Главная – Журналы – Автометрия 2016 номер 4

Рассмотрена задача оценки влияния переменных параметров предложенного алгоритма распознавания дефектов поверхности на результат его работы. Описан способ оценивания влияния переменных параметров на распознанные геометрические характеристики сетки повреждений поверхности. Этот способ основан на представлении базовых зон каркаса сетки повреждений поверхности в виде компактных нечётких множеств в двумерном пространстве (нечётких квазиточек). Множество точек распознанного объекта, полученных при различных комбинациях параметров исследуемого алгоритма, представляют в виде нечёткого множества с определённой функцией принадлежности. Рассмотрен способ расчёта геометрических параметров сетки повреждений (длины и наклона) с помощью средств нечёткой геометрии и продемонстрировано его использование при определении геометрических параметров сетки повреждений ролика машины непрерывного литья заготовок

Исследуется проблема сектора приёма акустических волн локатором томографа в водной среде, решение которой приближает реализацию томографа с круговым синтезом апертуры при монохроматическом зондировании. При теоретическом рассмотрении задачи реконструкции изображения объекта предполагалась изотропная в плоскости, т. е. дискообразная диаграмма направленности датчика с неограниченным круговым сектором приёма, позволяющая изучать внутреннюю структуру объекта в плоскости диаграммного диска. С использованием моделирования реконструкции точечного изображения объекта по траекторному доплеровскому сигналу, принятому локатором при круговом перемещении вокруг точечного объекта, выясняется влияние отклонения от изотропности, вызванное ограничением сектора приёма акустических волн, на результаты реконструкции изображения точечного объекта.

Показано, что задача синтеза наблюдателя для оценки некоторой совокупности линейных комбинаций переменных состояния объекта может быть сформулирована в терминах линейных матричных неравенств. Предложен алгоритм построения функциональных наблюдателей, основанный на невырожденном преобразовании модели объекта в пространстве состояний с помощью технологии канонизации матриц и последующем решении системы линейных матричных неравенств.

Рассматривается проблема внедрения цифровых водяных знаков в последовательность телевизионных изображений. Разработаны алгоритм внедрения подобных знаков, основанный на комбинации процедур сингулярного разложения и фильтрации Хаара, и соответствующий ему слепой алгоритм их извлечения. Показано, что внедрённая водяная метка устойчива к основным искажениям, возникающим в телевизионном тракте, например к добавлению шумов, потере чёткости, обрезке и сжатию мультимедийного материала алгоритмами MPEG2 или AVC. При использовании помехоустойчивого кодирования число корректно извлечённых бит цифровых водяных знаков достигает 100 %.

Рассмотрена задача идентификации течения твёрдого тела сдвигового типа и определения его характеристик на основе исходного поля смещений. Приведён алгоритм формирования модельного поля смещений сдвигового типа, имеющего конечные размеры. Предложен функционал, позволяющий находить в пределах локального участка векторного поля амплитуду и направление сдвига. Показано влияние размеров этого участка и степени его перекрытия со сдвиговым полем на погрешность измерения угла сдвига. Дан анализ выбора размеров локального участка. Работа функционала продемонстрирована на примере поля смещений, полученного при деформации сжатием монокристалла стали Гадфильда.

Рассмотрены особенности контроля метрологических параметров оптических шкал, лимбов или кодовых дисков. Предложена концепция построения интеллектуального мехатронного модуля на основе аэростатического подшипника для высокопроизводительной углоизмерительной машины. Положительный эффект достигнут за счёт применения дифференциального метода измерений, позволяющего выделить искажающий вклад, вносимый измерительной установкой, в результирующую погрешность контролируемых структур.

Изучается синтез последовательной процедуры принятия решения об обнаружении сейсмоактивного объекта на местности, определённой конкретным размещением системы охраны. Показано, что использование последовательного критерия Вальда при синтезе решающего правила позволяет обеспечивать заданные характеристики обнаружения, а также принимать решение с минимальной задержкой, что является важным требованием к охранным системам. Данная процедура применяется в сейсмической системе охраны для селекции обнаруженных объектов по их местоположению.

Представлены результаты корреляционного, спектрального и вероятностно-статистического анализов сигналов при реализации многократного зеркально-теневого метода контроля дефектности цилиндрических образцов, и обоснованы новые информативные параметры в целях их комплексного использования для повышения достоверности результатов неразрушающего контроля.

Широкополосная импульсная терагерцовая (ТГц) спектроскопия - распространённый метод исследования оптических свойств материалов. Этот метод рассматривается в приложении к поляризационно-чувствительным измерениям свойств анизотропных материалов и сред, обладающих значительным дихроизмом и двулучепреломлением. Важно понимать, что развитие элементной базы для терагерцового диапазона, в частности, для ТГц-поляризаторов, отстаёт от поляризационной оптики видимого диапазона. При изучении анизотропных материалов это может привести к одновременной регистрации ортогональных компонент ТГц-поля и к появлению артефактов в спектральной области при расчёте свойств исследуемых образцов. Уникальная особенность импульсной терагерцовой спектроскопии, а именно возможность зарегистрировать временнýю форму ТГц-импульса, позволяет разделить ортогональные компоненты поля во временнóй области. Таким образом можно обнаружить сигнал от излучения с ортогональной поляризацией и устранить его путём настройки поляризационных элементов системы спектроскопии. Данный метод продемонстрирован на примере исследования терагерцовых свойств вдоль оптической оси z анизотропного сегнетоэлектрического кристалла германата свинца, в котором возникает значительное двулучепреломление и дихроизм при нагреве до температуры фазового перехода.

Предложен проект накопительной ячейки кремниевой интегральной микросхемы считывания сигнала со встроенным аналого-цифровым преобразователем для матричных ИК-фотоприёмников на основе твёрдых растворов Hg_1-xC_xTe с чувствительностью в спектральном диапазоне от 8 до 10 мкм. Ячейка разработана по кремниевой технологии HCMOS8D ОАО «НИИМЭ и Микрон» (Москва) с проектной нормой 0,18 мкм. Представленный проект ячейки имеет размер 20 x 20 мкм, разрядность встроенного аналого-цифрового преобразователя 15 бит. При средней величине фототока 7 нА и времени интегрирования 7,5 мс расчётное значение эквивалентной шуму разности температур составляет 4,6 мК.

Исследованы особенности формирования локальных полей в композитных сферических наночастицах, содержащих металлические ядра, окружённые кремнезёмной оболочкой с имплантированными в неё молекулами красителя. Рассмотрена система из двух близко расположенных наночастиц (димеров). Показано, что конфигурация поля в димере отвечает значительно более эффективной обратной связи, чем в случае с изолированными сферическими наночастицами. Численно изучена динамика поля флуоресценции вблизи плоского пакета композитных наночастиц с учётом усиления поля флуоресценции красителя, насыщения энергетического перехода и дифракции. Обнаружено, что близкое расположение наночастиц приводит в условиях накачки к формированию сильных полей, локализующихся со временем в пространстве окрестности пакета наночастиц.

Теоретически обосновывается метод бесконтактного оперативного измерения электромагнитных параметров наноматериалов, основанный на зондировании контролируемой поверхности электромагнитным сигналом с последующей обработкой отражённого сигнала. Электромагнитные свойства материалов определяются диэлектрической и магнитной проницаемостями, а также удельной электрической проводимостью. Дано математическое описание процедуры измерения и разработана методика поиска искомых параметров, основанные на измерении амплитуды и фазы отражённого сигнала, с дальнейшим решением системы нелинейных алгебраических уравнений.

Разработаны и исследованы слоистые системы голографических фотополимерных материалов для записи цветных голограмм. Получены монохромные и двухцветные (зелёно-красные, красно-синие, зелёно-синие) объёмные отражательные голограммы с использованием He-Ne-, Ar⁺- и DPSS-лазеров в красной, зелёной и синей областях спектра. Рассмотрены эффекты кроссобесцвечивания использованных красителей, а также голографические свойства монохромных и двухцветных голограмм в слоистых системах. Экспериментально показано, что дифракционная эффективность этих голограмм составляет (70-80 %) и сравнима с эффективностью монохромных голограмм, полученных в однослойных голографических фотополимерных материалах.

Представлены результаты расчёта предельных характеристик двухлучевого интерферометра на основе светоделительного кубика с неподвижными зеркалами и неподвижным фоточувствительным элементом, в котором перестройка угла схождения выполняется только путём вращения источника света относительно интерферометра. Показано, что угол схождения можно перестраивать в диапазоне 46-166° при достаточно широких световых пучках.