ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

тической камерой через некоторый ин- тервал времени. В случае, когда объект неподвижен, различие между двумя ка- драми минимально. При перемещении объекта характерные участки текущего изображения будут смещены относи- тельно предыдущего изображения. На рис. 2 приведены два последовательных кадра, полученных при перемещении объекта. Сравнивая их, можно обнару- жить и рассчитать перемещение изоб- ражения объекта на фотолинейке. Для сравнения кадров используются хорошо известные методы корреляци- онного анализа [1]. В первом кадре вы- бирается окно между пикселами I 0 и I 2 шириной T . Во втором кадре также вы- бирается окно ширины T , но смещенное относительно первого на величину n , его границы будут иметь значения I 0 + n и I 2 + n . По известным формулам рассчи- тывается зависимость коэффициента корреляции между двумя распределени- ями амплитуд пикселов в выбранных окнах двух кадров от параметра n . Вза- имная корреляционная функция K(n) при ее реализации программными мето- дами в цифровой аппаратуре использу- ется в виде своего дискретного аналога. (1) Здесь x i и y i — массивы амплитуд пик- селов для 1го и 2го кадров соответст- венно, x– и y – — математические ожида- ния распределений x и y соответственно, I 0 и I 2 — границы интервала выборки, n — программное смещение. На рис. 3 показана зависимость функции K(n) для двух кадров, приведенных на рис. 2. На рис. 3 можно видеть, что получен- ное межкадровое смещение составляет примерно 16 пикселов. Зная оптичес- кое увеличение системы и расстояние до объекта, нетрудно получить реаль- ное смещение объекта. В разработан- ном измерителе способ, примененный для определения перемещения объекта, также был использован для измерения расстояния до него. Фактически конст- рукция измерителя представляет собой цифровую оптическую стереокамеру. В ( )( ) ∑ = = + − ⋅ − = − 2 0 ) 0 2 ( 1 )( I i I i ni i y y x x nK I I такой оптической системе изображе- ние, полученное правым объективом камеры, сравнивают с изображением левого объектива. Расстояние до объек- та получается с использованием извест- ного метода триангуляции. К ОНСТРУКЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СЛИТКА МНЛЗ Оптический измеритель предназна- чен для работы вблизи горячего слитка МНЛЗ. Температура слитка составляет 800…1200°C. Диапазон рабочих рассто- яний от слитка до оптического измери- теля может составлять 1500…4000 мм. Небольшое расстояние до горячего слитка приводит к значительному на- греву конструкции оптического изме- рителя до 70°С. Если для оптической части измерителя такая степень нагре- ва вполне допустима, то для электро- ники это выдвигает серьезные требова- ния по надежности. К счастью, в настоящее время на рынке присутствует достаточный вы- бор фирмпроизводителей плат для жёстких условий эксплуатации. По размерам в наибольшей степени подо- шли платы в формате MicroPC. В каче- стве встроенного компьютера была вы- брана процессорная плата 5066 фирмы Octagon Systems (США), а для АЦП ис- пользована плата параллельного ана- логового ввода AI8S5A1 фирмы Fastwel (Россия). Эти платы работают в заданном для измерителя диапазоне температур от –20 до +70°С. На рис. 4 приведена схема компоновки оптичес- кого измерителя. В качестве блока питания измерителя использован стандартный блок NAL25 фирмы Artesyn Technologies. Наличие на выходе NAL25 набора напряжений +5 В, –12 В и +12 В позволило обой- тись одним блоком питания как для процессорной платы, так и для блока РАЗ РА БО Т КИ / КОН Т Р ОЛ Ь НО - И ЗМЕ Р И Т Е Л Ь НЫ Е СИС Т ЕМЫ СТА 4/2001 Рис. 1. Схема оптического измерителя Рис. 2. Два кадра, полученных при перемещении объекта Рис. 3. Корреляционная функция для двух последовательных кадров Рис. 4. Схема компоновки оптического измерителя перемещений слитка МНЛЗ 23 www.cta.ru