Использование структурированной подсветки в системах технического зрения
Попов С.Б.

Аннотация:
В работе предложено использовать структурированную подсветку для детектирования наличия железнодорожного состава на контролируемом пути и фиксации межвагонных промежутков в системах технического зрения (СТЗ) на железной дороге. Этот подход позволяет отказаться от специальных датчиков или дополнительного оборудования для указанного контроля и, совместно с другими решениями комплексной технологии взаимоувязанного проектирования всех компонентов СТЗ, позволяет повысить допустимую скорость прохождения железнодорожных составов через пункты контроля, существенно улучшить результаты и степень достоверности распознавания номеров вагонов и контейнеров, даёт возможность значительно приблизить видеокамеры к железнодорожным путям, одновременно контролировать все пути железнодорожной станции в условиях минимального расстояния между ними.

Ключевые слова :
система технического зрения, структурированная подсветка, компьютерное зрение, обработка изображений.

Литература:

  1. Xin, Li. The Theory and Application of Structured Light Photogrammetry with Known Angle / Li Xin, Hou Wenguang, Shang Haoliang // XXIst ISPRS Congress Technical Commission V July 3-11, 2008 Beijing. – P. 101-106.
  2. Rusinkiewicz, S. Real-time 3D model acquisition / S. Rusinkiewicz, O. Hall-Holt, M. Levoy // ACM Transactions on Graphics. – 2002. – Vol. 21, № 3. – P. 438-446.
  3. Lanman, D. Surround structured lighting: 3-D scanning with orthographic illumination / Lanman, D., Crispell, D., & Taubin, G. // Computer Vision and Image Understanding. – 2009. – Vol. 113, № 11. – P. 1107-1117.
  4. Salvi, J. Pattern codification strategies in structured light systems / J. Salvi, J. Pages, J. Batlle // Pattern Recognition. – 2004. – Vol. 37. – P. 827–849.
  5. Голуб, М.А. Синтез оптической антенны / М.А. Голуб, Н.Л. Казанский, А.М. Прохоров, И.Н. Сисакян, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика. – 1987. – № 1. – С. 35-40.
  6. Голуб, М.А. Формирование эталонных волновых фронтов элементами компьютерной оптики / М.А. Голуб, Н.Л. Казанский, И.Н. Сисакян, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика. – 1990. – № 7. – С. 3-26.
  7. Казанский, Н.Л. Математическое моделирование светотехнических устройств с ДОЭ / Н.Л. Казанский, В.А. Сойфер, С.И. Харитонов // Компьютерная оптика. – 1995. – №№ 14-15. – Ч.2. – С. 107-116.
  8. Досколович, Л.Л. Проектирование светотехнических устройств с ДОЭ / Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский, С.И. Харитонов // Компьютерная оптика. – 1998. – № 18. – С. 91-96.
  9. Волков, А.В. Экспериментальное исследование светотехнических устройств с ДОЭ / А.В. Волков, Н.Л. Казанский, Г.В. Успленьев // Компьютерная оптика. – 1999. – № 19. – С. 137-142.
  10. Алиев, Э.В. Оптическая идентификация объектов подвижного состава в задачах управления железнодорожными перевозками / Э.В. Алиев, Е.Н. Веснин, Л.Л. Малыгин, А.Е. Михайлов, В.А. Царёв // Автоматизация в промышленности. – 2009. – № 5. – С. 49-54.
  11. Автоматизированная система взвешивания и идентификации железнодорожных вагонов // http://www.shtrih-m.ru/production/produce_658.html
  12. Распознавание номеров вагонов // http://www.itv.ru/products/intellect/additional_modules/rw/
  13. Буланов, А.П. Система технического зрения для регистрации железнодорожных составов цистерн / А.П. Буланов, С.Г. Волотовский, Н.Л. Казанский, С.Б. Попов, Р.В. Хмелёв, С.М. Шумаков // Автоматизация в промышленности. – 2005. – № 6. – С. 57-59.
  14. Волотовский, С.Г. Система технического зрения для распознавания номеров железнодорожных цистерн с использованием модифицированного коррелятора в метрике Хаусдорфа / С.Г. Волотовский, Н.Л. Казанский, С.Б. Попов, Р.В. Хмелёв // Компьютерная оптика. – 2005. – № 27. – С. 177-184.
  15. Volotovskii, S.G. Machine Vision System for Registration of Oil Tank Wagons / S.G. Volotovskii, N.L. Kazanskii, S.B. Popov, R.V. Khmelev // Pattern Recognition and Image Analysis. – 2005. – Vol. 15, № 2. – P. 461-463.
  16. Казанский, Н.Л. Распределённая система технического зрения регистрации железнодорожных составов / Н.Л. Казанский, С.Б. Попов // Компьютерная оптика. – 2012. – Т. 36, № 3. – С. 419-428.
  17. Казанский, Н.Л. Система технического зрения для определения количества гель-частиц в растворе полимера / Н.Л. Казанский, С.Б. Попов // Компьютерная оптика. – 2009. – Т. 33, № 3. – С. 325-331.
  18. Kazanskiy, N.L. Machine Vision System for Singularity Detection in Monitoring the Long Process / N.L. Kazanskiy, S.B. Popov // Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). – 2010. – Vol. 19, № 1. – P. 23–30.
  19. Изотов, П.Ю. Устройство для контроля шероховатости поверхности диэлектрических подложек / П.Ю. Изотов, М.С. Глянько, А.В. Волков, Н.Л. Казанский, С.В. Суханов // Патент РФ на изобретение № 2448341 от 20.04.2012. Бюл. № 11.
  20. Бородин, С.А. Автоматизированное устройство для оценки степени чистоты подложки по динамическому состоянию капли жидкости, наносимой на её поверхность / С.А. Бородин, А.В. Волков, Н.Л. Казанский // Компьютерная оптика. – 2005. – № 28. – С. 69-75.
  21. Бородин, С.А. Устройство для анализа наношероховатостей и загрязнений подложки по динамическому состоянию капли жидкости, наносимой на её поверхность / С.А. Бородин, А.В. Волков, Н.Л. Казанский // Оптический журнал. – 2009. – Т. 76, № 7. – С. 42-47.
  22. Изотов, П.Ю. Модификация прибора индикации чистоты и гладкости оптических подложек / П.Ю. Изотов, М.С. Глянько, С.В. Суханов // Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 35, № 1. – С. 63-69. – ISSN 0134-2452.
  23. Голуб, М.А. Вычислительный эксперимент с элементами плоской оптики / М.А. Голуб, Н.Л. Казанский, И.Н. Сисакян, В.А. Сойфер // Автометрия. – 1988. – № 1. – С. 70-82.
  24. Doskolovich, L.L. A method of designing diffractive optical elements focusing into plane areas / L.L. Doskolovich, N.L. Kazansky, S.I. Kharitonov, V.A. Soifer // Journal of Modern Optics. – 1996. – Vol. 43, № 7. – P. 1423-1433.
  25. Досколович, Л.Л. Расчёт оптического элемента для формирования осесимметричного распределения освещённости на поверхности вращения / Л.Л. Досколович, Э.Р. Асланов // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 1. – С. 39-44.
  26. Казанский, Н.Л. Оптимизация параметров устройства трибометрического измерения чистоты поверхности подложек / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков, С.В. Кричевский, Н.А. Ивлиев // Компьютерная оптика. – 2005. – № 28. – С. 76-79.
  27. Казанский, Н.Л. Исследование особенностей трибометрического взаимодействия диэлектрических подложек при экспресс-контроле степени чистоты их поверхности / Н.Л. Казанский, В.А. Колпаков, А.И. Колпаков, С.В. Кричевский, Н.А. Ивлиев // Компьютерная оптика. – 2007. – Т. 31, № 1. – С. 42-46.
  28. Moiseev, M.A. Design of high-efficient freeform LED lens for illumination of elongated rectangular regions / M.A. Moiseev, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy // Optics Express. – 2011. – Vol. 19, № S3. – P. A225-A233.
  29. Кравченко, С.В. Расчёт осесимметричных оптических элементов с двумя асферическими поверхностями для формирования заданных распределений освещённости / С.В. Кравченко, М.А. Моисеев, Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский // Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 35, № 4. – С. 467-472.
  30. Казанский, Н.Л. Комплексная технология проектирования систем технического зрения на железной дороге / Н.Л. Казанский, С.Б. Попов // Интеллектуальные системы на транспорте: программа и тезисы докладов Третьей международной научно-практической конференции «ИнтеллектТранс-2013». – СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщений, 2013. – С. 38.
  31. Досколович, Л.Л. Расчёт зеркала для формирования однопараметрической диаграммы направленности излучения / Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский // Автометрия. – 2004. – Т. 40, № 5. – С. 104-111.
  32. Doskolovich, L.L. Designing reflectors to generate a line-shaped directivity diagram / L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S.I. Kharitonov, P. Perlo, S. Bernard // Journal of Modern Optics. – 2005. – Vol. 52, № 11. – P. 1529-1536.
  33. Досколович, Л.Л. Расчёт зеркала для формирования диаграммы направленности в виде отрезка / Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский, М.А. Тренина // Автометрия. – 2006. – Т. 42, № 4. – С. 67-75.
  34. Doskolovich, L.L. Designing a mirror to form a line-shaped directivity diagram / L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, S. Bernard // Journal of Modern Optics. – 2007. – Vol. 54, № 3-4. – P. 589 - 597.
  35. Doskolovich, L.L. A DOE to form a line-shaped directivity diagram / L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, V.A. Soifer, S.I. Kharitonov, P. Perlo // Journal of Modern Optics. – 2004. – Vol. 51, № 13. – P. 1999-2005.
  36. Soifer, V.A. Multifocal diffractive elements / V.A. Soifer, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy // Optical Engineering. – 1994. – Vol. 33, № 11. – P. 3610-3615.
  37. Kazanskiy, N. Binary beam splitter / N. Kazanskiy, R. Skidanov // Applied Optics. – 2012. – Vol. 51, № 14. – P. 2672-2677.
  38. Doskolovich, L.L. Design of DOEs for wavelength division and focusing / L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, V.A. Soifer, P. Perlo, P. Repetto // Journal of Modern Optics. – 2005. – Vol. 52, № 6. – P. 917-926.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20