HoloVID - HoloVID

HoloVID это инструмент, изначально разработанный для голографический измерение размеров внутреннего изогрид структурные лямки Дельта семья ракеты-носители в 1981 году Марком Слейтером.

История

Ракеты-носители Delta производились Макдоннелл Дуглас Космонавтика, пока линия не была куплена Боинг. Фрезерованные из алюминия Т6 на горизонтальных станах размером 40 на 20 футов (12 на 6 м), осмотр огромных листов занял больше времени, чем при первоначальном производстве. Было подсчитано, что реальное время на месте устройство проверки может сократить расходы, поэтому независимый Исследования и разработки (IRAD) был сгенерирован бюджет для решения проблемы. Марк Слейтер разработал одновременно два решения: фотооптический метод с использованием голографическая линза и ультразвуковой метод с использованием конфигурируемых мультиплексированных массивов микропреобразователей.

Пара HoloVID для одновременной обратной связи с передней и задней стороны была позже использована в Мартин Мариетта для проверки длинных сварных швов, удерживающих Внешние резервуары из Космический шатл вместе. Контролируя профиль сварного шва в реальном времени, как он был TIG генерируется может быть получено оптимальное соотношение веса и производительности, что избавит ракетные двигатели от необходимости тратить энергию тяги и при этом гарантирует максимально возможную прочность полотна.

Применение

Многие корпорации (Кодак, Иммунекс, Боинг, Джонсон и Джонсон, Аэрокосмическая корпорация, Вертолеты Silverline и др.) используют индивидуализированные версии шестимерного бесконтактного считывателя с интегрированной голографической оптической обработкой для приложений из суперкомпьютер поверхностный монтаж от оценки прокладки до генетического биохимического анализа.

Характеристики

HoloVID относится к классу датчиков, известных как структурированный 3D-сканер устройство. Использование структурированного света для извлечения информации о трехмерной форме - хорошо известная технология.[1][2] Об использовании отдельных световых плоскостей для измерения расстояния и ориентации объектов сообщалось несколько раз.[3][4][5]

Использование нескольких самолетов[6][7][8] и несколько точек[9][10] света для измерения форм и построения объемных оценок объектов также широко сообщалось.[11]

Использование сегментированных фазовых голограмм для выборочного отклонения частей изображения волновой фронт необычно. Голографические оптические компоненты, используемые в этом устройстве, разделяют мозаичные сегменты фронта возвращающейся волны на программируемые объемные области и участки формы для достижения уникальных возможностей, увеличивая как размер объекта, который может быть прочитан, так и ось z глубина на точку, которую можно измерить, а также увеличить количество возможных одновременных операций, что является значительным шагом вперед по сравнению с предыдущим уровнем техники.

Режимы работы

А лазерный луч заставляют столкнуться с целевой поверхностью. Угол первоначально нелинейно-оптический поле может быть не-ортогональный на поверхность. Этот луч света затем отражается от поверхности в виде широкой конической функции рассеяния, которая геометрически связана с угол падения, частота света, длина волны и относительная шероховатость поверхности. Часть этого отраженного света попадает в оптическая система коаксиально, где «стоп» затеняет края. В одноточечном считывающем устройстве это ребро просматривается по радиусу с помощью фотодиодная матрица.

Выход этого устройства представляет собой коробчатый выход, в котором фотодиоды последовательно загораются диод за диодом по мере изменения расстояния до объекта по отношению к датчику, пока не загорятся никакие диоды или не загорятся все диоды. Динамическое значение остаточного заряда продукта в каждой ячейке светодиода является функцией ток смещения, то темное течение и инцидент ионизирующего излучения (в данном случае - возвращающийся лазерный луч).

В многоточечной системе HoloVID точка курсора акустооптически сканировано по оси абсцисс одноосный трансформатор. Монаксиальная голографическая линза собирает волновой фронт и воссоздает рисунок на одномерной матрице фотодиодов и двухмерном матричном датчике. Обработка изображений данных датчика выводит корреляцию между сжатым волновым фронтом и реальным физическим объектом.

Рекомендации

  1. ^ Агин, Джеральд Дж. (Февраль 1979 г.). «Управление роботом с помощью мобильной камеры в реальном времени». SRI International, Центр Искусственного Интеллекта. Техническое примечание 179. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  2. ^ Боллес, Роберт С .; Фишлер, Мартин А. (24 августа 1981 г.). «Основанный на RANSAC подход к подгонке модели и его применение для поиска цилиндров в данных диапазона». Материалы 7-й Международной совместной конференции по искусственному интеллекту. 2. С. 637–643.
  3. ^ Posdamer, J. L .; Альтшулер, М. Д. (январь 1982 г.). «Измерение поверхности с помощью пространственно-кодированных проекционных лучевых систем». Компьютерная графика и обработка изображений. 18 (1): 1–17. Дои:10.1016 / 0146-664X (82) 90096-X.
  4. ^ Popplestone, R.J .; Brown, C.M .; Ambler, A. P .; Кроуфорд, Дж. Ф. (3 сентября 1975 г.). «Формирование моделей плоско-цилиндрических граненых тел из светлых полос» (PDF). Материалы 4-й Международной совместной конференции по искусственному интеллекту. 1. С. 664–668.
  5. ^ Осима, Масаки; Шираи, Ёсиаки (апрель 1983 г.). «Распознавание объектов с использованием трехмерной информации» (PDF). IEEE Transactions по анализу шаблонов и машинному анализу. 5 (4): 353–361. Дои:10.1109 / TPAMI.1983.4767405.
  6. ^ Альбус, Дж .; Kent, E .; Нашман, М .; Mansbach, P .; Palombo, L .; Шнайер, М. (22 ноября 1982 г.). «Шестимерная система зрения». Труды SPIE: Robot Vision. 0336. С. 142–153. Bibcode:1982SPIE..336..142A. Дои:10.1117/12.933622.
  7. ^ Окада, С. (1973). «Сварочный аппарат с детектором формы». Mitsubishi-Denki-Giho (на японском языке). 47 (2): 157.
  8. ^ Тэнзер, Дэйв (1975). «Отчет о ходе визуального осмотра паяных соединений». Массачусетский технологический институт, лаборатория искусственного интеллекта. Рабочий документ 96. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  9. ^ Накагава, Ясуо (22 ноября 1982 г.). «Автоматический визуальный контроль паяных соединений на печатных платах». Труды SPIE: Robot Vision. 0336. С. 121–127. Bibcode:1982SPIE..336..121N. Дои:10.1117/12.933619.
  10. ^ Duda, R.O .; Ницан, Д. (март 1976 г.). «Низкоуровневая обработка зарегистрированных данных о дальности и интенсивности». SRI International, Центр Искусственного Интеллекта. Техническое примечание 129. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  11. ^ Ницан, Дэвид; Brain, Альфред Э .; Дуда, Ричард О. (февраль 1977 г.). «Измерение и использование зарегистрированных данных отражения и дальности в анализе сцены». Труды IEEE. 65. С. 206–220. Дои:10.1109 / PROC.1977.10458.