Введение
1 Методы получения изображения с использованием зондирующего лазерного излучения (обзор итературы) 11
1.1 Лазерные методы и системы видения 11
1.1.1 Классификация и особенности построения лазерных систем видения 11
1.1.2 Примеры практической реализации лазерных систем видения 20
1.1.2.1 Двухчастотная лазерная система видения с импульсным подсветом 20
1.1.2.2.Лазерная система видения с повышенной обнаружительной способностью 27
1.1.3 Наблюдение подводных объектов с помощью лазерных систем видения 32
1.2 Лазерные методы диагностики объектов 39
1.2.1 Теневые методы 39
1.2.1.1 Проекционный метод 39
1.2.1.2 Метод Теплера 42
1.2.2 Интерференционные методы 48
1.2.3 Голографические методы 54
1.3 Лазерная спекл - интерферометрия 57
2 Визуализация оптических неоднородностеи телевизионно-теневым методом 65
2.1 Портативный лазерно-телевизионный визуализатор «Луч-К» 65
2.1.1 Физические основы телевизионно-теневого метода 65
2.1.2 Описание конструкции лазерно-телевизионного визуализатора 68
2.1.2.1 Оптический модуль 68
2.1.2.2 Теневая телевизионная камера 68
2.1.2.3 Видеопросмотровое устройство (ВПУ) 70
2.1.2.4 Анализ чувствительности ЛТС 72
2.1.3 Примеры визуализации оптических неоднородностей 73
2.1.3.1 Визуализация воздушных конвективных потоков 73
2.1.3.2 Визуализация процессов растворения 75
2.1.3.3 Визуализация свищей 75
2.1.3.4 Визуализация оптических неоднородностей стекол и прозрачных кристаллов 77
2.1.3.5 Визуализация биологических объектов 78
2.1.3.6 Визуализация аэрозолей (пыли) 78
2.2 Визуализация и обработка теневых изображений пограничных слоев численными методами 80
2.2.1 Оптические свойства теплового пограничного слоя 80
2.2.2 Методика и результаты экспериментальных исследований 82
2.2.3 Моделирование тепловой структуры пограничного слоя численными методами 87
2.2.4. Телевизионное измерение скорости потока с использованием тепловых меток 93
2.3 Разработка методики визуализации и измерения характеристик направленных потоков аэрозольных сред 101
2.3.1 Измерительный стенд для проведения исследований 101
2.3.2 Исследование возможности визуализации процесса распыления жидкости с помощью теневых методов 102
2.3.2.1 Проекционный теневой метод 102
2.3.2.2 Метод Теплера 105
2.3.3 Разработка методов измерения характеристик распыла 105
2.3.3.1 Ручной метод 107
2.3.3.2 Автоматический метод 107
2.3.4 Разработка методики измерения скорости движения капель распыляемой жидкости 110
2.4 Мгновенный контурный анализ шероховатых объектов 115
2.4.1 Применение ЛТС «Луч» для получения контуров шероховатых объектов 115
2.4.2 Разработка методики контурного анализа ворсистых нитей 117
Выводы по главе 2 123
3 Метод совмещенной сетки в задачах исследования температурных полей конвективных потоков 124
3.1 Метод расфокусированных решеток в лазерно-телевизионных системах 124
3.1.1 Общие сведения 124
3.1.2 Теоретические основы методов 126
3.1.3 Особенности построения оптических схем 129
3.2 Лабораторный измерительный стенд для проведения исследований 130
3.2.1 Описание принципа работы стенда 130
3.2.2 Особенности конструкции стенда 132
3.2.3 Разработка требований по метрологическому обеспечению СЛТС. 135
3.3 Визуализация и обработка изображения методом совмещенной сетки 136
3.3.1 Исследование процессов визуализации 136
3.3.2 Разработка программного обеспечения «ТеплоVision» 139
3.3.2.1 Задача классификации теневого изображения узлов решетки 139
3.3.2.2 Определение точных координат теневых изображений узлов решетки 143
3.3.2.3 Описание программы «TermoVision» 146
3.3.2.4 Управление периферией 151
4 Экспериментальные исследования тепловой структуры конвективных потоков в жидкостях и газах 154
4.1 Исследование процессов свободной конвекции в воде 154
4.1.1 Визуализация 154
4.1.2 Тестирование программного обеспечения 156
4.2 Исследование процессов свободной конвекции в воздухе 162
4.3 Визуализация и исследование тепловой структуры пламени 166
Выводы по главе 4 171
Заключение 172
Список научных трудов 174
Свидетельства и патенты 176
Тезисы докладов 176
Список литературы 179
Приложение А
