Метрологическое обеспечение видеоизмерительных систем

При создании и эксплуатации видеоизмерительных систем, входящих в состав технического зрения роботов, телевизионных прицелов, триангуляционных измерительных систем и 3D-сканеров, используют тест-объекты различного типа. Для каждого типа устройства разрабатывается индивидуальный тест-объект. Исследована возможность разработки и создания универсальных тест-объектов для применения их в качестве мер калибровки (поверки) 2D и 3D видеоизмерительных систем, предназначенных для измерений геометрических параметров соответственно дву- и трёхмерных объектов. Для калибровки 2D-систем предложено использовать тест-объект (меру) на базе жидкокристаллического монитора. Такая мера калибруется с помощью высокоточного устройства измерения перемещения с лазерным интерферометром и алгоритмов субпиксельного разрешения изображения. Разработанная мера соответствует эталону 3-го разряда согласно Государственной поверочной схеме для средств измерений длины в диапазоне 1·10^–9–100 м и длин волн в диапазоне 0,2–50 мкм. Меру можно использовать для измерений функции передачи модуляции видеосистемы и функции рассеяния точки. Для калибровки (поверки) 3D-систем предложен набор концевых мер длины, перемещение которых в пространстве происходит по заданной программе с помощью транслятора и внешнего линейного энкодера. Приведены технические характеристики разработанных мер. Меры можно применять в качестве рабочих эталонов для калибровки (поверки) широкого класса видеоизмерительных систем.

1. Вишняков Г. Н., Левин Г. Г., Минаев В. Л. Автоматизированные интерференционные приборы ВНИИОФИ // Автометрия. 2017. Т. 53. № 5. С. 131–138. https://doi.org/10.15372/AUT20170513

2. Takeda M., Mutoh K. Applied Optic. 1983, vol. 22, no. 24, pp. 3977–3982. https://doi.org/10.1364/AO.22.003977

3. Sutton M. A., Orteu J.-J., Schreier H. W. Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements. Springer New York, NY, 2009, 332 p.

4. Иванов А. Д., Минаев В. Л., Вишняков Г. Н. Шерограф для неразрушающего контроля изделий, полученных посредством аддитивных технологий // Приборы и техника эксперимента. 2019. № 6. С. 121–125. https://doi.org/10.1134/S003281621906020X

5. Adrian R. J., Westerweel J. Particle Image Velocimetry. Cambridge University Press, NY, 2011, 558 p.

6. Левин Г. Г., Илюшин Я. А., Минаев В. Л., Моисеев Н. Н. Определение наноперемещений объекта по оптическому фазовому изображению // Измерительная техника. 2010. № 7. С. 38–42.

7. Акимова Т. П., Захаренко Ю. Г., Кононова Н. А., Федорин В. Л., Фомкина З. В., Чекирда К. В. Государственный первичный эталон единицы длины – метра ГЭТ 2-2021 // Измерительная техника. 2021. № 10. С. 3–7. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-10-3-7

8. Zhang Z. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 2000, vol. 22(11), pp. 1330–1334. https://doi.org/10.1109/34.888718

9. Коваленко В. П., Веселов Ю. Г., Карпиков И. В. Методика оценки дисторсии современных инфракрасных систем // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия «Приборостроение». 2011. № 1. C. 98–107.

10. Hartley R., Zisserman A., Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge University Press, NY, 2003, 656 р. https://doi.org/10.1017/CBO9780511811685

11. Голыгин Н. Х., Лысенко В. Г., Хижняков В. А., Чугреев И. Г. Эталонный комплекс для калибровки и испытаний координатных средств измерений в сферической системе координат // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъёмка. 2017. № 3. С. 43–47.