и мостов.

При постановке судна в плавающий док наиболее опасным в аварийном отношении является момент всплытия дока с поставленным в нем судном и процесс проведения работ в доке. В этот момент аварийная ситуация может возникнуть вследствие особо опасных деформаций дока. Даже небольшие превышения допустимых поперечных смещений элементов конструкций могут привести к разрушению дока вместе с поставленным в нем судном.

В большинстве случаев контроль деформаций протяженных конструкций длиной до нескольких десятков или сотен метров необходимо осуществлять в достаточно жестких условиях эксплуатации, которые заключаются в значительных и резких перепадах температуры окружающей среды (от -40 °С до +50 °С), повышенной влажности, воздействии осадков, различного рода электромагнитных помех промышленного происхождения, а также оптических помех (солнечное излучение, вспышки электросварки, искусственное освещение и т.п.). При этом диапазон контролируемых поперечных смещений составляет несколько сотен миллиметров, а погрешность измерений не должна превышать порой 1С миллиметров.

Разработанные и воплощенные на данный момент средства контроля прогиба доков с помощью визуальных оптических систем, различных электромагнитных и гидродатчиков имеют недостаточную точность, низкую надежность и не позволяют одновременно контролировать прогиб носа и кормы.

На основании вышеизложенного проведение необходимых исследований с целью построения и функционирования оптико-электронных систем контроля прогиба представляется весьма актуальным.

Цель работы

Целью работы является исследование особенностей построения многоточечной оптико-электронной системы контроля деформаций (МОЭСКД) плавающего дока с единым полем анализа.

Задачи исследования

1. Анализ и классификация существующих оптико-электронных средств контроля смещений.

2. Формирование обобщенной модели МОЭСКД с единым полем анализа.

3. Разработка методик выбора и расчета параметров МОЭСКД.

4. Оценка влияния основных источников погрешности в МОЭСКД и определение путей их ослабления.

5. Создание макетов блоков, разработка методик и проведение экспериментальных исследований характеристик МОЭСКД.

Методы исследования

Аналитические, матричные и численные методы геометрической оптики. Методы цифровой обработки изображений. На отдельных этапах исследований используется математическое моделирование с применением ПЭВМ. Расчеты и выводы проверяются экспериментально на макете с использованием контрольно-испытательной аппаратуры.

Научная новизна работы

В диссертации исследованы особенности построения МОЭСКД, разработаны методики выбора и расчета параметров оптической системы с единым матричным полем анализа в условиях наличия нерегистрируемых поворотов элементов, определены пути уменьшения составляющих погрешности при обработке измерительной информации, разработаны методики исследования характеристик МОЭСКД.

Основные результаты, выносимые на защиту

1. Обобщенная модель построения МОЭСКД с единым полем анализа.

2. Построение МОЭСКД, основанной на сопряжении единого матричного поля анализа с оптической системой и цифровой обработке изображений контрольных элементов (КЭ), жестко закрепленных в точках контроля.

3. Результаты сравнительного анализа возможностей применения различных твердотельных матричных приемников оптического излучения для создания единого поля анализа в МОЭСКД.

4. Инвариантные к поворотам схемы построения оптической системы, сопряженные с единым полем анализа.

5. Методика выбора и расчета основных параметров оптических систем МОЭСКД с учетом поворотов блоков, входящих в систему.

6. Методика проведения экспериментов по исследованию влияния параметров (яркости источника и размера апертурной диафрагмы) КЭ на погрешность МОЭСКД с различными матричными приемниками.

7. Результаты анализа основных источников погрешности в МОЭСКД и пути ослабления их влияния.

Практические результаты работы

1. Обобщенная модель МОЭСКД, позволяющая рационализировать выбор структуры в соответствии со схемой контроля деформаций.

2. Применение инвариантных оптических систем, сопрягаемых с единым матричным полем анализа и ослабляющих влияние нерегистрируемых поворотов элементов МОЭСКД.

3. Рекомендации по применению в МОЭСКД твердотельных матричных приемников на основе ПЗС и КМОП-структур.

4. Методика энергетического расчета оптических систем МОЭСКД и выбора их основных параметров.

5. Модернизированные схемные и алгоритмические решения, адаптированные к практическому применению.

6. Конструкции блоков МОЭСКД.

7. Макеты блоков МОЭСКД с управляемыми источниками оптического излучения.

Реализация результатов работы отражена тремя актами внедрения разработанных методик энергетического расчета, выбора элементов оптико-электронной системы. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности 19.07.00 «Оптико-электронные приборы и системы», при разработке лабораторной установки "Исследование оптико-электронной системы контроля прямолинейности", а также в научно-исследовательских работах.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на одиннадцати конференциях, в том числе пяти международных, таких как V международная конференция "Прикладная оптика" 2002 года, международный оптический конгресс «Оптика XXI век», III международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2003», IV международная конференция молодых ученых и специалистов "Оптика 2005", VII Международная конференция "Прикладная оптика-2006".

Публикации

По теме диссертации опубликовано 23 печатных работ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 84 наименований. Общий объем работы составляет 149 страниц, включая 74 рисунка и 4 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ существующих технических решений задачи контроля смещений протяженных объектов и сооружений. Анализ показал, что оптико-электронные системы (ОЭС) коллимационного типа, использующие многоэлементные приемники излучения (МПИ), обладают наибольшей устойчивостью к внешним воздействиям - атмосферной рефракции и фоновому излучению, принципиально ограничивающим характеристики системы в реальных условиях эксплуатации.

Выводы, сформулированные в данной главе, определяют цели и задачи работы и подтверждают её актуальность.

Во второй главе сформулированы и исследуются теоретические особенности построения МОЭСКД плавающего дока с единым матричным полем анализа.

Решение задач контроля деформаций плавающего дока позволило создать обобщенную модель построения МОЭСКД в виде совокупности следующих частей: контрольных элементов КЭ, использующих источники оптического излучения; базового блока (ББ), блока обработки информации (БОИ), которые находятся в физической среде.

Контрольные элементы располагаются в точках контроля плавающего дока, что позволяет с помощью МОЭСКД по смещениям КЭ строить профиль вертикального смещения корпуса плавающего дока.

Поворот ББ приводит к возникновению погрешности определения вертикального смещения корпуса плавающего дока. Был проведен анализ оптических схем построения ББ на основе элементарных зеркальных систем. Было исследовано поведение ортов направления падающего луча А; и вертикального смещения КЭ В; после отражения их от зеркальных систем при повороте последних вместе с полем анализа относительно неподвижной системы координат (СК) хуг.

х; д//,х.,

где Х'у - орт направления отраженного луча А) или вертикального смещения изображения КЭ В'у- после отражения в лучевой СК, уЦ -матрица действия элементарной зеркальной системы (/ - номер зеркальной системы), Б, - матрица перехода (поворота относительно оси / - оси х, у, г) от исходной неподвижной СК хуг к лучевой СК, X,- - орт направления падающего луча А, или вертикального смещения КЭ В,.

Для трех различных зеркальных систем, составленных из плоских одиночных и угловых зеркал, поведение ортов направления отраженного луча А; и вертикального смещения изображения КЭ Ву в поле анализа приведено на рис. 1.

И' И'

в)

B'Z2, B'z

BV1-BV1

A'^i, А1У2

'A'zi, А'-з

Х^Хл .A. 22? A.

z4

Рис. 1. Поведение ортов выходящего осевого луча А1, и угла поворота изображения В'/ при опрокидывании зеркальных систем (1-2, 3-4, 1-4) вокруг оси х на угол а (а, б), оси у на угол ß (в) и оси г на угол у (г)

Анализ показал, что для построения МОЭСКД плавающего дока с единым матричным полем анализа целесообразно применять зеркальную систему с одним плоским и одним угловым зеркалом (угол между плоскими зеркалами в угловом зеркале 45°) или призменную систему (призмы АР-900 и БкР-90°), т.к. такие системы инвариантны к разворотам относительно оси у, а опрокидывание системы относительно осей х и z может бьггь скомпенсировано инструментальными средствами.

Использование таких оптических схем позволяет обеспечить новое качество систем - инвариантность преобразований информативных параметров сигнала при изменениях ряда параметров системы и внешних условий.

Показано, что сопряжение оптической системы с двумерным МПИ, электрически связанная с ним система считывания и адаптивная обработка сигналов позволяют организовать многоточечные, многокоординатные измерения смещений с единого измерительного поля.

По результатам анализа физических принципов фотоприемных устройств с МПИ доказано, что возможность произвольной выборки сигналов с отдельных элементов единого измерительного поля, реализованного КМОП-структурами, упрощает алгоритмы и сокращает время обработки измерительной информации по сравнению с ОЭС на ПЗС, в то время как принципиальным преимуществом ПЗС является регистрация источников излучения малой яркости.

В третьей главе разработана методика габаритно-энергетического расчета оптических систем МОЭСКД, рассмотрены описание отдельных модулей МОЭСКД, их принцип действия и алгоритмы программ.

Установлено, что при использовании в КЭ современных высокоэффективных инфракрасных полупроводниковых излучающих диодов (ПИД) при расчете яркости необходимо вводить коррекционный множитель, учитывающий диаграмму направленности излучения ПИД, который может составлять 0,6-Ю,8.

Установлена связь между диаметром выходного зрачка оптической системы (ОС) КЭ А и задаваемыми параметрами системы (диапазон измерения смещений Д, максимальная дистанция до точек контроля 5 и возможный разворот ББ ф):

где £)\ - требуемый (из условий точности) диаметр изображения КЭ на фоточувствительной площадке приемника оптического излучения (ПОИ); Ъ - размер выбранного ПОИ.

Из разработанной методики расчета и выбора параметров оптической системы ББ видно, что диаметр входного зрачка ОС ББ П2 пропорционален квадратному корню отношения пороговой облученности Ее пор в изображении КЭ к энергетической яркости Ье его источника. Выбор источника и приемника оптического излучения должен осуществляться в соответствии с выражением:

где (х, - требуемое отношение сигнал/шум, т - интегральный коэффициент пропускания оптической системы и атмосферы.

Установлено, что фокусное расстояние ОС ББ прямо пропорционально погрешности определения смещения изображения КЭ и расстоянию до точки контроля и обратно пропорционально требуемой величине погрешности измерения линейных смещений КЭ.

Для серийно выпускаемых матриц размером 1/3", 2/3", 1" получены

зависимости 1, 2, 3 (рис. 2), соответственно, которые помогают при практических расчетах быстро найти значение относительного отверстия ББ в зависимости от величины отношения шумовых параметров ПОИ и энергетических параметров источника оптического излучения (£е пор/Le).

Рис. 2. Зависимость относительного о тверстия ББ Dijf2 от величины отношения шумовых параметров ПОИ и энергетических параметров источника излучения (Ее пор/1е)

На основании критического анализа современных матричных приемников для создания единого поля в макетах МОЭСКД рекомендованы МПИ фирмы SONY на основе ПЗС с использованием технологии super-HAD, влияющие на качество изображения, например, матрица ICX259AL. Эффективно использование МПИ на основе матриц КМОП-структур (например, матрица OV5610 фирмы OmniVision Technologies), которые сочетают программно-аппаратные возможности и особенности данного типа фотоприемника.

Следует отметить, что использование МПИ на основе КМОП-структур позволяет создавать ОЭС с непосредственным подключением к ЭВМ, что упрощает реализацию ОЭС. В то же время ОЭС с ПЗС должны подключаться к ЭВМ с помощью специализированных модулей, которые уменьшают энерго-вычислительные затраты в ОЭС.

В четвертой главе приводится анализ погрешностей контроля смещений, описание измерительного стенда и полученные экспериментальные результаты.

Показано, что наибольшее влияние на суммарную погрешность контроля смещений среди систематических составляющих оказывают регулярная рефракция воздушного тракта и изменение фокусного

DJf\, мм

0.01

Ее пор/l'e s Ср

расстояния ББ в процессе эксплуатации, погрешность от влияния которых может составлять до 85%.

Показано, что систематические погрешности от воздействия регулярной рефракции могут быть исключены программными способами в ЭВМ путем измерения температуры окружающей среды и блоков.

Среди случайных составляющих наибольшее влияние на суммарную погрешность контроля смещений оказывают внутренние шумы ПОИ, фоновые засветки и турбулентность атмосферы.

Разработан и реализован стенд для исследования точностных характеристик МОЭСКД с ПЗС и КМОП-приемниками, выпускаемыми серийно как в России, так и за рубежом.

Исследования влияния яркости КЭ на СКО положения энергетического центра изображения КЭ показали, что на различных дистанциях (диаметр диафрагмы КЭ - 0,5 мм, диаметр ОС ББ - 40 мм) для КМОП-приемника СКО в 2-3 раза меньше, чем для ПЗС. Характер зависимостей СКО от тока ПИД для высокоэффективного КМОП-приемника на различных дистанциях представлен на рис. 3.

Ток ПИД мА

Рис. 3. Зависимость СКО положения энергетического центра изображения КЭ на КМОП-приемнике от тока ПИД для дистанций 2 м (х, —), 4 м (+,--), 5 м (о, —)

Экспериментальные исследования по оценкам погрешности на различных дистанциях при постоянной яркости ИИ КЭ на разработанных и изготовленных блоках МОЭСКД показали, что зависимость СКО определения энергетического центра от дистанции может быть аппроксимирована линейной функцией, при этом крутизна находится в пределах 0,0001+0,0003 мкм/мм.

Заключение

Основные результаты исследований, изложенных в работе.

1. На основе рассмотренных методов и средств контроля смещений показана целесообразность построения многоточечных оптико-электронных систем с единым матричным полем . анализа, предложена обобщенная модель МОЭСКД с единым полем анализа.

2. Рассмотрены особенности построения МОЭСКД, основанной на сопряжении единого матричного поля анализа с оптической системой и цифровой обработке изображений контрольных элементов, жестко закрепленных в точках контроля дока.

3. Результаты теоретического анализа возможностей применения различных твердотельных матричных приемников оптического излучения при построении МОЭСКД показали, что использование КМОП-структур позволяет осуществлять произвольную выборку сигналов с отдельных элементов, что упростит алгоритмы и сократить время обработки измерительной информации.

4. Доказано, что применение оптической схемы с призмами АР-90° и БкР-90° при многоточечном контроле с помощью единого матричного поля анализа позволяет исключить влияние нерегистрируемых разворотов ББ относительно вертикальной оси на погрешность измерений.

5. Предложена методика выбора и расчета основных параметров оптических схем МОЭСКД, которая позволяет находить диаметры зрачков, фокусные расстояния, угловые поля оптических систем с учетом величин поворотов блоков, входящих в систему, и требуемых диапазона измерения, погрешности измерения и дистанций до точек контроля.

6. Предложена методика быстрого поиска изображения контрольного элемента в кадре, сформированном приемником излучения на базе ПЗС, которая позволила существенно снизить время измерений и тем самым повысить быстродействие системы в целом.

7. Теоретический анализ систематических составляющих основной погрешности показал, что наиболее сильное влияние на погрешность измерения оказывает регулярная рефракция. Это влияние может быть ослаблено лишь путем реализации адаптивной схемы, учитывающей распределение вертикального градиента температуры по дистанции.

8. Предложена методика проведения экспериментов по исследованию влияния яркости источника и размера апертурной диафрагмы КЭ на погрешность МОЭСКД с различными матричными приемниками оптического излучения.

9. В макете на основе ПЗС разработан и программно реализован алгоритм управления процессом сбора измерительной информации в МОЭСКД, позволяющий проводить одновременный захват и обработку измерительной информации, что позволяет уменьшить время, необходимое для получения результата измерения.

10. Исследования влияния яркости КЭ на СКО положения энергетического центра изображения КЭ в макете на основе КМОП-структур для различных дистанций показали, что для КМОП-приемника СКО в несколько раз меньше, чем для ПЗС.

11. Разработан и изготовлен действующий макет МОЭСКД, осуществляющий цифровую обработку измерительной информации в приборной системе координат на основе алгоритма энергетического взвешивания.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Горбачев A.A., Иванов А.Г. Экспериментальное исследование распределенной оптико-электронной системы для измерения линейных смещений //Современные технологии: Труды молодых учёных ИТМО /Под ред. профессора С.А. Козлова. - СПб.: СПб ГИТМО (ТУ), 2001. - С. 71-73.

2. Горбачев A.A., Прокофьев A.B., Тимофеев А.Н. "Особенности выбора параметров оптической схемы распределенной оптико-электронной системы контроля смещений" // Сборник трудов пятой международной конференции "Прикладная оптика" 15-17 октября 2002 г. СПб. ГОИ Т. 1. - С. 84-87.

3. Горбачев A.A., Тимофеев А.Н. Выбор параметров оптической схемы авторефлексионной оптико-электронной системы для измерения линейных смещений. // Современные технологии: сборник научных статей /Под ред. С.А. Козлова и В.О. Никифорова. СПб.: СПб ГИТМО (ТУ), 2002. 318 с.-С. 159-165.

4. Бородулин Д.В., Горбачев A.A. "Влияние дистанции на погрешность определения координат отражателя в оптико-электронной системе". // Сборник трудов конференции "Оптика 2003" 20-23 октября 2003 г., Санкт-Петербург. - СПб ГОИ, 2003. - С. 138-139.

5. Витол Э.А., Горбачев A.A. Оценка потенциальной точности работы оптико-электронной системы. // Сборник трудов конференции "Оптика 2003" 20-23 октября 2003 г, Санкт-Петербург. - СПб ГОИ, 2003.-С. 159.

6. Горбачев A.A., Коняхин И.А., Тимофеев А.Н. Исследование погрешности измерения поперечных смещений распределенной автоколлимационной системой контроля деформаций при изменениях яркости источников. // Научно-технический вестник

СПб ГИТМО (ТУ), Вып. 9. /Под ред. Ю.А. Гатчина, СПб.: СПб ГИТМО (ТУ), 2003. - С. 73-78.

7. Горбачев A.A., Тимофеев А.Н. Экспериментальные исследования зависимости погрешности измерения поперечных смещений от количества измерений в распределенной автоколлимационной системе контроля деформаций. // Научно-технический вестник СПбГИТМО(ТУ), Вып. 9. /Под ред. Ю.А. Гатчина, СПб.: СПб ГИТМО (ТУ), 2003, с 78-80

8. Горбачев A.A. Авторефлексионная оптико-электронная система контроля положения элементов турбоагрегатов //Восьмая Санкт-петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов, 2003. -С. 70.

9. Бородулин Д.В., Горбачев A.A., Коротаев В.В., Краснящих A.B., Лазарева Е.А. Методика расчета параметров оптико-электронной системы контроля прямолинейности // Международный оптический конгресс "Оптика XXI век", VI Международная конференция "Прикладная оптика-2004" 18-21 октября 2004 г., Санкт-Петербург. Россия. Сборник трудов. Т.1. Оптическое приборостроение. СПб.: Труды оптического общества им. Д.С. Рождественского, 2004. -С. 272-275.

Ю.Горбачев A.A., Коияхии И.А., Тимофеев А.Н. Особенности построения оптических схем прогибомера авторефлексионного типа //Международный оптический конгресс "Оптика XXI век", VI Международная конференция "Прикладная оптика-2004" 18-21 октября 2004 г., Санкт-Петербург. Россия. Сборник трудов. Т.1. Оптическое приборостроение. СПб.: Труды оптического общества им. Д.С. Рождественского, 2004. - С. 276-279.

П.Горбачев A.A., Коротаев В.В., Краснящих A.B., Тимофеев А.Н. Методика пересчета приборных координат в оптико-электронной системе контроля смещений // Международный оптический конгресс "Оптика XXI век", VI Международная конференция "Прикладная оптика-2004" 18-21 октября 2004 г., Санкт-Петербург. Россия. Сборник трудов. Т.1. Оптическое приборостроение. СПб.: Труды оптического общества им. Д.С. Рождественского, 2004. -С. 324-328.

12.Барышников Р.В., Горбачев A.A., Коротаев В.В., Лазарева Е.А. Исследование точностных характеристик оптико-электронной системы измерения деформаций крупногабаритных инженерных сооружений //Международный оптический конгресс "Оптика XXI век", VI Международная конференция "Прикладная оптика-2004" 18-21 октября 2004 г., Санкт-Петербург. Россия. Сборник трудов.

Т.1. Оптическое приборостроение. СПб.: Труды оптического общества им. Д.С. Рождественского, 2004. - С. 334.

13.Горбачев A.A., Коротаев В.В., Краснящих A.B., Тимофеев А.Н. Комплексная лабораторная установка по дисциплине «Измерительные оптико-электронные приборы и системы» // Сборник трудов. Конференция "Оптика и образование-2004'7Под общ. ред. Проф. A.A. Шехонина. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2004. -С. 107-108.

14.Горбачев A.A., Коротаев В.В., Краснящих A.B., Тимофеев А.Н. Особенности обработки измерительной информации в распределенной оптико-электронной системе с двумя управляемыми источниками // Современные технологии: Сборник научных статей /Под ред. С.А.Козлова, В.Л. Ткалич. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2004. 248 е.: ил. - С. 43-50.

15.Бородулин Д.В., Горбачев A.A. Оценка погрешности оптико-электронного прибора измерения деформаций крупногабаритных инженерных сооружений //Вестник II межвузовской конференции молодых ученых. Сборник трудов Второй межвузовской конференции молодых учёных 28-31 марта 2005 года / Под ред. В.Л. Ткалич. Том 3. СПб: СПбГУ ИТМО, 2005. - С. 150-152.

16.Горбачев A.A.. Разработка оптико-электронной системы контроля прогибов инженерных сооружений с применением инвариантной оптической системы // Десятая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов. Аннотации работ по грантам конкурса 2005 года для студентов и аспирантов вузов и академических институтов Санкг Петербурга. - СПб.: СПбГУ, 2005. - С. 42.

17.Бородулин Д.В., Горбачев A.A., Краснящих A.B. Сравнение оптических приемников на основе ПЗС и КМОП-структур // Оптика-2005. Труды четвертой международной конференции молодых ученых и специалистов "Оптика 2005". Санкт-Петербург, 17-21 октября 2005 г. / Под ред. проф. В.Г. Беспалова, проф. С.А. Козлова. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005. - С. 147.

18.Горбачев A.A., Коротаев В.В., Краснящих A.B. Экспериментальные исследования точностных характеристик прогибомера // Оптика-2005. Труды четвертой международной конференции молодых ученых и специалистов "Оптика 2005". Санкт-Петербург, 17-21 октября 2005 г. / Под ред. проф. В.Г. Беспалова, проф. С.А. Козлова. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005. - с.163-164.

19.Анисимов А.Г., Горбачев A.A., Краснящих A.B. Исследование влияния блюминга на погрешность оптико-электронной системы контроля соосности // VII Международная конференция

"Прикладная оптика-2006" 16-20 октября 2006 г., Санкт-Петербург. Россия. Сборник трудов. Т.1. Оптическое приборостроение. СПб.: Труды оптического общества им. Д.С. Рождественского, 2006. - С. 24-28.

20.Горбачев A.A., Коняхин И.А., Тимофеев А.Н. Исследование инвариантных оптических схем в створных оптико-электронных системах с единым матричным полем анализа // VII Международная конференция "Прикладная оптика-2006" 16-20 октября 2006 г., Санкт-Петербург. Россия. Сборник трудов. Т.1. Оптическое приборостроение. СПб.: Труды оптического общества им. Д.С. Рождественского, 2006. - С. 29-33.

21.Горбачев A.A. Инвариантность в оптических схемах оптико-электронных систем контроля прогиба //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 30. Фундаментальные и прикладные исследования информационных систем и технологий "/Главный редактор д.т.н., проф. В.Н. Васильев. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. -с. 91-96.

22.Анисимов А.Г., Араканцев К.Г., Горбачев A.A. Исследование погрешности контроля дистанции в симметричном внутрибазовом канале двухкоординатной оптико-электронной системы контроля смещений //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 34. Современная оптика /Главный редактор д.т.н., проф. В.Н. Васильев. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. - с. 213-218.

23.Горбачев A.A. Исследование оптических схем с комплементарными металло-оксидными фотоприемными матричными структурами в инвариантных системах контроля прогиба //Одиннадцатая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов. Аннотации работ по грантам конкурса 2006 года для студентов и аспирантов вузов и академических институтов Санкт-Петербурга. -СПб.: СПбГУ, 2006. - С. 42.

Тиражирование и брошюрирование выполнены в Центре «Университетские телекоммуникации». Санкт-Петербург, пр. Кронверкский, д.49. тел. (812) 223-46-69 Объем 1 пл. Тираж 100 экз.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ СМЕЩЕНИЙ

1.1 Классификация приборов и систем по методам контроля смещений

1.2 Системы, использующие законы лучевой оптики.

1.2.1 Оптико-электронные системы, использующие коллимационный метод измерений.

1.2.2 Оптико-электронные системы, использующие автоколлимационный метод измерений.

1.2.3 Оптико-электронные системы, реализующие метод створных измерений.

1.3 Системы, основанные на законах волновой оптики.

1.4 Сравнительный анализ существующих решений и постановка диссертационной задачи.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ МНОГОТОЧЕЧНОЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ ПЛАВАЮЩЕГО ДОКА.

2.1 Обобщенная модель ОЭС.

2.1.1 Обобщенная структурная схема ОЭС.

2.1.2 Обобщенная оптическая схема ОЭС.

2.1.3 Обобщенная структурная схема преобразования сигналов в ОЭС.

2.2 Построение профиля деформации корпуса плавающего дока.

2.3 Построение системы отклонения лучей в ОЭС.

2.4 Построение ОЭС на основе фотоприемных устройств с многоэлементиыми приемниками излучения.

2.5 Основные результаты главы 2.

ГЛАВА 3 ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ ПЛАВАЮЩЕГО ДОКА.

3.1 Оптическая схема многоточечной оптико-электронной системы контроля деформаций плавающего дока.

3.1.1 Построение оптической системы КЭ.

3.1.2 Построение оптической системы ББ.

3.2 Устройство блока промежуточной обработки информации.

3.3 Описание работы модуля управления источниками излучения.

3.4 Алгоритмы программных средств.

3.5 Основные результаты главы 3.

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПОСТРОЕНИЯ МАКЕТА МНОГОТОЧЕЧНОЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ ПЛАВАЮЩЕГО ДОКА.

4.1 Расчет погрешности МОЭСКД.

4.1.1 Общие предпосылки расчета погрешности МОЭСКД.

4.1.2 Расчёт предела допускаемой систематической составляющей основной погрешности.

4.1.3 Расчёт случайной составляющей основной погрешности.

4.1.4 Суммарная погрешность.

4.2 Описание макета ОЭС контроля деформации.

4.3 Исследование макета оптико-электронной системы контроля деформаций.

4.4 Основные результаты главы 4.

Оптико-электронные приборы и системы в силу ряда практически важных свойств и преимуществ все в большей степени внедряются во многие области науки и практики. Одной из важнейших задач, решаемых с помощью оптико-электронных приборов и систем, является задача измерения взаимных смещений элементов протяженных объектов и сооружений, например, плавающих доков, нефтяных платформ и мостов.

При постановке судна в плавающий док наиболее опасным в аварийном отношении является момент всплытия дока с поставленным в нем судном и процесс проведения работ в доке. В этот момент аварийная ситуация может возникнуть вследствие особо опасных деформаций дока. Даже небольшие превышения допустимых поперечных смещений элементов конструкций могут привести к разрушению дока вместе с поставленным в нем судном.

В большинстве случаев контроль деформаций протяженных конструкций длиной до нескольких десятков или сотен метров необходимо осуществлять в достаточно жестких условиях эксплуатации, которые заключаются в значительных и резких перепадах температуры окружающей среды (от -40 °С до +50 °С), повышенной влажности, воздействии осадков, различного рода электромагнитных помех промышленного происхождения, а также оптических помех (солнечное излучение, вспышки электросварки, искусственное освещение и т.п.). При этом диапазон контролируемых поперечных смещений составляет несколько сотен миллиметров, а погрешность измерений не должна превышать порой 10 миллиметров.

Разработанные и воплощенные на данный момент средства контроля прогиба доков с помощью визуальных оптических систем, различных электромагнитных и гидродатчиков имеют недостаточную точность, низкую надежность и не позволяют одновременно контролировать прогиб носа и кормы.

На основании вышеизложенного проведение необходимых исследований с целью построения и функционирования оптико-электронных систем контроля прогиба представляется весьма актуальным.

Выбранное направление определило следующие задачи исследований:

1. Анализ и классификация существующих оптико-электронных средств контроля смещений.

2. Формирование обобщенной модели многоточечной оптико-электронной системы контроля деформаций (МОЭСКД) с единым полем анализа.

3. Разработка методик выбора и расчета параметров МОЭСКД.

4. Оценка влияния основных источников погрешности в МОЭСКД и определение путей их ослабления.

5. Создание макетов блоков, разработка методик и проведение экспериментальных исследований характеристик МОЭСКД.

Структурно работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

В первой главе проведен анализ существующих технических решений задачи контроля смещений протяженных объектов и сооружений. Выводы, сформулированные в данной главе, определяют цели и задачи работы и подтверждают её актуальность.

Во второй главе сформулированы и исследуются теоретические особенности построения МОЭСКД плавающего дока с единым матричным полем анализа.

В третьей главе разработана методика габаритно-энергетического расчета оптических систем МОЭСКД, описаны отдельные блоки и модули МОЭСКД, выделены основные функции, выполняемые блоками и модулями системы, их принципы действия. Приведены алгоритмы программ управления блоком промежуточной обработки информации и модулем управления источниками излучения.

В четвертой главе приводится анализ погрешностей контроля смещений, описание различных вариантов построения измерительного стенда и полученные экспериментальные результаты. Рассмотрен принцип действия и устройство двух вариантов реализации экспериментальной схемы построения макета оптико-электронной системы с использованием матричных приемников оптического излучения. Описаны экспериментальные исследования по сравнению ПЗС и КМОП-приемников, влиянию поворота базового блока на положение энергетического центра изображения контрольного элемента.

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

Краткая формулировка научной новизны работы.

В диссертации исследованы особенности построения МОЭСКД, разработаны методики выбора и расчета параметров оптической системы с единым матричным полем анализа в условиях наличия нерегистрируемых поворотов элементов, определены пути уменьшения составляющих погрешности при обработке измерительной информации, разработаны методики исследования характеристик МОЭСКД.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Обобщенная модель построения МОЭСКД с единым полем анализа.

2. Построение МОЭСКД, основанной на сопряжении единого матричного поля анализа с оптической системой и цифровой обработке изображений контрольных элементов (КЭ), жестко закрепленных в точках контроля.

3. Результаты сравнительного анализа возможностей применения различных твердотельных матричных приемников оптического излучения для создания единого поля анализа в МОЭСКД.

4. Инвариантные к поворотам схемы построения оптической системы, сопряженные с единым полем анализа.

5. Методика выбора и расчета основных параметров оптических систем МОЭСКД с учетом поворотов блоков, входящих в систему.

6. Методика проведения экспериментов по исследованию влияния параметров (яркости источника и размера апертурной диафрагмы) КЭ на погрешность МОЭСКД с различными матричными приемниками.

7. Результаты анализа основных источников погрешности в МОЭСКД и пути ослабления их влияния.

Практические результаты работы:

1. Обобщенная модель МОЭСКД, позволяющая рационализировать выбор структуры в соответствии со схемой контроля деформаций.

2. Применение инвариантных оптических систем, сопрягаемых с единым матричным полем анализа и ослабляющих влияние нерегистрируемых поворотов элементов МОЭСКД.

3. Рекомендации по применению в МОЭСКД твердотельных матричных приемников на основе ПЗС и КМОП-структур.

4. Методика энергетического расчета оптических систем МОЭСКД и выбора их основных параметров.

5. Модернизированные схемные и алгоритмические решения, адаптированные к практическому применению.

6. Конструкции блоков МОЭСКД.

7. Макеты блоков МОЭСКД с управляемыми источниками оптического излучения.

Реализация результатов работы отражена тремя актами внедрения разработанных методик энергетического расчета, выбора элементов оптико-электронной системы. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности 19.07.00 «Оптико-электронные приборы и системы», при разработке лабораторной установки "Исследование оптико-электронной системы контроля прямолинейности", а также в научно-исследовательских работах.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на одиннадцати конференциях, в том числе пяти международных, таких как V международная конференция "Прикладная оптика" 2002 года, международный оптический конгресс «Оптика XXI век», III международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2003», IV международная конференция молодых ученых и специалистов "Оптика 2005", VII Международная конференция "Прикладная оптика-2006".

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 84 наименований. Общий объем работы составляет 149 страниц, включая 74 рисунка и 4 таблицы. Работа выполнена на кафедре оптико-электронных приборов и систем «Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий механики и оптики».

Основные результаты исследований, изложенных в работе.

1. На основе рассмотренных методов и средств контроля смещений показана целесообразность построения многоточечных оптико-электронных систем с единым матричным полем анализа, предложена обобщенная модель МОЭСКД с единым полем анализа.

2. Рассмотрены особенности построения МОЭСКД, основанной на сопряжении единого матричного поля анализа с оптической системой и цифровой обработке изображений контрольных элементов, жестко закрепленных в точках контроля дока.

3. Результаты теоретического анализа возможностей применения различных твердотельных матричных приемников оптического излучения при построении МОЭСКД показали, что использование КМОП-структур позволяет осуществлять произвольную выборку сигналов с отдельных элементов, что упростит алгоритмы и сократить время обработки измерительной информации.

4. Доказано, что применение оптической схемы с призмами АР-900 и БкП-90° при многоточечном контроле с помощью единого матричного поля анализа позволяет исключить влияние нерегистрируемых разворотов ББ относительно вертикальной оси на погрешность измерений.

5. Предложена методика выбора и расчета основных параметров оптических схем МОЭСКД, которая позволяет находить диаметры зрачков, фокусные расстояния, угловые поля оптических систем с учетом величин поворотов блоков, входящих в систему, и требуемых диапазона измерения, погрешности измерения и дистанций до точек контроля.

6. Предложена методика быстрого поиска изображения контрольного элемента в кадре, сформированном приемником излучения на базе ПЗС, которая позволила существенно снизить время измерений и тем самым повысить быстродействие системы в целом.

7. Теоретический анализ систематических составляющих основной погрешности показал, что наиболее сильное влияние на погрешность измерения оказывает регулярная рефракция. Это влияние может быть ослаблено лишь путем реализации адаптивной схемы, учитывающей распределение вертикального градиента температуры по дистанции.

8. Предложена методика проведения экспериментов по исследованию влияния яркости источника и размера апертурной диафрагмы КЭ на погрешность МОЭСКД с различными матричными приемниками оптического излучения.

9. В макете на основе ПЗС разработан и программно реализован алгоритм управления процессом сбора измерительной информации в МОЭСКД, позволяющий проводить одновременный захват и обработку измерительной информации, что позволяет уменьшить время, необходимое для получения результата измерения.

10. Исследования влияния яркости КЭ на СКО положения энергетического центра изображения КЭ в макете на основе КМОП-структур для различных дистанций показали, что для КМОП-приемника СКО в несколько раз меньше, чем для ПЗС.

11. Разработан и изготовлен действующий макет МОЭСКД, осуществляющий цифровую обработку измерительной информации в приборной системе координат на основе алгоритма энергетического взвешивания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. A.c. 1652819 СССР, МКИ G 01 В 21/00. Оптико-электронное устройство для определения линейных смещений объекта / Ю.Г. Кирчин, И.Л. Метте, А.Н. Тимофеев (СССР). № 4444647/28; заяв. 20.06.88; опубл. 30.05.91, Бюл. № 20.

2. A.c. 346573 СССР, МКИ G 01 В 11/16. Оптический прогибомер / С.Ю. Суродейкин, З.А. Скворцова (СССР). 1453582/25-28; заяв. 06.07.70; опубл. 28.07.72, Бюл. № 23.

3. Аксененко М.Д., Бараночников М.Л., Смолин О.В. Микроэлектронные фотоприемниые устройства. М.: Энергоатомиздат, 1984. -208 с.

4. Андреев А.Л., Ярышев С.Н. Перестраиваемый телевизионный датчик на ПЗС для оптико-электронных систем обнаружения объектов //Известия вузов СССР. Приборостроение. 1989. - № 10. - С. 73-76.

5. Андреев А.Л., Ярышев С.Н., Стрелков А.Р. Аппаратные и программные средства оптико-электронных приборов с телевизионными датчиками на ФПЗС. Методические указания. СПб.: ИТМО, 1995. - 49 с.

6. Афанасьев В.А., Усов B.C. Оптические приборы и методы контроля прямолинейности в инженерной геодезии. М.: Недра, 1973. - 152 с.

7. Большаков В.Д., Васютинский И.Ю., Клюшин Е.Б. и др. Методы и приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве. Под ред.

8. B.Д. Большакова. -М.: Недра, 1976. 335 с.

9. Бородулин Д.В., Горбачёв A.A., Краснящих A.B. Сравнение оптических приемников на основе ПЗС и КМОП-структур /Юптика-2005.

10. Труды четвертой международной конференции молодых ученых и специалистов "Оптика 2005". Санкт-Петербург, 17-21 октября 2005 г. /Под ред. проф. В.Г. Беспалова, проф. С.А. Козлова. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005. С. 147.

11. Бурдун Г.Д., Марков Б.И. Основы метрологии. М.: Издательство стандартов, 1972. - 312 с.

12. Вагнер Е.Т. Лазеры в самолетостроении. М.: Машиностроение, 1982. - 184 е.: ил.

13. Вагнер Е.Т., Митрофанов A.A., Барков В.Н. Лазерные и оптические методы контроля в самолетостроении. М.: Машиностроение, 1977. -176 е.: ил.

14. Васютинский И.Ю., Рязанцев Г.Е., Ямбаев Х.К. Геодезические приборы при строительно-монтажных работах. М.: Недра, 1982.

15. Великотный М.А. Разработка и исследование системы для контроля прямолинейности и управления прямолинейным перемещением: Дис. канд. техн. наук: 05.11.07.-Л., 1975.-206 с.

16. Великотный М.А., Ишанин Г.Г., Савельев Ю.М., Цуккерман С.Т. Система дистанционного контроля прямолинейности и соосности элементов крупногабаритных конструкций // Труды ЛИТМО. 1974. - Вып. 76. - С. 74-77.

17. Витол Э.А., Горбачёв A.A. Оценка потенциальной точности работы оптико-электронной системы. // Сборник трудов конференции "Оптика 2003" 20-23 октября 2003 г, Санкт-Петербург. СПб ГОИ, 2003. - С. 159.

18. Волосов Д.С., Цивкин М.В. Теория и расчет светооптических систем. М.: Искусство, 1960. 526 с.

19. Ганьшин В.Н., Стороженко А.Ф., Ильин А.Г. и др. Измерение вертикальных смещений сооружений и анализ устойчивости реперов. М.: Недра, 1981.-215 с.

20. Горбачёв A.A. Авторефлексионная оптико-электронная система контроля положения элементов турбоагрегатов //Восьмая Санкт-петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов, 2003. С. 70.

21. Грейм И.А. Зеркально-призменные системы. М.: Машиностроение, 1981.- 125 е., ил.

22. Гридин A.C., Дмитриев И.Ю., Зяблицев С.М., Синельников М.И. Оптико-электронное устройство для измерения линейных смещений // Оптический журнал 2001 - Т. 68, №6. - С. 73-75.

23. Грязин Г.Н. Системы прикладного телевидения. СПб.: Политехника, 2000. - 277 с.

24. Джабиев А.Н., Коняхин И.А., Панков Э.Д. Средства мониторинга деформаций. СПб.: СПбГИТМО(ТУ), 2000. - 197 с.

25. Джабиев А.Н., Мусяков B.JI., Панков Э.Д., Тимофеев А.Н. Оптико-электронные приборы и системы с оптической равносигнальной зоной. Монография /Под общей ред. Э.Д. Панкова. СПб.: ИТМО, 1998. - 238 с.

26. Джеррард А., Бёрч Дж.М. Введение в матричную оптику. Под ред. Барноски М. Перевод с английского канд. физ.-мат. Наук Божкова А.И., Власова Д.В. М.: Мир, 1978. 341 с.

27. Ерофейчев В.Г. Инфракрасные фокальные матрицы // Оптический журнал. 1996. - Т. 63, № 6. - С. 4-17.

28. Источники и приемники излучения: Учебное пособие для вузов /Г.Г. Ишанин, Э.Д. Панков, АЛ. Андреев, Г.В. Полыциков. СПб.: Политехника, 1999. - 240 с.

29. Казанцев Г.Д., Курячий М.И., Пустынский И.Н. Измерительное телевидение. М.: Высшая школа, 1994. - 288 с.

30. Кирчин Ю.Г. Разработка и исследование оптико-электронных систем для контроля смещений: Дис. канд. техн. наук.: 05.11.07. Защищена 21.12.93. -СПб., 1993.- 193 с.

31. Коротаев В.В., Мусяков B.JL, Панков Э.Д., Тимофеев А.Н. Дистанционный автоматический контроль предельных деформаций экологически опасных крупногабаритных объектов. Сборник трудов экология и мониторинг окружающей среды, 1996.

32. Коротаев В.В., Мусяков B.JL, Панков Э.Д., Тимофеев А.Н. Разработка и создание специализированного оптического комплекса дистанционного зондирования // Изв. вузов. Приборостроение. 1996. - Т. 39. - № 2. - С. 40-43.

33. Коротаев В.В., Панков Э.Д., Савельев С.Ю., Тимофеев А.Н. Оптико-электронный доковый прогибомер // Тез. докл. Второй Межд. конф. по проблемам физической метрологии "Физмет-96", 17-23 июня 1996 г. СПб., 1996.-С. 91-92.

34. Коротаев В.В., Тимофеев А.Н., Иванов А.Г. Проблемы разработки оптико-электронных систем для контроля деформаций крупногабаритных объектов // Оптический журнал. 2000 - Т.67, №4. - С. 43-46.

35. Кругликов C.B., Логинов A.B. Многоэлементные приемники изображения. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. -96 с.

36. Ли Янь. Исследование особенностей построения оптико-электронных систем с оптической равносигнальной зоной для контроля линейных смещений: Дис. канд. техн. наук. СПб., ИТМО, 1994. - 231 с.

37. Носов Ю.Р., Шилин В.А. Основы физики приборов с зарядовой связью. М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - (Физика полупроводников и полупроводниковых приборов). - 320 с.

38. Основы автоматического управления / Под редакцией B.C. Пугачева. -М.: Наука, 1974.-720 с.

39. Павлов A.B., Черников А.И. Приемники излучения автоматических оптико-электронных приборов. М.: Энергия, 1972. - 240 с.

40. Патент № 2050737 РФ, МПК6 G 01 В 21/32. Оптический прогибомер / Панков Э.Д., Коротаев В.В., Тимофеев А.Н., Енученко С.А., Мусяков B.JL; заявитель и патентообладатель СПБГИТМО. приоритет 23.06.1994.

41. Патент № 2077701 РФ, МПК6 G 01 В 21/32. Оптический прогибомер / Енученко С.А., Коротаев В.В., Мусяков В.Л., Панков Э.Д., Тимофеев А.Н.; заявитель и патентообладатель СПБГИТМО. № 93044543/28; заявл. 09.09.93; опубл. 20.04.97.

42. Патент № 2095755 РФ, МПК6 G 01 В 21/32. Оптический прогибомер / Коротаев В.В., Мусяков В.Л., Панков Э.Д., Тимофеев А.Н.; заявитель и патентообладатель СПБГИТМО. №95109525/28; заявл. 06.06.95; опубл. 10.11.97.

43. Погарев Г.В. Юстировка оптических приборов. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. - 237 е., ил.

44. Погарев Г.В., Кисилев Н.Г. Оптические котировочные задачи: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989.-260 е.: ил.

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

46. Пресс Ф.П. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью. М.: Радио и связь, 1991.-264 е.: ил.

47. Соломатин В.А. Системы контроля и измерения с многоэлементными приемниками. М.: Машиностроение, 1992. - 128 с.

48. Справочник конструктора оптико-механических приборов. / В.А. Панов и др.; Под общ. ред. В.А. Панова. Л.: Машиностроение, 1980. - 742 с.

49. Стенин В.Я. Применение микросхем с зарядовой связью. М.: Радио и связь, 1989.-256 с.

50. Цуккерман С.Т. Новые приборы автоматического управления машинами оптическим лучом // Изв. ВУЗов СССР. Сер. Приборостроение. -1982 Т. XXV, № 10. - С. 71 -74.

51. Цуккерман С.Т., Великотный М.А. Экспериментальное исследование прибора управления лучом на светодиодах // Изв. ВУЗов СССР. Сер. Приборостроение. 1973. - Т. XVI, № 2. - С. 114-116.

52. Цуккерман С.Т., Гридин A.C. Приборы управления при помощи оптического луча. Л.: Машиностроение, 1969. - 204 с.

53. Якушенков Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов. Проектирование оптико-электронных приборов. М.: Логос, 2000. - 488 с.

54. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов: Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 360 с.

55. Ямбаев Х.К. Специальные приборы для инженерно-геодезических работ. М.: Недра, 1990. - 267 с.

56. Abdalla M.A., Frojdh C., Petersson C.S. A CMOS APS for dental X-ray imaging using scintillating sensors // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2001. - Vol. A 460. - P. 197-203.

57. Electro-optical imaging: system performance and modeling /Ed. by L.C. Biberman. Bellingham, Washington, US: SP1E, 2000. 1253 p.

58. Hanson C.M. Uncooled IR detector performance limits and barriers //SPIE Proc. 2000. - V. 4028. - P. 2-11.

59. Helmers H., Schellenberg M. CMOS vs. CCD sensors in speckle interferometry // Optics & Laser Technology. 2003. - Vol.35. - P.587-595

60. Infrared and Electro-Optical System Handbook /Ed. by J.S. Accetta and D.L. Shumaker. Bellingham: SPIE Proc., 1993. - 3024 p.

61. Kester W., Wurcer S., Kitchin C. High Impedance Sensors // Analog Devices, 2000

62. Magnan P. Detection of Visible Photons in CCD and CMOS: A Comparative View // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2003. -Vol.504.-P. 199-212.

63. Mapson-Menard H.C., Castelli C.M. and others. Performance evaluation of an Active Pixel Sensor Test Structure for space science applications // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2003. - Vol. A 513. - P. 313-316.

64. Passeri D., Placidi P., Petasecca M. and others. Design and test of innovative CMOS pixel detectors // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2004. - Vol. A 535. - P. 421-423.