5.4 Лазерна адаптивна тривимірна скануюча система для великих відстаней

ГАЛУЗЬ (СФЕРА), ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ РОЗРОБКА: Сферами застосування проекту є дистанційне отримання тривимірних реалістичних зображень об’єктів в таких пріоритетних галузях промисловості, як авіабудування, автобудування, архітектура, будівництво та експлуатація споруд, геодезія, гірська промисловість, маркшейдерська справа, моніторинг стану історичних пам’яток, картографування місцевості, машинобудування, робототехніка, системи стикування рухомих об’єктів, багатофункціональні мобільні платформи цивільного і військового призначення.

Можливими партнерами є підприємства машинобудівної і радіоелектронної промисловості.

МЕТА (ПРОБЛЕМА) РОЗРОБКИ: Лазерна адаптивна тривимірна скануюча система (ЛАТСС) призначена для отримання високоточної інформації у вигляді тривимірного масиву даних про профіль поверхні і геометричні параметри об’єктів і рельєфу місцевості при компенсації в реальному часі помилок вимірів, обумовлених динамічними змінами зовнішніх умов.

СТИСЛИЙ ОПИС РОЗРОБКИ: Система складається з високоточного лазерного вимірювача відстані, цифрової камери високого розділення, скануючого електромеханічного блоку і пристрою безпровідного зв’язку. Дані сканування і цифрового фотографування обробляються в автоматичному режимі, в результаті якого формуються тривимірні профілі поверхні з накладеною кольоровою текстурою і панорамні знімки високого розділення. При цьому використовуються дві різні технології прецизійних вимірювань для малих і великих відстаней. Зовнішній вигляд і основні елементи розробки представлені на рис. 1-2.

Система дозволить забезпечити можливість одночасних високоточних вимірювань в широкому діапазоні відстаней від 0,01 м до 2м з точністю ± 100 нм і від 2м до 600м з точністю ± 1мм. Програмний комплекс системи включає інтелектуальну систему розпізнавання образів (ІСР). При цьому ІСР забезпечує не тільки опис і розпізнавання об’єктів, а й ідентифікацію та виявлення різних дефектів, відхилень від норми, можливих їх модифікацій або класів побудови та інших особливостей з видачею рекомендацій щодо їх усунення. Крім того, дана система ЛАТСС може використовуватися в якості системи технічного зору при створенні різних типів роботів з високою роздільною здатністю. Наявність бази знань забезпечує можливість швидкого переходу до опису об’єктів в різних предметних областях шляхом придбання диска зі спеціальним програмним забезпеченням. Для користувача передбачена можливість не будучи програмістом додавати в базу знань нові правила виведення, тим самим забезпечується процес накопичення досвіду окремих фахівців у конкретній предметній області. Для вирішення нових складних завдань користувач може звернутися до розробника системи, який проведе модифікацію бази знань за новим технічним завданням.

 

Рис. 1 – Загальний вид лазерної скануючої системи

 

 

Рис. 2 – Загальний вид лазерного вимірювача відстані

 

ІННОВАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОЗРОБКИ: Новостворена конкурентоздатна корисна продукція. Розробка на рівні існуючих в світі аналогів. Інтелектуальна система розпізнавання образів створюється  на базі програмної оболонки, яка була використана при створенні «Експертної системи діагностики і електрохімічного протикорозійного захисту газопроводу (ЕС ДЕХПКЗГ)» – Сертифікат відповідності на експертну систему серія ПЗ №UA.ОДС-054.011-04 від 13 серпня 2004р.

ПЕРЕВАГИ РОЗРОБКИ:

- основними особливостями пропонованої розробки є забезпечення високої точності вимірів на великих відстанях завдяки використанню нових алгоритмів компенсації помилок у реальному часі, реалізація високої швидкодії завдяки корекції даних для кожного виміру і відсутності усереднювання, незалежність від змін атмосферних умов, розширення динамічного діапазону;

- використання інтелектуальних інформаційних технологій, а саме ІСР,  забезпечує нові можливості та характеристики ЛАТСС.

У якості аналога розглянутий широко відомий тривимірний лазерний сканер для великих відстаней Riegl LPM – 321 (виробництво RIEGL, Laser Measurement Systems. Австрія) Перевагами представленої розробки є: підвищення точності вимірів за рахунок нових алгоритмів компенсації помилок, підвищення частоти вимірів за рахунок корекції кожного значення дальності, підвищення граничної робочої температури за рахунок адаптивного управління параметрами пристроїв, зменшення габаритних характеристик за рахунок використання нової елементної бази і оптимізації конструкції.

Дані про випуск подібної продукції на вітчизняному ринку відсутні.

АНАЛІЗ РИНКУ: В Україні вітчизняних аналогів не має. На світовому ринку представлено окремо тривимірні лазерні сканери з різними технологіями вимірювань для коротких і великих відстаней, однак без ІСР. На ринку країн СНД окремі прилади представлені тільки дилерськими мережами зарубіжних компаній виробників. Висновки міжнародних експертів свідчать про подальше розширення світового ринку тривимірних лазерних сканерів і загальне зростання виробництва різних лазерних приладів. За оцінками відомого журналу Laser Focus World Magazine річний обсяг продажів лазерних приладів складає понад 8 мільярдів доларів США. При цьому
4% від даної суми становлять загальні продажі лазерних вимірювальних
систем і датчиків.

ОЦІНКА ТРАНСФЕРУ РОЗРОБКИ: Запропоновані шляхи трансферу розробки: обмін досвідом та інформацією про науково-технологічні досягнення, проведення консультацій з питань застосування технологій, постачання технологій у межах договорів про їх трансфер з урахуванням ринкової потреби.

СТАДІЯ РОЗРОБКИ: Виготовлено діючий макет, який дозволяє провести практичні випробування й продемонструвати технічні можливості. Проект нагороджено дипломом Міжнародного конкурсу інноваційних та інвестиційних проектів «Харківські ініціативи» у 2013 р. та зайняв ІІІ місце на конкурсі «Радіоелектроніка та інформатика 21 століття» Наукового парку «Радіоелектроніка та інформатика» у 2013 р.

ФІНАНСОВІ ВИТРАТИ НА РОЗРОБКУ: Орієнтовні витрати на проект для забезпечення серійного виробництва становлять $171 тис.

ІНФОРМАЦІЯ ПРО АВТОРА АБО АВТОРСЬКИЙ КОЛЕКТИВ: Тюрін Сергій Володимирович, к.т.н., доц.; Костиря Олександр Олексійович, к.т.н., с.н.с.; Прохоров Валерій Павлович,  к.т.н., с.н.с.; Тюрін Володимир Сергійович, к.т.н.

зберегти цю сторінку в PDF