Лабораторія індикаторних пристроїв

Основним напрямком науково-дослідницької роботи лабораторії індикаторних пристроїв є розробка і впровадження електронних пристроїв. реєстрації і обробки рентгенотелевізійних зображень медичного і промислового призначення. В даний час розробки ведуться на основі використання сучасної елементної бази цифрової електроніки і комп'ютерних технологій обробки інформації. В лабораторії виконується повний комплекс робіт від розробки апаратних засобів обробки і перетворення зображень до написання програмного забезпечення. Це дозволяє розробляти і виробляти високотехнологічні пристрої, які не поступаються по параметрах і функціональних можливостях зарубіжним аналогам.

В лабораторії розроблений цілий ряд високотехнологічних цифрових пристроїв обробки рентгенотелевізійних зображень промислового і медичного призначення. Серед цих пристроїв слід зазначити спеціалізований відеопроцесор VP-1200, призначений для попередньої обробки рентгенотелевізійних зображень, запису динамічних фрагментів рентгенотелевізійних зображень в пам'ять персонального комп’ютера та виводу записаної інформації на екрани комп'ютерного і телевізійного моніторів. При цьому на апаратному рівні реалізовані достатньо складні алгоритми обробки рентгенотелевізійних зображень в реальному масштабі часу. Спеціалізований відеопроцесор VP-1200 виготовлений у вигляді плати розширення РС у форматі PCI.

science-work-p-01
Рис. 1. Відеопроцесор VP-1200.

На базі відеопроцесора VP-1200 розроблений цифровий комп’ютерний пристрій реєстрації, обробки та архівування ангіограм "Direcon-A02", призначений для використання у складі обладнання рентгенотелевізійних ангіографічних комплексів медичного призначення. Розроблений пристрій пройшов успішні випробування зі стаціонарними та мобільними рентгенотелевізійними ангіографами фірм Siemens, Philips, GE та впроваджений в ряді провідних медичних закладів України. Так за допомогою комп’ютерного  пристрою "Direcon-A02" була проведена модернізація ангіографічних установок фірм Siemens "Angiograf-D33" и "Angioskop C" у Науково-практичному центрі нейрорентгенхірургії та Інституті серцево-судинної хірургії ім. М.М.Амосова (м. Київ), модернізований палатний ангіограф фірми General Elektric в інституті онкології (м. Київ) та стаціонарний ангіограф фірми Philips в центральній міській лікарні м. Рівне. Комп’ютерний пристрій "Direcon-A02" сертифікований в системі УкрСЕПРО і має сертифікат відповідності UA1.010.0047580-04.

Комп’ютерні пристрої реєстрації, обробки і архівування ангіограм "Direcon-A02" та комп’ютерний пристрій для промислової рентгеноскопії "Direcon-D01", а також програмно-апаратний комплекс "Direcon-S01", призначений для автоматизованої обробки та архівування цифрових рентгенограм при радіаційному контролі якості виробів мають своє оригінальне програмне забезпечення, яке розроблено студентами та аспірантами кафедри при виконанні науково-дослідних робіт. В пристроях обробки рентгенотелевізійних зображень ефективно використані ресурси сучасної комп’ютерної техніки.

science-work-p-03
Рис.3. Графічний інтерфейс програмно-апаратного комплексу"Direcon-S01"
В лабораторії розроблений спеціалізований відеопроцесор VP-063, призначений для роботи у складі устаткування промислових рентгенотелевізійних дефектоскопічних установок. Відеопроцесор VP-063 реалізує алгоритми попередньої обробки вхідного рентгенотелевізійного відеосигналу, фільтрації флуктуаційних шумів рентгенотелевізійного каналу, збереження цифрової рентгенограми виробу, що контролюється, виводу цифрової рентгенограми на екран телевізійного монітора і передачі цифрової рентгенограми через USB-порт в середовище персонального комп'ютера для його подальшої обробки і архівування. Застосування відеопроцесора у складі рентгенотелевізійнї дефектоскопічної установки дозволяє автоматизувати технологію радіаційного контролю якості виробів, підвищити чутливість і продуктивність контролю.
science-work-p-04
Рис.4. VP-063
Цікаві технічні рішення в поєднанні з сучасною елементною базою і комп'ютерними технологіями розробки цифрових пристроїв дозволили створити компактний і багатофункціональний генератор телевізійних випробувальних сигналів TV PG - 02. Генератор формує електронні телевізійні таблиці, які використовуються для контролю параметрів і налаштування устаткування сучасних мультиформатних телевізійних систем.

Науково-технічні розробки лабораторії демонструються на міжнародних спеціалізованих виставках. Так, наприклад, розробки лабораторії були представлені на VII міжнародній спеціалізованій виставці „Енергетика в промисловості України” та VIII міжнародному промисловому форумі -2009. В експозиції були представлені автоматизована портативна рентгенотелевізійна система для радіаційного контролю якості виробів в „польових” умовах та спеціалізований відеопроцесор VP-063, призначений для роботи у складі устаткування промислових рентгено-телевізійних дефектоскопічних установок. В розробці та виготовленні експонатів брали безпосередню участь студенти та аспіранти кафедри під керівництвом доцента кафедри Терлецького О.В.

В коло наукових інтересів лабораторії входять також задачі розробки та впровадження систем технічного зору на основі сучасних ПЗЗ і КМОН сенсорів зображення для автоматизованого управління технологічними процесами і інші задачі, пов'язані із створенням нових і модернізацією діючого парку електронних пристроїв для збору, обробки і відображення інформації. Так в лабораторії завершена ініціативна науково-дослідна робота «Цифрові методи оброблення квазістаціонарного стохастичного оптичного сигналу в безконтактній системі контролю рівня поверхні розплаву скловарної печі». В процесі виконання цієї роботи визначено основні вимоги до способу та засобів оброблення стохастичного квазістаціонарного оптичного сигналу лазерного рівнеміра з метою підвищення точності та надійності управління технологічним процесом виробництва склотари. Запропоновані та реалізовані методи обробки стохастичного квазістаціонарного оптичного сигналу, який проходить через високотемпературне оптичне середовище, відбивається від поверхні розплаву та реєструється фото чутливою матрицею КМОН-сенсора зображення. Обґрунтовано переваги застосування КМОН-сенсора зображення в якості детектора лазерного випромінювання. Проведене фізико - математичне моделювання запропонованих алгоритмів цифрової обробки квазістаціонарного стохастичного оптичного зображення плями лазерного випромінювання, що дозволило розрахувати регулювальну характеристику безконтактного лазерного рівнеміра. На базі проведених досліджень розроблений та реалізований лабораторний макет спеціалізованої системи технічного зору для контролю рівня поверхні розплаву та автоматичного управління загружчиком скловарної печі.

На даний час в лабораторії виконується науково-дослідна робота за темою «Теоретичні та технологічні засади перетворення формату зображення в телевізійних системах промислового та медичного призначення». В лабораторії розроблений відеоадаптер, який призначений для роботи у складі телевізійних систем відображення інформації і використовується для оптимального узгодження датчиків відеосигналу з сучасними індикаторними пристроями. Цифровий сигнальний процесор, реалізований на мікросхемах програмованої логіки з використанням сучасних комп’ютерних технологій, забезпечує апаратне перетворення в реальному масштабі часу параметрів розкладання кольорового телевізійного зображення EGA/CGA/VGA-форматів в кольорове телевізійне зображення з параметрами, що відповідають формату сучасних цифрових індикаторних пристроїв. При цьому апаратна цифрова обробка телевізійного відеосигналу дозволяє не тільки узгодити параметри датчика відеосигналу з параметрами індикаторного пристрою, але і усунути артефакти, характерні для телевізійних зображень, що формуються апаратними засобами в цифровому форматі. Це істотно підвищує якість графічного зображення на екрані індикаторного пристрою і створює комфортніші умови для перегляду зображення. Відеоадаптер ефективно може застосовуватися при розробці і модернізації індикаторних систем промислового призначення, забезпечуючи оптимальне узгодження формату зображення датчика телевізійного сигналу з параметрами сучасних індикаторних пристроїв.

Всі представлені розробки виконані в лабораторії індикаторних пристроїв студентами і аспірантами кафедри під керівництвом к.т.н., с.н.с. доцента кафедри Терлецкого О.В.

Навчальний процес в лабораторії індикаторних пристроїв

В лабораторії проводяться навчальні заняття із студентами старших курсів з дисциплін «Прикладна електроніка» (4 курс) та «Інформаційна електроніка» (програма магістерської підготовки, 6 курс). Тут в лабораторії студенти розробляють та виготовляють друковані плати електронних пристроїв, виконують монтаж електронних компонентів на друковану плату, з використанням вимірювальної апаратури проводять налагодження електронних пристроїв, вимірювання їх параметрів та характеристик. При цьому студенти нашої кафедри набувають практичних навичок роботи з електронними компонентами, приладами та пристроями, знайомляться безпосередньо з сучасною елементною базою та технологіями виробництва електронних пристроїв. ( вставити ролик).

По програмі магістерської підготовки студенти 6 курсу проводять дослідження амплітудних, просторово-частотних та шумових характеристик систем технічного зору. Для цього в лабораторії розгорнуті лабораторні стенди, які ґрунтуються на науково-технічних розробках лабораторії індикаторних пристроїв. Так на базі програмно-апаратного комплексу "Direcon-A02" студенти мають можливість дослідити та кількісно оцінити просторову фільтрацію вхідного оптичного сигналу на етапах його перетворення в цифровий відео сигнал, дослідити та кількісно оцінити флуктуаційну та структурну складові шуму системи технічного зору, визначити залежність цих параметрів від режиму роботи сенсора зображення в системі технічного зору. На основі лабораторного макету спеціалізованої системи технічного зору для контролю рівня поверхні розплаву та автоматичного управління загружчиком скловарної печі досліджують методи обробки квазістаціонарного стохастичного оптичного сигналу, вимірюють та розраховують регулювальну характеристику безконтактного лазерного рівнеміра та досліджують залежність її від параметрів методів статистичної обробки стохастичного зображення плями лазерного рівноміра.

Вищезазначені лабораторні роботи проводить к.т.н., доцент Терлецький О.В.