<<
>>

4.1 Аппаратно-программный стенд для проведения экспериментальынх исследований

Аппаратно-программный стенд включает в себя:

- оптико-электронное устройство получения, обработки и передачи изображений на базе микрокомпьютера Raspberry;

- коммутатор локальной сети;

- модуль обработки изображений на базе платы с программируемыми логическими интегральными схемами фирмы xilinx;

- персонального компьютера для вторичной обработки и отображения результатов.

Рис.

4.1 - Структурная схема аппаратно-программного стенда

При экспериментальных исследованиях аппаратно-программный стенд работает следующим образом. Рассмотрим сначала работу модуля получения и обработки изображений. Основным ядром модуля является микрокомпьютер и подключённый к нему приемник изображения. Дополнительно к модулю Raspberry подключены контроллер управления трансфокатором и поворотным устройством для изменения параметров оптической системы и параметров точки наблюдения.

Модуль Raspberry обеспечивает получение и предварительную обработку изображений: изображение объектов рабочией сцены поступает через приёмник изображение. Модуль raspberry обеспечивает вычисление геометрических примитивов и построения характерных точек. Также модуль

raspberry обеспечивает формирование вектора параметров объектов, который передается через контроллер локальной сети в ЭВМ. В состав аппаратно­программного стенда для исследования разработанного оптико-электронного устройства введены четыре модуля Raspbery c интегрированными с ними видеокамерами фирмы Raspberry. Для проведения экспериментальных исследований в состав экспериментального стенда введён модуль обработки изображений на базе ПЛИС модуля обработки изображений [83]. На базе ПЛИС реализованы на аппаратной основе алгоримы формирования признаков характерных точек, построение связей между характерными точками и сопоставление точек объектов. ПЭВМ введен в состав аппаратно программного средства для проведения экпериментальных исследований для решения задач вторичной обработки данных, окончательного формирования объектов рабочий сцены, а также для отображения полученных данных в удобной для представляния пользователю форме.

Внешний вид аппаратно-программного стенда представлен на рисунке 4.2.

На рисунке 4.2 (а) представлена разработанная система на базе Raspberry с подключённой к ней оптико-электронным датчиком, также в кадр попало изображение оптико электронного датчика, подключенного к другой плате Raspberry. На рисунке 4.2 (б) представлен модуль для обработки изображений на базе ПЛИС [84].

Рис. 4.2 - Модули разработанного устройства: а) модуль получения, предварительной обработки и передачи изображений, б) вычислительный модуль системы технического зрения

Методика экспериментальных исследований состояла в проверке разработанного устройства в целом, его отдельных модулей, а также функционирования модулей в единой взаимосвязи по реальным изображениям и по синтезированным на специальной трехмерной модели с известными характеристиками объектов.

Для проведения экспериментальных исследований, повышения полноты исследований и более точной оценки погрешности измерения трехмерных координат была разработана программная модель на базе языка Open GL, отображающая виртуальную рабочую сцену и обеспечивающая

имитацию формирования изображений оптико-электронными датчиками [85]. Разработанная трёхмерная модель виртуальной рабочей сцены включала в себя имитацию рабочего пространства, содержащего объекты крупного промышленного цеха. Отдельно в разработанной имитационной модели были введены статические и динамические объекты и введены эталонные описания калибровочных объектов.

Синтезированные при помощи имитационной модели изображения далее были введены в персональную ЭВМ в составе аппаратно программного средства и обработаны далее так, будто они были получены реальными оптико-электронными датчиками. Это позволило значительно повысить полноту исследований за счёт того, что в имитационной модели известны координаты объектов [86]. Данные координаты сравнивались с рассчитанными согласно разработанной математической модели трехмерными координатами объектов.

Таким образом была определена погрешность измерения трехмерных координат с наибольшей точностью. При этом возможность изменения трехмерных координат объекта и расположения объектов в произвольном месте работей сцены обеспечила полное перекрытие рабочей сцены и исследование точности функционирования созданного оптико-электронного устройства во всех областях рабочего пространства [87].

<< | >>
Источник: Фролов Михаил Михайлович. МЕТОД, АЛГОРИТМЫ И МОДУЛЬНОЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ТРЕХМЕРНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ С МНОЖЕСТВЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ИЗОБРАЖЕНИЙ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Курск - 2019. 2019

Еще по теме 4.1 Аппаратно-программный стенд для проведения экспериментальынх исследований:

  1. Для проведения экспериментальных исследований разработаны методика проведения эксериментальных исследований и аппаратно­программный стенд.
  2. 4.2 Методика проведения экспериментальных исследований
  3. Испытательный стенд
  4. Испытательный стенд
  5. Порядок проведения испытания, средства и способы измерений
  6. Способы измерений и порядок проведения испытаний
  7. Объект для испытания
  8. Объекты для испытаний
  9. Основные результаты исследования изложены в следующих публикациях автора:
  10. Метод масштабирования для пластинок в виде треугольников
  11. Графическое представление решений для пластинок в виде треугольников
  12. 2.14.2 Построение аналитических зависимостей для ограниченных подмножеств областей
  13. 3.4 Использование ИК метода для выявления структурных дефектов и оптической неоднородности.
  14. 2.15 Выбор аппроксимирующей функции для пластинок с жестко защемленным и шарнирно опертым контуром
  15. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ РАБОЧЕЙ СЦЕНЫ
  16. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ