Поиск
Разработки
Перспективы использования машинного зрения в составе системы управления движением экраноплана

1. Постановка задачи

В КГТУ им. А.Н. Туполева в течение 15 лет ведётся разработка экраноплана «Речное такси» - летательного аппарата, основным режимом движения которого является полёт над водной поверхностью (высота полёта 0,2-1,0 м), благодаря чему возникает так называемый экранный эффект; увеличение подъемной силы крыла и снижение его аэродинамического сопротивления при полете над ровной поверхностью. Летом 2007 года были проведены успешные лётные испытания экспериментальной модели.

Крейсерская скорость экраноплана составляет 150 км/ч, и, учитывая малую высоту полёта (до 1 м), можно сделать вывод: при внезапном возникновении препятствия (например, лодки) пилот может не успеть среагировать и избежать столкновения. Возникает необходимость разработки автопилота экраноплана, способного находить препятствия, возникающие по курсу движения, определять их размеры и расстояние до летательного аппарата и передавать управляющие воздействия на основе этой информации на руль высоты.

2. Описание решения

Было принято решение: для создания автопилота использовать принципы машинного зрения, в частности, машинного стереозрения, которое позволяет определять расстояние до объекта. Реализовывать систему машинного зрения (СМЗ) было решено на базе программно-аппаратных средств компании National Instruments.

За аппаратную основу взята система машинного зрения NI CVS-1455, ориентированная на работу с несколькими камерами. CVS поддерживает интерфейс IEEE 1394a (FireWire), на основе чего и была выбрана камера Firefly MV, которая не смотря на компактные размеры имеет хорошие характеристики и предназначена для использования в системах машинного стереозрения.

Продолжение...

Контакты
an image
НПП Центральная лаборатория автоматизации измерений
111250 Москва, Энергетическая улица, д.7, офис 311
(495) 134-03-49
E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Магнитометрический метод в дефектоскопии сварных швов металлоконструкций

1. Постановка задачи

Основной задачей современных методов контроля качества сварных швов металлоконструкций является определение мест дефектов и поиск источников локальных структурно-механических неоднородностей. Одним из наиболее эффективных и достаточно простым в реализации является магнитометрический метод дефектоскопии металлоконструкций, известный как метод магнитной памяти металла (МПМ). Этот метод относится к методам неразрушающего контроля и основан на регистрации и анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния на поверхности металлических изделий с целью определения зон концентрации напряжений, дефектов, неоднородности структуры металла и сварных соединений [1-3].

В настоящей работе ставилась задача на основе метода МПМ и технологических возможностей аппаратно-программного комплекса LabVIEW разработать и создать действующий макет магнитометрического дефектоскопа сварных швов.

2. Описание решения

При использовании метода МПМ для анализа качества сварных соединений необходимо провести исследование естественной намагниченности сварного шва. Формирование магнитной (доменной) структуры в сварных соединениях происходит при остывании металла в магнитном поле Земли при прохождении через точку Кюри. На возникающих дефектах сварки образуются узлы закрепления доменов с выходом на поверхность сварного шва в виде магнитных полей рассеяния, которые напрямую отображают все дефекты сварки и фактические остаточные напряжения.

Основным диагностическим параметром по методу МПМ является градиент магнитного поля рассеяния. Установлено [2], что именно этот параметр в силу магнитомеханического эффекта напрямую отображает энергетическое состояние поверхности и глубинных слоев металла.

Для измерения намагниченности использовался специальный щуп, внутри которого размещались два мостовых магниторезистивных датчика HMC1051Z. Один из датчиков был предназначен для измерения распределения поля остаточной намагниченности металла, а второй располагался на расстоянии 10 см от первого и был предназначен для измерения магнитного поля Земли. Магниточувствительная ось (ось предпочтительного намагничивания) у обоих датчиков направлялась по нормали к поверхности исследуемой металлоконструкции. Сигналы с датчиков усиливались инструментальными дифференциальными усилителями и подавались на аналоговые входы измерительной DAQ-карты Nl PCI-6036.

Сам щуп закреплялся на подвижной платформе, которая перемещалась вдоль исследуемого сварного шва с постоянной скоростью порядка 0,01 м/с.

Для повышения стабильности чувствительности магниторезистивных датчиков и уменьшения погрешности измерения непосредственно перед проведением каждого измерения на датчики подавались импульсы сброса и установки. Эти импульсы формировались на цифровых линиях DAQ-карты и электронной схеме сброса.

Вся обработка полученных с датчиков сигналов производилась программными средствами LabVIEW. Результаты магнитометрического контроля одного из участков сварной конструкции приведены на рисунке.

Результаты магнитометрического контроля одного из участков сварной конструкции

Наиболее подозрительные участки металлоконструкции с точки зрения наличия дефектов в сварном шве и концентрации напряжений отмечены всплесками интенсивности градиента магнитного поля, превышающие уровень 10 (А/м)/мм.

3. Используемое оборудование и ПО

При проведении исследований использовалась студенческая версия программы LabVIEW 8.2 и многофункциональная измерительная плата NI PCI-6036.

Список литературы

1. А.А. Дубов, Е.А. Демин. Использование магнитной памяти металла и компьютерных приборов для контроля качества сварных соединений // Прикладная физика, 2001, №2, с. 51-58.

2. ВТ. Власов, А.А. Дубов Физические основы метода магнитной памяти металла. М.: Изд-во ЗАО ТИССО", 2004, 424 с.

3. А.А. Дубов, А.А. Дубов, СМ. Колокольников. Метод магнитной памяти металла и приборы контроля. М.: Изд-во ЗАО «Тиссо», 2006. 332 с.

..............................................................................................................................