автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Цифровые методы визуализации и обработки теневых изображений в лазерно - телевизионных системах

На правах рукописи

ЧЕЛ ПАНОВ ВАЛЕРИИ ИВАНОВИЧ

ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ И ОБРАБОТКИ ТЕНЕВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ЛАЗЕРНО - ТЕЛЕВИЗИОННЫХ

СИСТЕМАХ

Специальность: 05 12 04 -Радиотехника, в том числе системы и

устройства телевидения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Великий Новгород 2007

003058987

Работа выполнена в ФГУП «Научно-исследовательский институт

промышленного телевидения «Растр»

Научный руководитель - доктор технических наук, доцент Карачинов В.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Попов Станислав Алексеевич кандидат технических наук Семенов Владимир Александрович

Ведущее предприятие - Закрытое акционерное общество

«Московский научно-исследовательский телевизионный институт» (ЗАО «МНИТИ»), г. Москва

Защита состоится «25» мая 2007 года в 14 — час. на заседани диссертационного совета Д212 168 07 при Новгородском государственно университете им Ярослава Мудрого по адресу 173003, Россия, Велики Новгород, ул Б Санкт-Петербургская, 41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого

Автореферат разослан «24» апреля 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.168 07, кандидат технических наук, доцент

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Применение цифровых методов отображения и передачи информации в системах промышленного телевидения позволяет создавать диагностические комплексы, отличающиеся значительным быстродействием, высокой чувствительностью и надежностью в условиях воздействия электромагнитных полей и различных агрессивных сред.

Особую актуальность представляют лазерно-телевизионные системы (ЛТС), в которых изображение формируется за счет взаимодействия зондирующего излучения с объектом исследования Такие системы в настоящее время позволяют решать задачи, связанные с дальновидением объектов в рассеивающих средах, визуализацией оптических неоднородностей, измерением деформаций и температур

Известные высокочувствительные интерферометрические методы реализуемые в ЛТС, как правило, требуют для получения достоверной количественной информации особых условий эксплуатации, а так же трудоемких вычислительных алгоритмов, что затрудняет принятие решения в реальном масштабе времени (ориентированы на оператора). Кроме того, они отличаются высокой стоимостью

Несомненный интерес представляют ЛТС, регистрирующие изменение показателя преломления по отклонению лазерного луча в пределах оптической неоднородности среды - теневые методы

В рамках теневого метода с использованием цифровых технологий возможно создание многофункциональной автоматизированной диагностической системы Для решения поставленной задачи требуется проведение целого комплекса исследований

При изучении нестационарных процессов (конвекция, горение, взрывы и т п), в которых объект меняет свои характеристики, необходимо развертывать процесс во времени, получать количественные данные в течение всего эксперимента Поэтому важным этапом исследований является разработка цифрового телевизионно-теневого метода и создание на его основе портативной лазерно-телевизионной системы, а так же анализ чувствительности и экспериментальная проверка функциональных возможностей ЛТС, разработка новых методик и программного обеспечения

Конвективные потоки в жидкостях и газах представляют большой интерес при решении широкого круга задач в технике и технологиях Наряду с задачей визуализации существует необходимость количественных оценок распределения температуры

в заданной области конвективного потока. В связи с этим возникает задача, нацеленная на разработку метода измерения температур с использованием оптических решеток, необходимость автоматизации процесса измерений требует проведения исследований по созданию лабораторного стенда, разработки алгоритмов и программного обеспечения

Экспериментальные исследования тепловой структуры конвективных потоков представляют научный и практический интерес, который связан, прежде всего, с апробацией разработанного метода измерения температур. Кроме того, результаты таких исследований являются базой для оптимизации предложенных алгоритмов, программного обеспечения и конструкции ЛТС

Целью данной диссертационной работы является разработка цифровых методов визуализации и обработки теневых изображений в лазерно-телевизионных системах, позволяющих автоматизировать процесс измерений и обеспечить высокую информативность, достоверность и наглядность

Задачи диссертационной работы:

1 Разработать цифровой телевизионно-теневой метод визуализации оптических неоднородностей и портативную лазерно-телевизионную систему. Выполнить экспериментальные исследования пограничных слоев, направленных потоков аэрозольных сред и фазовых границ.

2. В рамках цифровой, лазерной телевизионно-теневой системы, визуализирующей оптические неоднородности по принципу деформации изображения регулярного точечного контраста, разработать метод совмещенной сетки для анализа температурных полей конвективных потоков

3. Разработать и изготовить стенд для проведения экспериментальных исследований по методу совмещенной сетки

4. Выполнить экспериментальные исследования тепловой структуры конвективных потоков в жидкостях и газах с целью апробации метода совмещенной сетки

Методы исследования

При проведении экспериментальных исследований применялись методы фотометрии, зондовой термометрии

Использовались математические методы расчета и статистической обработки экспериментальных данных с применением ЭВМ

Научная новизна

1 Разработан и экспериментально апробирован цифровой, телевизионно-теневой метод визуализации оптических неоднородностей в газах, жидкостях и оптически прозрачных твердых телах Впервые

показана возможность обработки теневых изображений фазовых объектов численными методами

2 Разработан метод получения изображения теневого контраста направленных потоков аэрозольных сред На основе цифровой обработки изображения предложены и впервые экспериментально апробированы способы определения угла распыла и распределения плотности по сечению и скорости потока

3 Предложен и экспериментально апробирован новый метод мгновенного контурного анализа объектов, в том числе, обладающих повышенной шероховатостью В рамках метода впервые разработан алгоритм обработки изображения, позволяющий измерять геометрические характеристики протяженных шероховатых объектов

4. Разработан и экспериментально апробирован цифровой, телевизионно-теневой метод визуализации оптических неоднородностей по принципу деформации (искажения) изображения регулярного точечного контраста

5. Впервые предложен и экспериментально апробирован метод совмещенной сетки позволяющей автоматизировать процесс цифровой обработки изображения теневого точечного контракта и рассчитывать дискретное поле температур конвективных потоков

Практическая ценность:

1. Разработаны методики получения с помощью цифровой ЛТС одновременного изображения объекта и визуализации оптических неоднородностей в различных средах.

2. Сформированы требования к аппаратному и программному обеспечению цифровой обработки изображений.

3. Предложена методика расчета распределения температур численным методом по теневому изображению, полученному с помощью ЛТС.

4. Алгоритмы и программное обеспечение, позволяющее по изображениям, полученным с помощью ЛТС измерять на фоне шума и дифракционных искажений, геометрические размеры, углы, скорости потоков и распределения температур объектов

5 Предложены и реализованы варианты конструкций телевизионных теневых камер

Реализация в науке и технике.

Результаты диссертационной работы апробированы и внедрены в ФГУП «НИИПТ «Растр», в НовГУ им Я Мудрого в лекционных курсах «Тепло- и массообмен в ЭС», «Защита РЭС в экстремальных условиях», для студентов специальности «Проектирование и технология электронных средств»

Научные положения, выносимые на защиту:

1 Мгновенный контурный анализ объектов, основанный на регистрации теневого контраста фазовой границы с последующей цифровой обработкой изображения, позволяет осуществлять измерение геометрических характеристик объектов, в том числе с большой шероховатостью

2. Цифровая обработка секторных теневых изображений распыла, включающая процедуры фильтрации, оценки яркостных характеристик, бинаризации, позволяет измерять в автоматическом режиме его геометрические характеристики

3. Метод совмещенной сетки, основанный на цифровых алгоритмах сравнения двух зарегистрированных теневых изображений точечной оптической решетки, позволяет измерять распределение температур в конвективных потоках

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались на 10-ти Всероссийских конференциях («Современное телевидение», Москва, 1982, 1996, 1997, 2001, 2003, 2005, 2007 гг «Современные телевшионные технологии», Москва, 2004, 2006 гг.; «Проблемы развития электроники в России», г.Санкт-Петербург, 2001 г )

Публикации

По теме диссертации опубликованы 36 научных работ, из них 18 статей, 1 патент, 2 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ, тезисы к 15 докладам на российских научно-технических конференциях

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 138 наименования и 4 приложений

Основная часть диссертации изложена на 188 страницах машинописного текста

Работа содержит 104 рисунка и 14 таблиц

Краткое содержание работы

Во введении сформулирована тема диссертационной работы, обоснована ее актуальность, приведены основные результаты и научные положения, выносимые на защиту Кратко проанализированы проблемы в области теневого телевизионного метода

В первой главе приводятся сведения по известным методам получения изображений с использованием зондирующего лазерного излучения Рассматривается классификация и особенности построения лазерных систем видения, в которых активные системы видения, использующие лазерный подсвет, получили название лазерных систем

видения (ЛСВ) Отмечается, что ЛСВ широко распространены в системах оптической локации, подводного видения, высокоскоростной фотографии и др

В работе показано, что значительное место в системах видения занимают лазерные методы диагностики объектов и различных процессов Информация об исследуемой области среды, содержащей оптическую неоднородность, может быть получена по изменению известной формы волнового фронта зондирующего лазерного излучения. Так в теневых методах регистрируются отклонения лучей, а в интерференционных нерегистрируемые разности фаз преобразуются в изменение освещенности

Отмечается, что в теневых методах наиболее распространены два метода проекционный и метод Теплера, который превосходит другие методы по чувствительности, и иногда является единственно возможным оптическим методом выявления очень малых градиентов показателя преломления, например в разряженных газах

Рассмотрены так же интерференционные и голографические методы, которые по сравнению с теневыми методами, дают более подробную и точную информацию об объекте исследования и позволяют одновременно определить поле температур и концентраций В то же время, они обладают большей сложностью построения, стоимостью и имеют ограниченный диапазон измерения

Кроме того, в работе приведены примеры использования «спекл-эффекта» при построении диагностических схем

Вторая глава посвящена разработке цифрового, телевизионно-теневого метода визуализации и измерения характеристик оптических неоднородностей

Показано, что использование метода Теплера позволяет создавать л азерно-телевиз ионные системы (ЛТС), отличающиеся простотой, надежностью высокой чувствительностью Примером может служить портативная система «Луч», разработанная и изготовленная в ФГУП НИИПТ «Растр» (рис 1) Конструкция ЛТС в виде длинного оптрона была реализована на базе серийно выпускаемой телевизионной системы «Эстакада» Такое решение обеспечило ряд известных преимуществ, в том числе, невысокую стоимость, малые габаритные размеры и незначительный вес, а также простоту настройки и юстировки С использованием оптико-геометрической модели выполнен анализ чувствительности ЛТС, который позволил оценить условия регистрации изменения показателя преломления

Приведенные результаты экспериментальных исследований показали, что с помощью ЛТС «Луч» возможно осуществлять визуализацию

процессов свободной конвекции и растворения веществ, оптических неоднородностей в стеклах и кристаллах, а также биологических объектов и аэрозолей (рис.2) .

В работе отмечается, что проектирование современных радиоэлектронных средств, работающих в экстремальных условиях эксплуатации, предполагает использование жидкостных систем охлаждения, в которых возможен непосредственный контакт эдектрорадиоэлементов с жидким хладагентом. Для построения таких систем интерес представляют знания о структуре образующихся конвективных потоков и характере распределения в них температуры. На примере исследования процесса свободной конвекции в воде вокруг стандартного резистора (МЛТ-Д125Вт-2000м), помещенного в оптическую ячейку, показана возможность применения численных методов (метод конечных элементов) для обработки те ле в из и о нн о-те н е в ых изображений, регистрируемых ЛТС «Луч» (рис.3,4). Полученные теневые изображения предложено использовать при построении тепловой модели, позволяющей решать задачу по расчету температурного поля в пограничном слое.

Была разработана математическая модель распределения температуры в поверхностном слое при следующих условиях:

1) с помощью ЛТС регистрируется лишь проекция теневого яркостного контраста;

2) наблюдается зависимость численных значений коэффициента теплопроводности воды от ее температуры;

3) методика регистрации теневого яркостного контраста осуществляется в режиме «стоп-кадра» (мгновенная съемка).

а б

Рисунок 1- Лазерно-телевизионная система «Луч». Внешний вид (фото) (а) и структурная схема (б )

1 - источник света (лазер, л=0,65мкм); 2 - коллиматор; 3 - мультиметр с термопарой; 4 - оптическая ячейка; 5 - теневая телевизионная камера на основе ПЗС-матрицы; 6 - контроллер; 7 - ГТЭВМ (видеопросмотровое устройство), программное обеспечение.

Контроллер ^

г Д

Рисунок 2- Примеры визуализации оптических неоднородностий с помощью ЛТС «Луч». Метод Теплера. Фото.

а — конвективные потоки в воздухе; б - растворение спирта в воде; в - растворение сахара в воде; г-дефекты в кристаллах д — парогазовый свищ.

Исходное уравнение теплопроводности [ 124]:

(о

с учетом сформулированных ограничений решалось численным методом (метод конечных элементов) на ПЭВМ в стандартной среде «ЕЬСиТ».

При построении математической модели использовались граничные условия первого Т=ТП и третьего рода [124], полученные из целенаправленных экспериментов [124]

К^- =-ак(Т-Тс)-Р(Т4-Тс4), ап

где X (Т) - коэффициент теплопроводности воды, зависящий от температуры, q(T) - теплопроизводительность единицы объема источников тепловой энергии; Т - температура текущая, Тп- в точке прилипания, х,у,2 - координаты, р - величина, равная произведению постоянной Стефана-Больцмана Со=5,7 10"8 Вт/м2К4 на коэффициент излучения поверхности материала зонда, ак - коэффициент теплоотдачи конвекцией

Была выполнена серия расчетов, позволивших получить распределение температуры, градиентов и тепловых потоков (рис 3, 4) Отмечается, что температурное поле конвективных потоков вокруг резистора неравномерно Кроме того, моделирование позволило зафиксировать область с повышенной температурой под нижней поверхностью резистора (рис 3, б), которая не видна на рис. За, поскольку оптический нож в процессе эксперимента располагался сверху Сравнение расчетных значений температуры с экспериментальными в реперных точках (внешний контур теплового пограничного слоя) позволило оценить величину относительной погрешности, которая составила не более 5 %

Приведены результаты экспериментов по визуализации процесса отрыва пограничного слоя от поверхности резистора при импульсных тепловых нагрузках Для оценки скорости подъема пограничного слоя жидкости, представляющий собой тепловую метку, разработаны цифровой измеритель, использующий методы корреляционного анализа с предварительной фильтрацией теневого изображения и программное обеспечение В качестве примера показано, что среднее значение отклонения измеряемой скорости метки в серии из 20 измерений составило 1,5%

В настоящее время значительный интерес вызывают вопросы исследования явлений, происходящих в распыле форсунки, измерения геометрических параметров, создание протокола На базе ЛТС «Луч» был изготовлен лабораторный стенд для исследования направленных потоков аэрозолей (рис 5)

Рисунок 3 - Теневое изображение свободной конвекции вокруг резистора (эксперимент) (а) и модель температурного поля (б), построенная программой ЕЬСиТ.

I резистор; 2-ТПС; 3 —термопара

Т,К 304

303

302

301

300

299

298

\

> ь

\ \

X \ X

ч Ъц х ■

0

6 ь, ММ

Рисунок 4- Распределение температуры воды в выделенном направлении от поверхности резистора. Расчет.

В экспериментах применялся метод Теплера и проекционный теневой метод Были проведены экспериментальные исследования по изучению влияния времени накопления (число кадров 1, 5, 50, 100, 150), а также влияния внешней засветки (лампа накаливания) на формируемый контраст изображения Анализ полученных экспериментальных изображений показал, что ЛТС «Луч» позволяет получать высококонтрастное мгновенное изображение структуры распыла При этом увеличение времени накопления в указанном интервале значений незначительно изменяло контраст интегрального изображения распыла Не было обнаружено также влияние внешнего освещения на качество изображения распыла

В работе были проведены исследования влияния помехи в виде мелких водяных капель на контраст формируемого изображения распыла Полученные результаты позволили установить, что хорошо регистрируются контурные изображения капель и макрообластей неправильной формы Такая информация представляет интерес, как для оптимизации режимов работы форсунки, так и для оценки скорости движения капли по ее контурному изображению В работе отмечается, что достигнутые очевидные преимущества ЛТС открывают широкие возможности для перехода к количественным оценкам распыла Наиболее важными среди них являются угол распыла, распределение плотности жидкости по сечениям факела и скоростные характеристики Было разработано специальное программное обеспечение «Раке1», позволяющее измерять характеристики распыла по его изображению, полученному с помощью ЛТС «Луч» В программе имеется три режима измерений автоматический, ручной и режим сечений. В автоматическом режиме на изображении распыла необходимо указать прямоугольную область, в которой будут производится измерения (рис 6) В работе показано, что для не очень сложной конфигурации распыла абсолютная погрешность измерений составила не более ±5°

Для определения скорости движения капель в распыле форсунки был предложен телевизионный метод плавающей экспозиции Показано, что даже при скорости распыла 340 м/с, рассмотренный метод измерения реализуем в телевизионных системах на основе существующих ФПЗС

Рисунок 5 - Структурная схема стенда для исследования возможности визуализации и измерения параметров распыла жидкости

I — источник жидкости; 2 - нагнетатель; 3 - форсунка; 4 —распыл; 5 - оптический модуль; 6 - ТТК; 7 - контроллер.

а

б

Рисунок 6 - Пример измерения угла распыла в автоматическом (а) и ручном (б) режимах. Программа «Факел»

I

Рисунок 7 - Мгновенный контурный анализ наружной резьбы МЗ.Фото. ЛТС «Луч».

а) Исходное изображение;

б) Контурное изображение (позитив)

Рисунок 8 - Измерение диаметра ворсистой нити мощью программы «Нить» (а) и яркостный срез нити (б)(модель)

В работе отмечается, что существует широкий класс шероховатых объектов, как искусственного, так и природного происхождения параметры которых подлежат метрологическому контролю либо представляют интерес для исследователей, например, ворсистые нити, абразивная проволока, тросы (канаты), режущий инструмент, резьбы и т.п. Показано, что диагностика таких объектов возможна на основе контурного анализа. Для получения Мгновенных контурных изображений объектов (рис.7) предложено использовать ЛТС «Луч». Рассмотрено измерение геометрических размеров шероховатых нитей с помощью разработанного программного обеспечение «Нить» (рис.8), реализующее известные процедуры обработки контурного изображения: фильтрацию, бинаризацию и определение среднего диаметра нити. При этом обрабатывается только границы (контур) объекта измерения. В данном случае измеряемая величина мало зависит от выбранного порога бинаризации. Чем самым, достигается более высокая точность измерений.

Третья глава посвящена разработке метода совмещенной сетки В работе показано, что использование в лазерно-телевизионных системах методов расфокусированных решеток, позволяет не только визуализировать оптические неоднородности, но и осуществлять измерение распределения температур в конвективных потоках Предложена техническая реализация метода в виде стационарной лазерно-телевизионной системы (CJITC) (рис 9, 10) Основное отличие CJITC от JITC «Луч» заключалось в конструкции теневой телевизионной камеры (ТТК), в которой использовались точечные оптические решетки с различным отношением периода к диаметру точки, позиционер для перемещения решетки вдоль оптической оси с целью управления чувствительностью ТТК, контроллер для управления режимами позиционера, измерения температуры среды и организации канала связи между ТТК и ПЭВМ

Отмечается, что телевизионное изображение тени точек представляют собой сложную дифракционную картину При различных значениях расфокусировки А они могут быть как темными, так и светлыми, наблюдается обращение дифракционной картины Для точечной решетки с отношением периода к диаметру точки равным двум были выполнены исследования по поиску наилучшего значения А В роли определяющих критериев выступали качество изображений и возможность их автоматической обработки Было установлено, что обращение теней, создающих точечной решеткой, происходит только при отрицательных значениях А Использование обратных картин при той же чувствительности даёт большее количество теней точек, чем для прямых картин Поэтому методика расшифровки обратных картин более перспективна. Были получены расчетные и экспериментальные зависимости между величиной расфокусировки А и расстоянием между двумя точками на экране, соответствующими изображению решетки

В процессе выполнения исследований была разработана специальная программа «Thermo Vision», которая позволяет несколько упростить процесс измерения отклонений узлов решетки, а также автоматизировать процесс расчета температуры

Рисунок 9 - Стационарная л азер но-те л е ви зионная система (СЛТС). Лабораторный стенд Фото,

Рисунок 10 - Примеры визуализации. Фото. Эксперимент, точечная решетка, среда - трансформаторное масло, а - нет нагрева; б - нагрев; 1 - цилиндрический источник теплового потока.

Кроме того, программа может управлять периферийными устройствами (позиционером) и измерителем температуры. 11ри разработке программы были решены следующие задачи: классификация теневого изображения узлов решетки: определение точных координат теневых изображений узлов решетки. Для определения узлов решетки был реализован метод разбиения изображение на К - клеток и использовалось в качестве признака степень заштрихованное™ клеток. Процесс определения координат производился в четыре этапа; низкочастотная фильтрация; бинаризация; поиск точек, принадлежащих узлу; определение координат центра узла.

В основу работы программы заложен метод совмещенной сетки Суть его состоит в том, что для измерения смещений изображения узлов решетки, например, после нагрева исследуемой среды, используется адаптивная сетка («Gummi - Netz», - «резиновая сетка», параметры которой настраиваются на анализируемое теневое изображение решетки При этом программа позволяет регулировать число узлов, смешение, шаг сетки, а также смещение каждого узла в отдельности По результатам этих измерений осуществляется расчет температурного поля конвективных потоков по известному выражению [77]

где Т(х) - температура исследуемой точки пространства с координатой х, Тя и пж - температура и показатель преломления газа (жидкости) в невозмущенных местах поля, L — длина неоднородности вдоль оптической оси прибора

В четвертой главе приведены экспериментальные исследования тепловой структуры конвективных потоков в жидкостях и газах

В работе отмечается, что наиболее удобно точечные оптические решетки применять для исследования процессов, параметры которых изменяются во времени В качестве модельных были выбраны процессы свободной конвекции, которые к настоящему времени достаточно хорошо исследованы с применением не только оптических, но и зондовых Это позволило апробировать разработанный метод совмещенной сетки в рамках программного обеспечения «TermoVision» для стационарной лазерно-телевизионной системы.

Получена хорошая повторяемость визуализирующих теневых картин свободной конвекции в воде и воздухе с помощью CJITC

Для тестирования программы измерения температуры конвективных потоков использовалась оптическая ячейка, заполненная водой, с резистором в качестве нагревателя Были проведены три эксперимента с интервалом в один час Эталонные измерения температуры воды осуществлялись с помощью термопары ТХА Сравнив измеренные значения температур с расчетными полученными с помощью программы «TermoVision» (рис.11,а) была определена погрешность максимальное значение которой не превысило 5% (табл)

а - свободная конвекция в воде

>'4 snt'tii >-'. . б - свободная конвекция в воздухе

| - л ' -ti- ■ и

■ ос ' С I -j'.O' ^ IW'.i'W-A* ■ 'О

ШщШ >At4f

1 К-.: К. <0 в - диффузионное пламя

Ф ■ vM^i

*

Рисунок 11 - Примеры обработки теневых изображений методом совмещенной сетки. Фото. Программа «Thermovision»

Таблица - Численные значения температуры в узлах решетки с координатой х=8, полученные с помощью программы «Thermovision» и измеренные с помощью термопары

Координата узла решетки (х,У) Температура в узле, °С Средняя температура, °С Температура термопары, °С Погрешность, %

Эксп 1 Эксп 2 Эксп 3

8,1 36,6 37,5 37,2 37,1 35,6 4,16

8,2 35,9 36,9 36,6 36,3 34,9 4,18

8,3 31,7 32,3 32,1 32,0 30,7 4,13

8,4 29,2 29,6 29 4 29 4 28,2 4,15

8; 5 27,4 27,8 27,6 27,6 26,5 4,28

8; 6 26,5 26,7 26,6 26,6 25,5 4,31

8; 7 25,8 25,7 25,7 25,6 24,5 4,62

8, 8 24,7 24,7 24,7 24,7 23,6 4,81

8,9 24,5 24,5 24,5 24,5 23,4 4,80

Для экспериментов по измерению температуры конвективных потоков, образующихся в воздухе вокруг различных источников тепла ТЭНов, проводов (шин), элементной базы РЭА, использовался резистивный проволочный нагреватель длиной 52 мм и диаметром 10 мм, который устанавливался вдоль оптической оси CJTTC С помощью программы «Thermovision» осуществлялся расчет температур конвективных потоков (рис.11,6) Для каждого из значений температур 50, 100, 200, 300; 350°С, было проведено по три эксперимента При этом получены значения относительной погрешности 10, 7, 3,5 % для значений температуры 50, 100, 200°С соответственно Максимальные значения относительной погрешности для перечисленных температур не превышали 30% Наблюдаемый разброс значений температур следует связывать с различными факторами, в том числе, со значительной величиной оптической неоднородности и возможными колебаниями (смещением) восходящего потока нагретого воздуха (специальных технических мер в экспериментах не применялось)

В работе отмечается, что важной стороной исследований является изучение структуры пламени, образующегося в различных технических устройствах (камеры сгорания, горелки, сопла и др) Спецификой оптических изменений в пламени являются сильное свечение газа, а так же значительные изменения свечения по полю, например, в области ядра, факела Поэтому метод расфокусированных решеток в рассматриваемом случае обладает тем преимуществом, что

единственной измеряемой величиной, позволяющей найти распределение узлов отклонения света в неоднократности, является смещение тени Экспериментальные исследования были нацелены на изучение возможности визуализации тепловой структуры и оценки распределения температур в диффузионном пламени с помощью CJITC и программного обеспечения «Thermovision». В качестве источника диффузионного пламени использовалась парафиновая свеча, которая устанавливалась на предметный столик CJITC За счет частично расщепленного фитиля пламя обладало плоской структурой. Подбором времени накопления и усиления в условиях отключенного АРУ телевизионной камеры удалось получить достаточно четкое изображение узлов решетки (рис 11,в) Расчет температур с помощью программы «Thermovision» показал несколько завышенные результаты по сравнению с измерениями термопарой Возникшая методическая ошибка в работе объясняется отсутствием точных справочных данных по показателю преломления паров парафина

В заключении сделаны выводы по работе, приведены основные результаты и перечень опубликованных научных трудов Основные результаты и выводы

1. Разработана и экспериментально апробирована портативная, многофункциональная JITC «Луч», реализующая цифровой телевизионно-теневой метод, позволяющий осуществлять одновременно наблюдение объекта и визуализацию оптических неоднородностей в жидкостях, газах и оптически прозрачных твердых телах,

2 Впервые разработан и экспериментально апробирован метод корреляционного измерения скорости потоков оптически-прозрачных сред с использованием тепловых меток, реализованный в программном обеспечении «Корреляционный измеритель скорости».

3. Впервые с использованием численных методов предложена обработка телевизионных теневых изображений, отображающих процессы свободной конвенции, дающая возможность визуализировать и количественно оценивать тепловую структуру пограничных слоев

4. Разработан и экспериментально апробирован метод получения изображения телевизионного теневого контраста направленных потоков аэрозольных сред Цифровая обработка регистрируемого теневого изображения распыла, реализованная в новом программном обеспечении «Факел», позволяет визуализировать распределение плотности по выделенным направлениям и измерять угловые характеристики с точностью не ниже 5 %

5. Предложен и экспериментально апробирован новый метод мгновенного контурного анализа объектов, в том числе, обладающих повышенной шероховатостью В рамках метода разработан алгоритм обработки изображения, реализованный в программном обеспечении «Нить», позволяющий измерять геометрические характеристики протяженных шероховатых объектов

6 Разработанный цифровой телевизионно-теневой метод расфокусированных решеток, реализованный в стационарной лазерно-телевизионной системе, позволяет осуществлять одновременно наблюдение объекта и визуализацию оптических неоднородностей, по принципу локального нарушения трансляции изображения дискретно-теневого контраста решетки.

7. Предложенный и впервые экспериментально апробированный метод совмещенной сетки обеспечивает автоматизацию процесса цифровой обработки телевизионного изображения теневого точечного контраста. В рамках метода разработан алгоритм обработки теневого изображения, реализованный в программном обеспечении «Thermo Vision», позволяющий осуществлять расчет температурного поля конвективных потоков и управление периферийными устройствами стационарной JITC

8. Определенная экспериментальным путем величина расфокусировки точечной решетки стационарной JITC обеспечивает высокую чувствительность визуализации конвективных потоков и большую глубину резкости источника теплового потока (нагревателя)

9 Проведенное тестирование показало полное соответствие программного обеспечения «Thermo Vision» сформулированным требованиям исследования процессов конвекции, при этом достигнутая погрешность измерения температуры в воде составила менее 5%, в воздухе -10% Показана возможность визуализации структуры диффузионного пламени

Заключение

Цифровые телевизионно-теневые методы, разработанные и исследованные в настоящей работе, позволили решить задачи формирования телевизионного изображения и автоматизации процессов измерения характеристик оптических неоднородностей с использованием зондирующего лазерного излучения

Список научных трудов

Статьи

1 Челпанов В И , Кузьмин В П , Родионов О Ф , Абрамов В И, Торицин С Б , Гозман Я Ю , Орловский М Я, Камышев Г А Вклад Новгородского НИИ «Растр» в разработку систем и аппаратуры промышленного телевидения // Проблемы информатизации -1998 №2 -С 33-40

2 Абрамов В И., Гозман Я Ю , Кузьмин В П , Челпанов В И Современная отечественная телевизионная аппаратура для раннего обнаружения очагов лесных пожаров // Лесное хозяйство -2000 - № 4 -с 46-48

3 Челпанов В И , Кузьмин В П , Родионов О Ф , Абрамов В И , Камышев Г А, Волкова Л Н НИИ промышленного телевидения «Растр» Современное состояние и перспективы развития прикладных телевизионных систем // Вестник НовГУ им Я Мудрого Сер Техн науки Великий Новгород-2001 №19-С 146-151

4. Челпанов В И Мониторы для систем телевизионного наблюдения // Системы безопасности -2002. № 5 (47) -С 36-37

5 Корнышев Н П, Бутусов В В , Родионов О Ф , Челпанов В И Телевизионные спектральные системы в криминалистике // Информост -2003 № 5(29) -С 35-38

6 Корнышев Н П, Бутусов В В , Родионов О Ф , Челпанов В И Телевизионные спектральные системы для криминалистических экспертиз // Специальная техника 2003 № 4 -С 24-33.

7 Челпанов В И, Торицин С Б Аппаратура промышленного телевидения для топливно-энергетического комплекса // Нефтегазопромысловый инжиниринг - 2004 №4 -С 20-27.

8 Челпанов В И , Родионов О Ф Телевидение, которое не боится взрыва // Системы безопасности -2004 № 3 (57) - С 98-103

9 Челпанов В И, Родионов О Ф Жаростойкие телевизионные системы для наблюдения высокотемпературных процессов // Бурение и нефть -2004 № 7-8 - С 42-44

10 Челпанов В И , Родионов О Ф Взрывобезопасная телевизионная аппаратура для нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности // Нефтегазопромысловый инжиниринг - 2004 № 2 -С 25-28

11 Челпанов В И , Родионов О Ф Взрывобезопасная телевизионная аппаратура для нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности // Бурение и нефть -2004 № 2 -С 38-41

12 Челпанов В И , Кузьмин В П , Торицин С Б , Абрамов В И , Камышев Г А Промышленное телевидение // Петербургский журнал электроники - 2005 №3 - С 13-30

13 Бутусов В В , Кузьмин В П, Корнышев Н П, Никитин Н С., Челпанов В И Телевизионные спектральные системы Новые разработки и перспективы развития // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания-2006 № 1 - С 41-43

14 Кузьмин В П, Корнышев Н П, Никитин Н С, Челпанов В И Телевизионные системы для визуализации газоразрядного свечения // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания -2006 № 2 - С 44-45

15 Корнышев Н П , Бутусов В В , Никитин Н С , Челпанов В И Телевизионная техника для экспертов-криминалистов // Эксперт-криминалист -2006 № 2 - С 20-22.

16 Карачинов В А , Челпанов В И, Карачинов Д В. Излучательная способность мембранных структур на основе карбида кремния // Оптический журнал 2007, Т 74 №4- С 82-84

17. Карачинов В А, Челпанов В И, Разумовская АО, Карачинов ДВ Исследование температурного поля конвективных потоков вокруг резистора // Проектирование и технология электронных средств, 2007 (Принято к печати)

18 Карачинов В А , Челпанов В И Портативный лазерно-телевизионный визуализатор // Вестник НовГУ им Я Мудрого Сер Техн науки Великий Новгород - 2006 № 39 - С. 12-13.

Свидетельства и патенты

19. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611098 Программа для измерения характеристик распыла факела (Баке1 10) / С В Ильин, В А Карачинов, В И Челпанов // Заявитель - ФГУП «НИИПТ «Растр» Заявка № 2007610162 от 19 января 2007 г Зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ 15 марта 2007 г

20 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611097 Программа для измерения геометрических характеристик нитевидных объектов, обладающих повышенной шероховатостью (N11 10)/ С В Ильин, В А Карачинов, В И Челпанов // Заявитель - ФГУП «НИИПТ «Растр» Заявка № 2007610161 от 19 января 2007 г Зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ 15 марта 2007 г

21 Патент РФ на промышленный образец №52329, приоритет от 25 012002 МКПО 14-02, 14-03 Взрывозащшценное видео просмотровое устройство /Опубликован 16 04 2003 - БПО, -№4 -с96/АН Герасимов, Г.А Камышев, НА Мелешко, ЗА Шамарога, ВМ. Челгашв //Пагенгообшдагеяь-ФГУП НИИПТ «Расф»

Тезисы докладов

22. Челпанов В И, Кузьмин В П, Барштейн Б С Аппаратура нового парка телевизионных установок для промышленности // Научно-техн конф «Современное телевидение» Труды - Москва 1982-С 31

23 Челпанов В И, Кузьмин ВП, Родионов ОФ, Корнышев НП, Гозман ЯЮ Аппаратура прикладного телевидения для наблюдения, охраны, исследований // Научно-техн конф «Современноетелевидение» Труды - Москва 1996-С20

24 Челпанов В И, Черкесов А Б, Смоляков Ю А , Орловский М Я Аппаратура для систем телевизионного наблюдения // Научно-техн конф «Современноетелевидение» Труды - Москва 1997-С26

25 Челпанов В И, Гозман Я Ю , Малюкова Н А Цветная телевизионная установка для раннего обнаружения лесных пожаров // Научно-техн конф «Современноетелевидение» Труды - Москва 1997-С28

26 Корнышев Н А, Родионов О Ф, Абрамов В И, Гозман Я Ю, Челпанов В И Телевизионный комплекс для исследования документов в криминалистике и художественно-реставрационных работах/ Научно-техн конф «Современное телевидение» Труды - Москва 1997-С 29

27 Челпанов В И , Кузьмин В П, Родионов О Ф, Абрамов В И, Камышев Г А Современное состояние и перспективы развития прикладных телевизионных систем НИИПТ «Растр» / Научно-техн конф «Современное телевидение» Труды - Москва 2001-С 17-18

28 Челпанов В И Элементная база аппаратуры промышленного телевидения НИИПТ «Растр»/2-я Всероссийская конф »Проблемы развития электроники в России « Труды - Санкт- Петербург 2001 - С 19-20

29 Чеяпанов В И, Кузьмин В П, Родионов О Ф, Торицин С Б, Смолина Е В, Морозов В Н, Камышев Г А Промышленные телевизионные системы специального назначения / Научно-техн конф «Современное телевидение» Труды - Москва 2002 - С 35-36

30 Корнышев Н П, Никитин Н С , Родионов О Ф , Челпанов В И Телевизионнаяаппаратура для визуализации газоразрядного свечения / Научно-техн конф «Современное телевидение» Труды - М 2003 - С 42-44

31 Челпанов В И, Торицин С Б Вопросы разработки взрывобезопасных телевизионных камер и систем для промышленности / Научно-техн конф «Современное телевидение»' Труды - Москва 2003-С 44-46

32 Челпанов В И, Кузьмин В П, Торицин С Б, Камышев Г А, Абрамов В И Современное состояние разработок аппаратуры промышленного телевидения/Научно-техн. конф «Современное телевидение» Труды М 2005- С59-61

33 Карачинов В А , Челпанов В И , Разумовская А О , Карачинов Д В Цифровые методы визуализации и обработки теневых изображений в лазерно -телевизионных системах // Научно-техн конф «Современное телевидение» Труды - Москва 2007-С 52-54

34 Карачинов В А , Челпанов В И , Разумовская А О , Карачинов Д В Исследование оптических свойств кристаллов карбида кремния телевизионным методом //Научно-техн конф «Современноетелевидение» 'Груды - М. 2007-С 54-56

Изд лиц ЛР № 020815 от 21 09 98

Подписано в печать 12 04 2007 Бумага офсетная Формат 60x84 1/16 Гарнитура Times New Roman Печать офсетная Уел печ л 1,4 Уч-изд л 1,5 Тираж 100 экз Заказ №32

Издательско-полиграфический центр Новгородского государственного университета им Ярослава Мудрого 173003, Великий Новгород, ул Б Санкт-Петербургская, 41 Отпечатано в ИПЦ НовГУ 173003, Великий Новгород, ул Б Санкт-Петербургская, 41

Введение

1 Методы получения изображения с использованием зондирующего лазерного излучения (обзор итературы).

1.1 Лазерные методы и системы видения.

1.1.1 Классификация и особенности построения лазерных систем видения.

1.1.2 Примеры практической реализации лазерных систем видения.

1.1.2.1 Двухчастотная лазерная система видения с импульсным подсветом.

1.1.2.2.Лазерная система видения с повышенной обнаружительной способностью.

1.1.3 Наблюдение подводных объектов с помощью лазерных систем видения.

1.2 Лазерные методы диагностики объектов.

1.2.1 Теневые методы.

1.2.1.1 Проекционный метод.

1.2.1.2 Метод Теплера.

1.2.2 Интерференционные методы.

1.2.3 Голографические методы.

1.3 Лазерная спекл - интерферометрия.

Выводы по главе 1 и постановка задач исследований.

2 Визуализация оптических неоднородностей телевизионно-теневым методом.

2.1 Портативный лазерно-телевизионный визуализатор «Луч-К».

2.1.1 Физические основы телевизионно-теневого метода.

2.1.2 Описание конструкции лазерно-телевизионного визуализатора.

2.1.2.1 Оптический модуль.

2.1.2.2 Теневая телевизионная камера.

2.1.2.3 Видеопросмотровое устройство (ВПУ).

2.1.2.4 Анализ чувствительности ЛТС.

2.1.3 Примеры визуализации оптических неоднородностей.

2.1.3.1 Визуализация воздушных конвективных потоков.

2.1.3.2 Визуализация процессов растворения.

2.1.3.3 Визуализация свищей.

2.1.3.4 Визуализация оптических неоднородностей стекол и прозрачных кристаллов.

2.1.3.5 Визуализация биологических объектов.

2.1.3.6 Визуализация аэрозолей (пыли).

2.2 Визуализация и обработка теневых изображений пограничных слоев численными методами.

2.2.1 Оптические свойства теплового пограничного слоя.

2.2.2 Методика и результаты экспериментальных исследований.

2.2.3 Моделирование тепловой структуры пограничного слоя численными методами.

2.2.4. Телевизионное измерение скорости потока с использованием тепловых меток.

2.3 Разработка методики визуализации и измерения характеристик направленных потоков аэрозольных сред.

2.3.1 Измерительный стенд для проведения исследований.

2.3.2 Исследование возможности визуализации процесса распыления жидкости с помощью теневых методов.

2.3.2.1 Проекционный теневой метод.

2.3.2.2 Метод Теплера.

2.3.3 Разработка методов измерения характеристик распыла.

2.3.3.1 Ручной метод.

2.3.3.2 Автоматический метод.

2.3.4 Разработка методики измерения скорости движения капель распыляемой жидкости.

2.4 Мгновенный контурный анализ шероховатых объектов.

2.4.1 Применение ЛТС «Луч» для получения контуров шероховатых объектов.

2.4.2 Разработка методики контурного анализа ворсистых нитей.

Выводы по главе 2.

3 Метод совмещенной сетки в задачах исследования температурных полей конвективных потоков.

3.1 Метод расфокусированных решеток в лазерно-телевизионных системах.

3.1.1 Общие сведения.

3.1.2 Теоретические основы методов.

3.1.3 Особенности построения оптических схем.

3.2 Лабораторный измерительный стенд для проведения исследований.

3.2.1 Описание принципа работы стенда.

3.2.2 Особенности конструкции стенда.

3.2.3 Разработка требований по метрологическому обеспечению СЛТС.

3.3 Визуализация и обработка изображения методом совмещенной сетки.

3.3.1 Исследование процессов визуализации.

3.3.2 Разработка программного обеспечения «ТегггюУЪюп».

3.3.2.1 Задача классификации теневого изображения узлов решетки.

3.3.2.2 Определение точных координат теневых изображений узлов решетки.

3.3.2.3 Описание программы «ТегггюУшоп».

3.3.2.4 Управление периферией.

Выводы по главе 3.

4 Экспериментальные исследования тепловой структуры конвективных потоков в жидкостях и газах.

4.1 Исследование процессов свободной конвекции в воде.

4.1.1 Визуализация.

4.1.2 Тестирование программного обеспечения.

4.2 Исследование процессов свободной конвекции в воздухе.

4.3 Визуализация и исследование тепловой структуры пламени.

Выводы по главе 4.

Применение цифровых методов отображения и передачи информации в системах промышленного телевидения позволяет создавать диагностические комплексы, отличающиеся значительным быстродействием, высокой чувствительностью и надежностью в условиях широкого спектра воздействия окружающей среды (температура, влажность, агрессивные и взрывоопасные среды, ионизирующее излучение, электромагнитное поле). Характер и уровень воздействий связан с конкретной спецификой предприятий и объектов, на которых эксплуатируется аппаратура. Особую актуальность представляют лазерно-телевизионные системы (ЛТС), в которых изображение формируется за счет взаимодействия зондирующего излучения с объектом исследования. Такие системы в настоящее время позволяют решать задачи, связанные с наблюдением объектов на больших расстояниях в рассеивающих средах, визуализацией оптических неоднородностей, измерением деформаций и температур.

Известные в настоящее время высокочувствительные интерферометрические методы, реализуемые в ЛТС, как правило, требуют для получения достоверной количественной информации особых условий эксплуатации, а так же трудоемких вычислительных алгоритмов, что затрудняет принятие решения в реальном масштабе времени. Кроме того, они отличаются высокой стоимостью.

Несомненный интерес представляют ЛТС, регистрирующие изменение показателя преломления по отклонению лазерного луча в пределах оптической неоднородности среды - теневые методы,

В рамках теневого метода с использованием цифровых технологий возможно создание многофункциональной, автоматизированной, диагностической телевизионной системы. Для решения поставленной задачи требуется проведение целого комплекса исследований.

При изучении нестационарных процессов (конвекция, горение, взрывы и т.п.), в которых объект меняет свои характеристики, необходимо развертывать процесс во времени, получать количественные данные в течение всего эксперимента. Поэтому важным этапом исследований является разработка цифрового телевизионно-теневого метода и создание на его основе портативной лазерно-телевизионной системы, а так же анализ чувствительности и экспериментальная проверка функциональных возможностей ЛТС, разработка новых методик и программного обеспечения.

Конвективные потоки в жидкостях и газах наиболее широко представлены в технике и технологиях. Наряду с задачей визуализации существует необходимость количественных оценок распределения температуры в заданной области конвективного потока. В связи с этим возникает задача, нацеленная на разработку метода измерения температур с использованием оптических решеток, необходимость автоматизации процесса измерений требует проведения исследований по созданию лабораторного стенда, разработки алгоритмов и программного обеспечения.

Экспериментальные исследования тепловой структуры конвективных потоков представляют научный и практический интерес, который связан, прежде всего, с апробацией разработанного метода измерения температур. Кроме того, результаты таких исследований являются базой для оптимизации предложенных алгоритмов, программного обеспечения и конструкции ЛТС.

Целью данной диссертационной работы является разработка цифровых методов визуализации и обработки теневых изображений в лазерно-телевизионных системах, позволяющих автоматизировать процесс измерений и обеспечить высокую информативность, достоверность и наглядность.

Научная новизна:

1. Разработан и экспериментально апробирован цифровой, телевизионно-теневой метод визуализации оптических неоднородностей в газах, жидкостях и оптически прозрачных твердых телах. Впервые показана возможность обработки теневых изображений фазовых объектов численными методами.

2. Разработан метод получения изображения теневого контраста направленных потоков аэрозольных сред. На основе цифровой обработки изображения предложены и впервые экспериментально апробированы способы определения угла распыла и распределения плотности по сечению и скорости потока.

3. Предложен и экспериментально апробирован новый метод мгновенного контурного анализа объектов, в том числе, обладающих повышенной шероховатостью. В рамках метода впервые разработан алгоритм обработки изображения, позволяющий измерять геометрические характеристики протяженных шероховатых объектов.

4. Разработан и экспериментально апробирован цифровой, телевизионно-теневой метод визуализации оптических неоднородностей по принципу деформации (искажения) изображения регулярного точечного контраста.

5. Впервые предложен и экспериментально апробирован метод совмещенной сетки позволяющей автоматизировать процесс цифровой обработки изображения теневого точечного контракта и рассчитывать дискретное поле температур конвективных потоков.

Практическая ценность:

1. Разработаны методики получения с помощью цифровой ЛТС одновременного изображения объекта и визуализации оптических неоднородностей в различных средах.

2. Сформированы требования к аппаратному и программному обеспечению цифровой обработки изображений.

3. Предложена методика расчета распределения температур численным методом по теневому изображению, полученному с помощью ЛТС.

4. Алгоритмы и программное обеспечение, позволяющее по изображениям, полученным с помощью ЛТС измерять на фоне шума и дифракционных искажений, геометрические размеры, углы, скорости потоков и распределения температур объектов.

5. Предложены и реализованы варианты конструкций телевизионных теневых камер.

Реализация в науке и технике.

Результаты диссертационной работы апробированы и внедрены в ФГУП «НИИПТ «Растр», в НовГУ им. Я.Мудрого в лекционных курсах «Тепло- и массообмен в ЭС», «Защита РЭС в экстремальных условиях», для студентов специальности «Проектирование и технология электронных средств».

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Мгновенный контурный анализ объектов, основанный на регистрации теневого контраста фазовой границы с последующей цифровой обработкой изображения, позволяет осуществлять измерение геометрических характеристик объектов, в том числе с большой шероховатостью.

2. Цифровая обработка секторных теневых изображений распыла, включающая процедуры фильтрации, оценки яркостных характеристик, бинаризации, позволяет измерять в автоматическом режиме его геометрические характеристики.

3. Метод совмещенной сетки, основанный на цифровых алгоритмах сравнения двух зарегистрированных теневых изображений точечной оптической решетки, позволяет измерять распределение температур в конвективных потоках.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались: на 10-ти Всероссийских конференциях («Современное телевидение», Москва, 1982, 1996, 1997, 2001, 2003, 2005, 2007 гг.: «Современные телевизионные технологии», Москва, 2004, 2006 гг.; «Проблемы развития электроники в России», г. Санкт-Петербург, 2001 г.).

Публикации:

По теме диссертации опубликованы 36 научных работ, из них 18 статей, 1 патент, 2 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ, тезисы к 15 докладам на российских научно-технических конференциях.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 138 наименования и 4 приложений.

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих научных работах:

Список научных трудов

Статьи

1. Челпанов В.И., Кузьмин В.П., Родионов О.Ф., Абрамов В.И., Торицин С.Б., Гозман Я.Ю., Орловский М.Я., Камышев Г.А. Вклад Новгородского НИИ «Растр» в разработку систем и аппаратуры промышленного телевидения.// Проблемы информатизации.-1998. №2.-С.33-40.

2. Абрамов В.И., Гозман Я.Ю., Кузьмин В.П., Челпанов В.И. Современная отечественная телевизионная аппаратура для раннего обнаружения очагов лесных пожаров // Лесное хозяйство.-2000.- № 4.-С.46-48.

3. Челпанов В.И., Кузьмин В.П., Родионов О.Ф., Абрамов В.И., Камышев Г.А., Волкова Л.Н НИИ промышленного телевидения «Растр»: Современное состояние и перспективы развития прикладных телевизионных систем // Вестник НовГУ им. Я. Мудрого. Сер. Техн. науки. Великий Новгород.- 2001. № 19-С. 146-151.

4. Челпанов В.И. Мониторы для систем телевизионного наблюдения // Системы безопасности.-2002. № 5 (47).-С.36-37.

5. Корнышев Н.П., Бутусов В.В., Родионов О.Ф., Челпанов В.И. Телевизионные спектральные системы в криминалистике // Информост.-2003. № 5(29).-С.35-38.

6. Корнышев Н.П., Бутусов В.В., Родионов О.Ф., Челпанов В.И. Телевизионные спектральные системы для криминалистических экспертиз // Специальная техника.2003. № 4.-С.24-33.

7. Челпанов В.И., Торицин С.Б. Аппаратура промышленного телевидения для топливно-энергетического комплекса // Нефтегазопромысловый инжиниринг,- 2004. №4.-С.20-27.

8. Челпанов В.И., Родионов О.Ф. Телевидение, которое не боится взрыва// Системы безопасности.-2004. № 3 (57).- С.98-103.

9. Челпанов В.И., Родионов О.Ф. Жаростойкие телевизионные системы для наблюдения высокотемпературных процессов // Бурение и нефть.-2004. № 7-8,- С.42-44.

10. Челпанов В.И., Родионов О.Ф. Взрывобезопасная телевизионная аппаратура для нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности // Нефтегазопромысловый инжиниринг.2004. № 2.-С.25-28.

11. Челпанов В.И., Родионов О.Ф. Взрывобезопасная телевизионная аппаратура для нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности // Бурение и нефть.-2004. № 2.-С.38-41.

12. Челпанов В.И., Кузьмин В.П., Торицин С.Б., Абрамов В.И., Камышев Г.А. Промышленное телевидение // Петербургский журнал электроники.- 2005. № 3. - С. 13-30.

13. Бутусов В.В., Кузьмин В.П.,. Корнышев Н.П., Никитин Н.С., Челпанов В.И. Телевизионные спектральные системы. Новые разработки и перспективы развития // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания.-2006. № 1 - С.41-43.

14. Кузьмин В.П.,. Корнышев Н.П., Никитин Н.С., Челпанов В.И. Телевизионные системы для визуализации газоразрядного свечения // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания.-2006. № 2 - С. 44-45

15. Корнышев Н.П., Бутусов В.В., Никитин Н.С., Челпанов В.И. Телевизионная техника для экспертов-криминалистов // Эксперт-криминалист.-2006. № 2 - С. 20-22.

16. Карачинов В.А., Челпанов В.И., Карачинов Д.В. Излучательная способность мембранных структур на основе карбида кремния // Оптический журнал. 2007, Т.74 №4- С.82-84.

17. Карачинов В.А., Челпанов В.И., Разумовская А.О., Карачинов Д.В. Исследование температурного поля конвективных потоков вокруг резистора // Проектирование и технология электронных средств, 2007.(Принято к печати)

18. Карачинов В. А., Челпанов В.И Портативный лазерно-телевизионный визуализатор // Вестник НовГУ им. Я. Мудрого. Сер. Техн. науки. Великий Новгород.- 2006. № 39 - С.12-13.

Свидетельства и патенты

19. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611098. Программа для измерения характеристик распыла факела (Fakel 1.0) / C.B. Ильин, В.А. Карачинов, В.И. Челпанов // Заявитель - ФГУП «НИИПТ «Растр». Заявка № 2007610162 от 19 января 2007 г. Зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ 15 марта 2007 г.

20. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611097. Программа для измерения геометрических характеристик нитевидных объектов, обладающих повышенной шероховатостью (Nit 1.0) / C.B. Ильин, В.А. Карачинов, В.И. Челпанов // Заявитель - ФГУП «НИИПТ «Растр». Заявка № 2007610161 от 19 января 2007 г. Зарегистрирован в Реестре программ для ЭВМ 15 марта 2007 г.

21. Патент РФ на промышленный образец №52329, приоритет от 25.01.2002. МКПО 14-02, 14-03. Взрывозащищенное видео просмотровое устройство /Опубликован 16.04.2003 - БПО, -№4. - с.96./ А.Н. Герасимов, Г.А. Камышев, H.A. Мелешко, З.А. Шамарова, В.И. Челпанов // Патентообладатель - ФГУП НИИПТ «Растр».

Тезисы докладов

22. Челпанов В.И., Кузьмин В.П., Барштейн Б.С. Аппаратура нового парка телевизионных установок для промышленности // Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. - Москва. 1982 -С. 31.

23. Челпанов В.И., Кузьмин В.П., Родионов О.Ф., Корнышев Н.П., Гозман Я.Ю. Аппаратура прикладного телевидения для наблюдения, охраны, исследований // Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. -Москва. 1996-С.20.

24. Челпанов В.И., Черкесов А.Б, Смоляков Ю.А., Орловский М.Я. Аппаратура для систем телевизионного наблюдения // Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. - Москва. 1997-С.26.

25. Челпанов В.И., Гозман Я.Ю., Малюкова H.A. Цветная телевизионная установка для раннего обнаружения лесных пожаров.// Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. - Москва. 1997-С.28.

26. Корнышев H.A., Родионов О.Ф, Абрамов В.И., Гозман Я.Ю., Челпанов В.И. Телевизионный комплекс для исследования документов в криминалистике и художественно-реставрационных работах./ Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. - Москва. 1997 - С.29.

27. Челпанов В.И., Кузьмин В.П., Родионов О.Ф., Абрамов В.И., Камышев Г.А.Современное состояние и перспективы развития прикладных телевизионных систем НИИПТ «Растр»./ Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. - Москва. 2001 - С.17-18.

28.Челпанов В.И Элементная база аппаратуры промышленного телевидения НИИПТ «Растр»/2-я Всероссийская конф.»Проблемы развития электроники в России «: Труды. - Санкт- Петербург 2001 - С. 19-20.

29. Челпанов В.И., Кузьмин В.П., Родионов О.Ф., Торицин С.Б., Смолина Е.В.,. Морозов В.Н, Камышев Г.А. Промышленные телевизионные системы специального назначения./ Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. - Москва. 2002 - С.35-36

30. Корнышев Н.П., Никитин Н.С., Родионов О.Ф., Челпанов В.И. Телевизионнаяаппаратура для визуализации газоразрядного свечения./ Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. - М.: 2003 - С.42-44.

31. Челпанов В.И., Торицин С.Б. Вопросы разработки взрывобезопасных телевизионных камер и систем для промышленности./ Научно-техн. конф.«Современное телевидение»: Труды,- Москва. 2003-С.44-46

32. Челпанов В.И., Кузьмин В.П., Торицин С.Б., Камышев Г.А., Абрамов В.И. Современное состояние разработок аппаратуры промышленного телевидения/Научно-техн. конф.«Современное телевидение»:Труды.М.:2005-С59-61.

33. Карачинов В.А., Челпанов В.И., Разумовская А.О., Карачинов Д.В. Цифровые методы визуализации и обработки теневых изображений в лазерно телевизионных системах.// Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. - Москва. 2007 - С.52-54.

34. Карачинов В.А., Челпанов В.И., Разумовская А.О., Карачинов Д.В. Исследование оптических свойств кристаллов карбида кремния телевизионным методом // Научно-техн. конф. «Современное телевидение»: Труды. - М.:2007 -С.54-56.

Заключение

Цифровые телевизионно-теневые методы, разработанные и исследованные в настоящей работе, позволили решить задачи формирования телевизионного изображения и автоматизации процессов измерения характеристик оптических неоднородностей с использованием зондирующего лазерного излучения.

В итоге проделанной работы были получены следующие основные результаты:

1. Разработана и экспериментально апробирована портативная, многофункциональная ЛТС «Луч», реализующая цифровой телевизионно-теневой метод, позволяющий осуществлять одновременно наблюдение объекта и визуализацию оптических неоднородностей в жидкостях, газах и оптически прозрачных твердых телах,

2. Впервые разработан и экспериментально апробирован метод корреляционного измерения скорости потоков оптически-прозрачных сред с использованием тепловых меток, реализованный в программном обеспечении «Корреляционный измеритель скорости».

3. Впервые с использованием численных методов предложена обработка телевизионных теневых изображений, отображающих процессы свободной конвенции, дающая возможность визуализировать и количественно оценивать тепловую структуру пограничных слоев.

4. Разработан и экспериментально апробирован метод получения изображения телевизионного теневого контраста направленных потоков аэрозольных сред. Цифровая обработка регистрируемого теневого изображения распыла, реализованная в новом программном обеспечении «Факел», позволяет визуализировать распределение плотности по выделенным направлениям и измерять угловые характеристики с точностью не ниже 5 %.

5. Предложен и экспериментально апробирован новый метод мгновенного контурного анализа объектов, в том числе, обладающих повышенной шероховатостью. В рамках метода разработан алгоритм обработки изображения, реализованный в программном обеспечении «Нить», позволяющий измерять геометрические характеристики протяженных шероховатых объектов.

6. Разработанный цифровой телевизионно-теневой метод расфокусированных решеток, реализованный в стационарной лазерно-телевизионной системе, позволяет осуществлять одновременно наблюдение объекта и визуализацию оптических неоднородностей, по принципу локального нарушения трансляции изображения дискретно-теневого контраста решетки.

7. Предложенный и впервые экспериментально апробированный метод совмещенной сетки обеспечивает автоматизацию процесса цифровой обработки телевизионного изображения теневого точечного контраста. В рамках метода разработан алгоритм обработки теневого изображения, реализованный в программном обеспечении «Thermo Vision», позволяющий осуществлять расчет температурного поля конвективных потоков и управление периферийными устройствами стационарной JITC.

8. Определенная экспериментальным путем величина расфокусировки точечной решетки стационарной JITC обеспечивает высокую чувствительность визуализации конвективных потоков и большую глубину резкости источника теплового потока (нагревателя).

9. Проведенное тестирование показало полное соответствие программного обеспечения «Thermo Vision» сформулированным требованиям исследования процессов конвекции, при этом достигнутая погрешность измерения температуры в воде составила менее 5%, в воздухе -10%. Показана возможность визуализации структуры диффузионного пламени.

1. Ковалев В.А. Видимость в атмосфере и ее определение. Л.: Гидро-метеоиздат, 1988.- 165 с.

2. Карасик В.Е., Орлов В.М. Лазерные системы видения M.: Изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2001.- 362 с.

3. Грегори Р.Л. Глаз и мозг. М.: Прогресс, 1979. 269 с.

4. Долин Л.С., Левин ИМ. Справочник по теории подводного видения. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. -229 с.

5. Валентюк А.И., Предка К.Г. Оптическое изображение при дистанционном наблюдении. Минск: Наука и техника, 1991.-359 с.

6. Борн М., Вольф Э. Основы оптики / Пер. с англ.; Под ред. Г.П. Мо-тулевич. М.: Наука, 1970. -856 с.

7. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. М.: Изд-во МГУ, 1998.-656с.

8. Грязин Г.Н. Оптико-электронные системы для обзора пространства. Л.: Машиностроение, 1988. -224 с.

9. Красилънтов H.H. Теория передачи и восприятия изображений. М.: Радио и связь, 1986. -248 с.

10. Ю.Лазарев Л.П. Оптико-электронные приборы наведения. М.: Машиностроение, 1989. -512с.

11. Молебный В.В. Оптико-локационные системы. М.: Машиностроение, 1981.- 226 с.

12. Порфиръев Л.Ф. Теория оптико-электронных приборов и систем. Л.: Машиностроение, 1980. -272 с.

13. Гуревич С.Б. Эффективность и чувствительность телевизионных систем. Л.: Энергия, 1964. -344 с.

14. Кравцов ЮЛ., Фепзулин З.И., Виноградов А.Г. Прохождение радиоволн через атмосферу Земли. М: Радио и связь, 1983. -224 с.

15. Курбатов Л.Н. Оптоэлектроника видимого и инфракрасного диапазонов спектра. М.: Из-во МФТИ, 1999. -320 с.

16. Ллойд Дж. Системы тепловидения / Пер. с англ.; Под ред. А.И. Горячева. М.: Мир, 1978.-465 с.

17. Протопопов В.В., Устинов Н. Д. Инфракрасные лазерные локационные системы. М.: Воениздат, 1987. -175 с.

18. Абрамов В.И., Гозман Я.Ю., Кузьмин В.П., Челпанов В.И. Современная отечественная телевизионная аппаратура для раннего обнаружения очагов лесных пожаров // Лесное хозяйство.-2000.- № 4.-С.46-48.

19. Челпанов В.И. Мониторы для систем телевизионного наблюдения // Системы безопасности.-2002. № 5 (47).-С.36-37.

20. Корнышев Н.П., Бутусов В.В., Родионов О.Ф.,Челпанов В.И. Телевизионные спектральные системы для криминалистических экспертиз // Специальная техника.2003. № 4.-С.24-33.

21. Корнышев Н.П., Бутусов В.В., Родионов О.Ф.,Челпанов В.И. Телевизионные спектральные системы в криминалистике // Информост.-2003. № 5(29).-С.35-38.

22. Челпанов В.И., Родионов О.Ф. Взрывобезопасная телевизионная аппаратура для нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности // Бурение и нефть.-2004. № 2.-С.38-41.

23. Челпанов В.И., Родионов О.Ф. Взрывобезопасная телевизионная аппаратура для нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности // Нефтегазопромысловый инжиниринг.- 2004. № 2.-С.25-28.

24. Челпанов В.И., Родионов О.Ф. Жаростойкие телевизионные системы для наблюдения высокотемпературных процессов // Бурение и нефть.-2004. № 78,- С.42-44.

25. Челпанов В.И., Родионов О.Ф. Телевидение, которое не боится взрыва // Системы безопасности.-2004. № 3 (57).- С.98-103.

26. Челпанов В.И., Торицин С.Б. Аппаратура промышленного телевидения для топливно-энергетического комплекса // Нефтегазопромысловый инжиниринг.- 2004. №4.-С.20-27.

27. Кузьмин В.П., Челпанов В.И., Торицин С.Б., Абрамов В.И., Камышев Г.А. Промышленное телевидение // Петербургский журнал электроники.-2005. №3.-С. 13-30.

28. Корнышев Н.П., Бутусов В.В,. Никитин Н.С., Челпанов В.И. Телевизионная техника для экспертов-криминалистов // Эксперт-криминалист.-2006. № 2 С. 20-22.

29. Кузьмин В.П.,. Корнышев Н.П., Никитин Н.С., Челпанов В.И. Телевизионные системы для визуализации газоразрядного свечения // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания.-2006. № 2 С. 44-45

30. Бутусов В.В., Кузьмин В.П.,. Корнышев Н.П., Никитин Н.С., Челпанов В.И. Телевизионные спектральные системы. Новые разработки и перспективы развития // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания.-2006. № 1 С.41-43.

31. Некоторые вопросы теории переноса изображения в рассеивающей среде / Д.М. Браво-Животовский, JI.C. Долин, И.М. Левин и др. / Вопросы радиоэлектроники. Сер. «Техника телевидения». 1972. Вып. 3. С. 35-46.

32. Бабенко B.C. Оптика телевизионных устройств. М.: Радио и связь, 1982.-256с.

33. Кузьмин В.П., Барштейн Б.С., Челпанов В.И Аппаратура нового парка телевизионных установок для промышленности // Научно-техн. конф. "Современноетелевидение": Труды. Москва. 1982-С.-.

34. Кузьмин В.П., Челпанов В.И.,.Родионов О.Ф, Корнышев Н.П.,.Гозман Я.Ю. Аппаратура прикладного телевидения для наблюдения, охраны, исследований // Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. -Москва. 1996-С.20.

35. Челпанов В.И.,.Черкесов А.Б, Смоляков Ю.А., Орловский М.Я. Аппаратура для систем телевизионного наблюдения // Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. Москва. 1997 - С.26.

36. Челпанов В.И., Гозман Я.Ю., Малюкова H.A. Цветная телевизионная установка для раннего обнаружения лесных пожаров.// Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. Москва. 1997-С.28.

37. Кузьмин В.П., Челпанов В.И., Родионов О.Ф., Абрамов В.И., Камышев Г.А.Современное состояние и перспективы развития прикладных телевизионных систем НИИПТ «Растр»./ Научно-техн. конф, "Современное телевидение": Труды. Москва. 2001 - С. 17-18.

38. Челпанов В.И Элементная база аппаратуры промышленного телевидения НИИПТ «Растр»/2-я Всероссийская конф. "Проблемы развития электроники в России ": Труды. Санкт- Петербург 2001 - С. 19-20.

39. В.П.Кузьмин, В.И. Челпанов, О.Ф. Родионов, С.Б. Торицин, Е.В.Смолина, В.Н.Морозов Г.А.Камышев Промышленные телевизионные системы специального назначения./ Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. Москва. 2002 - С.35-36

40. Корнышев Н.П., Никитин Н.С., Родионов О.Ф., Челпанов В.И. Телевизионнаяаппаратура для визуализации газоразрядного свечения.

41. Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. Москва. 2003 -С.42-44.

42. Челпанов В.И., Торицин С.Б. Вопросы разработки взрывобезопасных телевизионныз камер и систем для промышленности./ Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. Москва. 2003 - С.44-46

43. Кузьмин В.П. Челпанов В.И., Торицин С.Б., Камышев Г.А., Абрамов В.И. Современное состояние разработок аппаратуры промышленного телевидения./ Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. -Москва. 2005 -С59-61.

44. Креков Г.М., Крекова ММ, Шаманаев B.C. Численные оценки влияния атмосферы на формирование сигнала при зондировании морской воды // Оптика атмосферы и океана. 1992. Т. 5. № 11, С. 1208-1212.

45. Лазерная локация / И.Н. Матвеев, В.В. Протопопов, И.Н. Троицкий и др.; Под. ред. Н.Д. Устинова. М.: Машиностроение, 1984. -272 с.

46. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. / A.C. Гурвич, А.И. Кон, В.Л. Миронов и др.; Отв. ред. В.И. Татарский. М.: Наука, 1976.-277с.

47. Орлов В.М., Самохвалов И.В., Белов МЛ. Дистанционный контроль верхнего слоя океана. Новосибирск: Наука, 1991. -149 с.

48. Апресян Л.А., Кравцов Ю.А. Теория переноса излучения. М.: Наука, 1983.-216с.

49. Забелина ИЛ, Расчет видимости звезд и далеких огней. Л.: Машиностроение, 1978. -183 с.

50. Заказное Я.Я., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. М.: Машиностроение, 1992. -448 с.

51. Мак-Картни Э. Оптика атмосферы / Пер. с англ.; Под ред. К.С. Шиф-рина. М.: Мир, 1979.-421 с.

52. Оптика океана. Т. 1. Физическая оптика океана / Под. ред. A.C. Мо-нина. М: Наука, 1983.-372 с.

53. Оптика океана. Т. 2. Прикладная оптика океана / Под. ред. A.C. Мо-нина. M.: Наука, 1983. -236 с.

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

55. Долин 77.С., Савельев В.А. О характеристиках сигнала обратного рассеяния при импульсном облучении мутной среды направленным световым пучком // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1971. Т. 7. №5. С. 505-510.

56. Зуев В.Е. Распространение видимых и инфракрасных лучей в атмосфере. М.: Сов. радио, 1970. -496 с.

57. Измерение спектрально-частотных и корреляционных параметров и характеристик лазерного излучения / Б.М. Аленцев, M .Я. Варшавский, A.A. Вещиков и др.; Под. ред. А.Ф. Котюка, Б.Н. Степанова. М.: Радио и связь, 1982. -272 с.

58. Ишанин Г.Г. Источники и приемники излучения. СПб: Политехника, 1991. -240 с.

59. Климков Ю.М. Прикладная лазерная оптика. М.: Машиностроение, 1985.-248с.

60. Крылов А.И., Прокопенко В. Т., Тарлыков В.А. Основы лазерной техники. Л.: Машиностроение, 1990. -316 с.

61. Пахомов ПЛ., Рожков О.В., Рождествин В.И. Оптико-электронные квантовые приборы. М.: Радио и связь, 1982. -456 с.

62. Пахомов И.И., Цибуля А.Б. Расчет оптических систем лазерных приборов. М.: Радио и связь, 1986. -152 с.

63. Рапространение лазерного излучения в атмосфере Земли / Андреев Г.А., Бисярин В.П., Соколов А.П. и др.; Научи, ред. Р.Г. Миринсон. // Итоги науки и техники. Сер. «Радиотехника». М.: ВИНИТИ, 1977. Т. И. С. 5-148.

64. Сигналы и помехи в лазерной локации / В.М. Орлов, И.В. Самохвалов, Г.М. Креков и др.; Под. В.А. Зуева. М.: Радио и связь, 1985. -264 с.

65. Роуз А. Зрение человека и электронное зрение / Пер. с англ. М.: Мир, 1977.-240с.

66. Климков ЮМ. Основы расчета оптико-электронных приборов с лазерами. М.: Сов. радио, 1978.-264 с.

67. МартыновВ.Л., Мальцев А.Б.Лазерная техника в подводном телевидении./ Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. Москва. 2006 -С.120-121.

68. Карасик В.Е., Мухина Е.Е., Орлов В.МИсследование возможности повышения качества изображения объекта при его наблюдении через взволнованную морскую поверхность/ Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. Москва. 2006 - С.105-108.

69. Мартынов В.Л. Основные направления модернизации телевизионных камер подводного поиска / Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. Москва. 2005 - С. 126-127.

70. МартыновВ.Л Лазерные системы подводного видения с задаваемым разрешением / Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. -Москва. 2005-С. 129-131

71. Банах В.А., Миронов В.Л. Локационное распространение лазерного излучения в турбулентной атмосфере. Новосибирск: Наука, 1986. -170с.

72. Кляцкин В.И., Татарский В.И. Статистическая теория распространения света в турбулентной среде (обзор) // Изв. высш. учебных заведений. Радиофизика. 1972. Т. 15. № 10. С. 1433 1455.

73. Чернов. Л.А. Волны в случайно-неоднородных средах. М.: Наука, 1975. -169с.

74. Хауф.В., Григуль У. Оптические методы в теплопередаче.- М.: Мир, 1973.--240 с.

75. Васильев Л.А. Теневые методы. М.: Наука, 1968. 400 с.

76. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Перенос оптических сигналов в земной атмосфере (в условиях помех). М.: Сов. радио, 1977.- 368 с.

77. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах / Пер. с англ. Т. 1. М.: Мир, 1981. -280 с.

78. Гущин Г.П. Методы, приборы и результаты измерения спектральной прозрачности атмосферы. Л.:Гидрометеоиздат. 1988.-196 с.

79. Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику / Пер. с англ.; Под ред. Г.И. Косоурова. М.: Мир, 1970. -364 с.

80. Справочник по лазерной технике: Пер. с нем.- М.: Энергоатомиздат, 1991.-544 с.

81. Григорьев В.А., Зорин В.М. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник. Т.2. М.: Энергоатомиздат, 1988.-560 с.

82. Бажинов В.А Лазерный микрорефрактометр для измерения градиента температуры в жидкости// ПТЭ, 1979. № 2. С. 280 282.

83. Авторское свидетельство 1695186 A1 CCCP.G01.№21/45 Теневое устройство/ Волкова И.Н., Корлев А.Н., Красовский Э.И., Наумов Б.В.//Б.И.-1991 -№44.

84. Иоффе Б.В. Рефрактометрические методы химии.Л.: Химия, 1974.326 с.

85. Красовский Э.И., Копылов А.П., Наумов Б.В Порог чувствительности автоколлимационного телевизионного прибора// ОМП, 1974.№9.С.10 12.

86. Гиль В.В. Оптические методы исследования процессов горения. М.: Наука, 1984.- 169 с.

87. Карачинов В.А., Ильин С.В.Торицин С.Б. Лазерно телевизионная система исследования конвективных потоков // Вестник НовГУ им.Я. Мудрого. Сер. Техн.науки. Великий Новгород. 2003. № 23 - С. 86-91.

88. Karachinov V.A. Shadow pictures in Silicon Carbide crystals // IV Intern. Seminar on Silicon Carbide and Related Materials: Abstracts. Novgorod the Great. 2002. -P.76-77.

89. Методы исследования плазмы. ./Под ред.В. Лохте Хельтгревски - М.: Мир, 1971.- 552 с.

90. Островский Ю.И., Бутусов М.М., Островская Г.В.Голографическая интерферометрия. М.: Наука, 1977. -399 с.

91. Вест И. Голографическая интерферометрия. М.: Мир, 1982. -504 с.

92. Эрф Р.К. Голографические неразрушающие исследования. М.: Машиностроение, 1979.-448 с.

93. Бакулин В.Н., Рассоха A.A. Метод конечных элементов и голографическая интерферометрия. М.: Машиностроение, 1997. -312 с.

94. Денисюк Ю.Н. Об отображении оптических свойств объекта в волновом поле рассеянного им излучения // Доклад АН СССР, 1962.Т.144.№6 С.1275.

95. Денисюк Ю.Н. Об отображении оптических свойств объекта в волновом поле рассеянного им излучения Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук,-Л.:ГОИ,1963.-18 с.

96. Габор Д.Введение в когерентную оптику и голографию. М.: Мир, 1967. -301 с.

97. Сороко Л.М. Основы голографии и когерентной оптики. М.: Наука, 1971. -320 с.

98. Строук Дж. Введение в когерентную оптику и голографию. М.: Мир, 1967. -360 с.

99. Джоунс Р., Уайкс К. Голографическая и спекл интерферометрия. М.: Мир, 1986. -328 с.

100. Франсон М. Оптика спеклов. М.: Мир, 1980. -171 с.

101. Ульянов С.С. Что такое спеклы //Соросовский Образовательный Журнал. 1999,№5.С. 112-116.

102. FominN.Spekle Photography in Fluid Mechanics Measurements.Berlin: Springer, 1998.-136 p.

103. Базылев Н.Б., Власенко C.M., Лавинская Е.И., Фомин H.A. Цифровая спекл-фотография быстропротекающих процессов в квазиреальном времени // Докл. HAH Белоруси.2001 .Т.45,№5.С.55-59.

104. Рябухо В.П. Спекл интерферометрия //Соросовский Образовательный Журнал.2001,№5.С. 102-109.

105. Власов Н.Г., Мацонашвили Р.П., Штанько А.Е., Горшков В.И. Спекл -интерферометрия М.: ВНИКИ. 1984.Вып.1.- 52 с.

106. Эстеркин Р.И., Иссерлин A.C., Певзнер М.И. Теплотехнические измерения при сжигании газового и жидкого топлива. JL: Недра, 1981. - 200 с.

107. Похил П.Ф., Мальцев В.М., Зайцев С.М. Методы исследования процессов горения и детонации,- М.: Наука, 1969. -156 с.

108. Фристром P.M., Вестенберг A.A. Структура пламени. М.: Металлургия, 1969.-135 с.

109. Карачинов В.А., Челпанов В.И Портативный лазерно-телевизионный визуализатор // Вестник НовГУ им. Я. Мудрого. Сер. Техн. науки. Великий Новгород.- 2006. № 39 С. 12-13.

110. Карачинов В.А., Челпанов В.И., Разумовская А.О., Карачинов Д.В. Исследование температурного поля конвективных потоков вокруг резистора //Проектирование и технология электронных средств 2007, Т. № -С. .

111. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. М.: Мир, 1968.186 с.

112. Варнатц Ю. Горение. Физические и химические аспекты, эксперименты, образование загрязняющего вещества. М.: Наука, 2003.- 304 с

113. Михеев М.А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973. -320 с.

114. Готра 3.10. Технология микроэлектронных устройств: Справочник.- М.: Радио и связь. 1991.-528 с.

115. Карачинов В.А., Челпанов В.И., Карачинов Д.В. Излучательная способность мембранных структур на основе карбида кремния //Оптический журнал. 2007, Т.74. № 4- С.82-84.

116. Карачинов В.А., Челпанов В.И., Разумовская А.О., Карачинов Д.В. Исследование оптических свойств кристаллов карбида кремниятелевизионным методом // Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. Москва. 2007 - С.54-56.

117. Кольман Я., Рем К.Г. Наглядная биохимия. М.: Мир, 2000. 469 с.

118. БеляевС.П., Никифорова Н.К., Смирнов В.В., Щелчков Г.И. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей.М.: Энергоиздат, 1981.-232 с.

119. Карачинов В.А., Челпанов В.И., Разумовская А.О., Карачинов Д.В. Цифровые методы визуализации и обработки теневых изображений в лазерно телевизионных системах.// Научно-техн. конф. "Современное телевидение": Труды. - Москва. 2007 - С.52-54.

120. Свидетельство 2005611975 РФ. Программа визуализации и расчета геометрических характеристик протяженных шероховатых объектов.Нить/ Ильин C.B., Карачинов В.А., Челпанов В.И. // " Программы для ЭВМ, базы данных, топологии ИМС" О.Б. 2007 - № 53.

121. Лыков A.B. Тепломассообмен. Справочник: М.: Энергия, 1978. -560 с.

122. ЕЬСиТ.Научно-производственный кооператив «Тор». СПб. 2004.

123. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике.- М.: Мир, 1975,- 544с.

124. Малахов В.А., Смирнов В.В. Телевизионный счетчик облачных частиц . Труды ИЭМ, 1973.Вып.4 (78).С.70 93.

125. Горелик С.Л.Телевизионные измерительные системы. М.: Наука, 1980.169 с.

126. Методы компьютерной обработки изображений / Под ред. В.А. Сойфлера. -М.: Физматлит, 2001. 784 с.

127. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М.: Техносфера, 2006.-482 с.

128. Свидетельство 2005611975 РФ. Программа визуализации и расчета геометрических характеристик распыла жидкостей и газов.Факел / Ильин C.B., Карачинов В.А., Челпанов В.И. // " Программы для ЭВМ, базы данных, топологии ИМС" О.Б. 2007 -№.( 53 ).

129. Якушенков Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов.- М.: Машиностроение, 1981,-263с.

130. Плотников B.C., Варфоломеев Д.И., Пустовайло В.Е. Расчет и конструирование оптико-механических приборов. М.: Машиностроение, 1979.-448 с.

131. Фурман Я.А. Введение в контурный анализ и его приложения к обработке изображений и сигналов. М.:Физматлит, 2002. -592 с.

132. Конюхов Н.Е., Плют A.A., Марков П.И. Оптоэлектронные контрольно -измерительные устройства. М.: Энергоатомиздат, 1985. 152 с.

133. Самойлович Г.С. Неразрушающий контроль металлов и изделий: Справочник. М.: Машиностроение, 1976.-456 с.

134. Федоров В., Сергеев Н., Кондрашин А. Контроль и испытания в проектировании и производстве радиоэлектронных редств. М.: Техносфера, 2005. 504 с.

135. Карачинов В.А., Карачинов Д.В., Торицин С.Б. Зондовые методы телевизионной пирометрии нагретых газовых потоков. НовГУ им.Я.Мудрого. Великий Новгород, 2006. -108 с.