No abstract

The method and structural scheme of an information-measuring system for determining the parameters of objects' movements (technological equipment in the quarry for extracting block natural stone) have been proposed. A distinctive feature of time video sequences containing images of measured objects is their adaptation and adjustment in accordance with the intensity of movement and accuracy requirements for measurement results. Structural and software-algorithmic methods were also applied for improving the accuracy of measurements of motion parameters, namely: complexation of two measuring channels and exponential smoothing of digital references. One of the measuring channels is based on a digital video camera, the second is based on an accelerometer mounted on an object and two integrators. Exponential smoothing makes it possible to take into consideration the previous countdowns of movement parameters with weight coefficients. That ensures accounting for the existing patterns of movement of the object and reducing the errors when measuring the parameters of movement by (1.4...1.6) times. The resulting solutions have been implemented in the form of an information and measurement system. The technological process of extracting blocks of natural stone in the quarry was experimentally investigated using a diamond-rope installation. Based on the contactless measurement of motion parameters, it is possible to ensure control over this process and improve the quality of blocks made of natural stone. Based on the experimental study of measurement errors, recommendations were given for the selection of adaptive parameters of a video sequence, namely the size of images and the value of the inter-frame interval. In addition, methods for the software-algorithmic processing of measuring information were selected, specifically exponential smoothing and averaging the coordinates of the contour of an object, measured in 30 adjacent lines of the image

У статті розглядаються можливості застосування автоматизованих та інформаційних систем з цифровими зображеннями для розв’язання практичних задач, що пов’язані з видобуванням та обробкою природного каменю. Комп’ютеризована обробка та аналіз зображень поверхонь природного каменю та промислових виробів з нього дозволяє вимірювати характеристики кольорової текстури цих поверхонь, а також геометричні розміри та кути виробів по зовнішньому контуру. Отримані результати будуть корисними для визначення механічних характеристик природного каменю на ділянках родовищ, що розробляються чи плануються до розробки, для дослідження фізико-механічних характеристик гірських порід, що обумовлені їх кристалічною будовою, для контролю якості лицьової поверхні і геометричних розмірів промислових виробів з природного каменю. Наведено приклад експериментальних досліджень та оцінки складу й будови зразків габроїдної породи. Наведено й систематизовано основні напрями використання автоматизованих та інформаційних систем з цифровими зображеннями для отримання вимірювальної інформації про характеристики зразків та виробів з природного каменю в гірничо-геологічній галузі. Це дозволяє підвищити ефективність гірничих робіт з відкритої розробки родовищ природного каменю, точність визначення характеристик зразків та виробів, підвищити якість та конкурентоспроможність промислової продукції підприємств з видобування й обробки блочного природного каменю.

No abstract

Інформаційні технології здатні забезпечити людину необхідною інформацією про стан об’єктів, що контролюються, в складних умовах її роботи. Це можуть бути виробничі об’єкти, що мають властивості, видимі тільки в певному спектральному діапазоні випромінювань. Комп’ютеризовані інформаційно-вимірювальні системи, що побудовані на основі формування та програмно-алгоритмічної обробки тепловізійних та спектральних зображень, можуть забезпечити отримання інформації про геометричні параметри та поточне положення виробничих об’єктів, виявлення дефектів виробів, а також формування керуючих впливів на технологічне обладнання. Спостереження та контроль за різноманітними об’єктами враховує визначення геометричних параметрів цих об’єктів, їх переміщень та інших параметрів руху. Для цього потрібно враховувати особливості фізичних принципів роботи тепловізора та/або спектральної камери, що є в цьому випадку пристроями формування зображень. Основними методами попередньої обробки зображень є покращення зображень (фільтрація шумів та відновлення динамічних викривлень), бінаризація та морфологічні операції на виділених контурах та об’єктах. Визначено, що для тепловізійних зображень найбільше підходить сегментація за методом Оtsu, сегментація за методом k-середніх та сегментація за текстурою. Для тепловізійних зображень морфологічна обробка застосовується для замикання контурів, потовщення ліній, заповнення областей та побудови остова. Такі морфологічні операції дозволяють підвищити якість розпізнавання об’єктів та точність визначення їх геометричних параметрів за рахунок програмно-алгоритмічної компенсації викривлень, обумовлених неідеальністю умов формуванням зображень за допомогою тепловізора та/або спектральної камери. Також ці методи забезпечують виділення пов’язаних компонентів та визначення форми об’єктів на зображенні.