Прецизійна інтелектуальна гоніометрична система

Abstract

Розглянуто актуальну проблему — забезпечення високоточних та високопродуктивних гоніоме- тричних вимірювань, які необхідні в багатьох сучасних науково-господарських задачах у різних галузях господарства. На основі аналізу фізичних явищ та принципів роботи лазерної спектроскопії, напів- провідникових фоточутливих елементів та нейромережевих технологій запропоновано нову преци- зійну інтелектуальну гоніометричну систему на основі лазерного гіроскопа (кільцевого лазера), CMOS-матриці та штучної нейронної мережі. Прецизійна інтелектуальна гоніометрична система дозволяє проводити високоточні кутові вимірювання при попередній виставці навігаційних чутливих елементів, плоских кутів та пірамідальності призм, а також інших об’єктів виробництва, показника заломлення оптичного скла з обробкою вимірювальної інформації в режимі реального часу. Вона поєд- нує такі переваги, як висока точність та швидкість вимірювання, можливість роботи в автомати- зованому режимі та автоматизованої обробки вимірювальної інформації, простота використання, універсальність. Висока швидкість системи досягається за рахунок використання можливості шту- чної нейронної мережі здійснювати одночасну обробку множини цифрових даних методами паралель- ної обробки. Таким чином час вимірювання суттєво скорочується. Висока точність прецизійної інтелектуальної гоніометричної системи досягається за рахунок використання в якості чутливих елементів безінерціного кільцевого лазера та CMOS-матриці з великою роздільною здатністю та чутливістю, що дозволяє проводити безконтактне перетворення кутів з обробкою інформації в реа- льному масштабі часу та працювати в автоматизованому режимі.

The paper is dedicated to the nowadays problem - the provision of precise and high-performance goniometric measurements, which are necessary for various modern scientific and economic tasks. Based on the analysis of physical phenomenon and the principles of laser spectroscopy, semiconductor photosensitive elements and neural network technologies, a new precise intelligent goniometric system has been proposed. This system allows precise angular measurements with the measurement information processing in real time during the preliminary installation of navigation sensing elements, flat angles and pyramidal prisms, as well as other production objects, and refractive index of optical glass. Precise intelligent goniometric system combines such advantages as high accuracy and speed of measurement, the ability to work in an automated mode and automated processing of measurement information, ease of use, versatility. The high speed of the proposed precise intelligent goniometric system is achieved due to the ability of the artificial neural network to simultaneously process a variety of digital data using parallel processing methods, thus the measurement time is significantly reduced. The accuracy of the precise intelligent goniometric system is achieved by using a non-inertial ring laser and CMOS sensor with high resolution and sensitivity as a sensing elements, which allows non-contact conversion of measured angle values and real-time information processing, as well as work in automated mode. The precise intelligent goniometric system proposed in the article is a modern and perspective development.

Рассмотрена актуальная проблема — обеспечение высокоточных и высокопроизводительных гониометри-ческих измерений, необходимых во многих современных научно-хозяйственных задачах разных отраслей хозяй-ства. На основе анализа физических явлений и принципов работы лазерной спектроскопии, полупроводниковых фоточувствительных элементов и нейросетевых технологий предложена новая прецизионная интеллектуаль-ная гониометрическая система, в основе которой лежит использование лазерного гироскопа (кольцевого лазе-ра), CMOS-матрицы и искусственной нейронной сети. Прецизионная интеллектуальная гониометрическая система позволяет проводить высокоточные угловые измерения с обработкой измерительной информации в режиме реального времени с предварительным выставлением навигационных чувствительных элементов, плоских углов и пирамидальности призм, а также других объектов производства, показателя преломления оп-тического стекла. Прецизионная интеллектуальная гониометрическая система объединяет такие преимуще-ства, как высокая точность и скорость измерения, возможность работы в автоматизированном режиме и автоматизированной обработки измерительной информации, простота использования, универсальность. Вы-сокая скорость работы предложенной прецизионной интеллектуальной гониометрической системы достига-ется за счет возможности искусственной нейронной сети осуществлять одновременную обработку множества цифровых данных методами параллельной обработки. Таким образом, время измерения существенно сокраща-ется. Высокая точность прецизионной интеллектуальной гониометрической системы достигается за счет использования в качестве чувствительных элементов безинерциного кольцевого лазера и CMOS-матрицы с большим разрешением и чувствительностью, что позволяет проводить бесконтактное преобразования значе-ний измеряемых углов и проводить обработку информации в реальном масштабе времени, а также работать в автоматизированном режиме.