Методы и алгоритмы прецизионного измерения дальности в активно-импульсных телевизионных измерительных системах

Актуальность работы
Современные технологии позиционирования объектов в пространстве
включают в себя множество задач к которым можно отнести определение
координат объектов, габаритов, скорости их перемещения. Актуальной задачей
является дистанционное измерение дальности до объектов наблюдения.
Вычисление дистанции до объекта для каждой точки его плоского изображения
позволяет построить трехмерную картину положения объекта в пространстве.
Активный метод определения дальности может быть успешно применен для
разработки систем, позволяющих оценивать дистанцию до объектов наблюдения.
К таким системам относятся активно-импульсные телевизионные измерительные
системы (АИ ТИС), основным применением которых является обнаружение и
распознавание объектов в сложных условиях видения (дым, туман, дождь,
снег и т.п.).
Принцип работы АИ ТИС заключается в подсвете объектов интереса
лазерным излучателем и приеме отраженного излучения с задержками,
соответствующими времени прохождения света до объекта и обратно. Таким
образом, фотоприемник системы принимает световое отражение лишь от объектов
интереса, при этом игнорируя отражение от помех. Такая особенность позволяет
отсечь помеху обратного рассеяния в виде отраженного светового излучения от
пыли, тумана, снега и т.п. Подавление помехи обратного рассеяния является одним
из основных достоинств таких систем. Этот метод обеспечивает визуализацию
пространства в виде узкого слоя, отсекая при этом близкие помехи и фон за
объектом. Полученное изображение дает информацию об отражательной
способности наблюдаемого объекта и расстоянии до него.
Конструктивные особенности и принципы работы АИ ТИС дают
возможность измерять расстояния до объектов. Существующие способы
определения дальности не соответствуют требованиям по точности измерений.
Таким образом, поиск новых способов и алгоритмов прецизионного измерения
дальности в АИ ТИС является весьма актуальной задачей.
Задачи, решаемые АИ ТИС, определяют основные сферы применения таких
систем, к которым относятся навигация беспилотных транспортных средств,
обеспечение безопасности вождения транспортных средств в сложных условиях
видения, проведение поисково-спасательных работ, ориентирование на местности
и многие другие.
Степень разработанности темы исследования
В настоящее время ведутся исследования как в области разработки АИ ТИС,
так и в области методов и алгоритмов для измерительных приложений, основанных
на использовании таких систем. Исследованиям АИ ТИС посвящены работы
многих известных отечественных и зарубежных ученых, таких как:
А.А. Лебедев, А.А. Голицын, А.А. Манцветов, А.К. Цыцулин, В.В. Белов,
В.Г. Волков, В.В. Тарасов, И.Л. Гейхман, М.М. Бутслов, П.А. Дегтярев, П.Д.
Гиндин, Ю.Г. Якушенков, Ю.К. Грузевич, Ю.Р. Кирпиченко, В.В. Капустин, D.B.
Neumann, H. Heiselberg, L.F. Gillespie, M. Laurenzis, N.S. Kopeika, P. Mariani, S.Y.
Chua, X. Wang.
Однако существующие методы и алгоритмы измерения дальности в АИ ТИС
имеют небольшой диапазон измерения дальности (от 0,5 м до 5 м) и точность
измерения ±0,05 м, при этом имеют ярко выраженную зависимость точности
измерений от форм управляющих импульсов и стабильности их временных
параметров. Существующие методы и алгоритмы измерения дальности,
обеспечивающие измерения в большом диапазоне (от 10 м до 100 м) имеют низкую
точность измерения ±1 м.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования являются активно-импульсные телевизионные
измерительные системы. Предметом исследования являются методы и алгоритмы
измерения дальности в активно-импульсных телевизионных измерительных
системах.
Цель и задачи диссертационной работы
Цель диссертационной работы – разработка методов и алгоритмов
прецизионного измерения дальности в активно-импульсных телевизионных
измерительных системах.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи.
1. Разработать прецизионный метод измерения дальности в АИ ТИС с
широким диапазоном определения расстояний до наблюдаемых объектов,
обладающий невосприимчивостью к формам управляющих импульсов и
нестабильностям их временных параметров.
2. Разработать программные модули для моделирования методов измерения
дальности в АИ ТИС.
3. Провести моделирование известных, а также разработанного метода
измерения дальности в АИ ТИС с учетом неидеальности форм управляющих
импульсов, нестабильности их временных параметров и шума фотоприемника.
4. Провести экспериментальные исследования разработанного метода
измерения дальности на макете АИ ТИС.
5. Разработать метод дополнительного повышения точности измерения с
использованием коррекции нелинейности измерительной функции.
6. Провести экспериментальные исследования разработанного метода с
дополнительным алгоритмом повышения точности измерения за счет коррекции
нелинейности измерительной функции.
Научная новизна
1. Разработан многозонный метод измерения дальности в АИ ТИС,
отличающийся использованием нормированной динамической экспозиции
фотоприемника по дальности, который позволяет увеличить диапазон определения
расстояний до наблюдаемых объектов при заданной точности.
2. Разработан алгоритм коррекции нелинейности измерительной функции в
многозонном методе измерения дальности, основанный на оптимальном выборе
значений задержек импульсов стробирования фотоприемника для формирования
его динамической экспозиции по критерию минимума среднеквадратической
ошибки.
3. Определена потенциальная точность измерения дальности многозонным
методом в АИ ТИС, с учетом форм импульсов подсвета пространства и
стробирования фотоприёмника, нестабильностей их временных параметров, а
также влияния шума фотоприемника, что подтверждает возможность построения
прецизионных «карт глубин» пространства.
Методы исследования
В диссертационной работе применены экспериментальные и теоретические
методы, заключающиеся в получении основных характеристик расчётным путём и
последующем сравнении полученных данных с результатами натурных испытаний.
Среди методов исследования применялись: теория математической статистики,
методы цифровой обработки изображений, математическое моделирование.
Достоверность результатов
Достоверность результатов обусловлена методологической
обоснованностью исходных теоретических положений, обеспечена организацией
опытно-экспериментальной работы с применением методов адекватных предмету,
целям и задачам исследования, обеспечена согласованностью теоретических
положений и выводов с экспериментальными данными и результатами,
подтверждена устойчивой повторяемостью основных результатов научных
исследований.
Теоретическая значимость
1. Предложено аналитическое выражение для вычисления дальности до
объектов многозонным методом измерения дальности в АИ ТИС.
2. Предложен алгоритм коррекции нелинейности измерительной функции в
многозонном методе измерения дальности.
3. Предложен алгоритм вычисления формы суммарной зоны видения для
коррекции нелинейности измерительной функции в многозонном методе
измерения дальности.
Практическая значимость
1. Практическое использование разработанного многозонного метода
измерения дальности в АИ ТИС позволяет уменьшить влияние форм и
нестабильности временных параметров импульсов подсвета пространства и
стробирования фотоприемника на точность измерения дальности до объектов
наблюдения.
2. Реализована программная модель измерения дальности в АИ ТИС,
учитывающая формы и нестабильность временных параметров импульсов
подсвета пространства и стробирования фотоприемника.
3. Показана возможность повышения точности измерения дальности
многозонным методом за счет коррекции нелинейности измерительной функции.
Положения, выносимые на защиту
1. Разработанный многозонный метод измерения дальности в АИ ТИС
позволяет повысить точность определения расстояний до наблюдаемых объектов в
заданном диапазоне, в частности, при длительности импульса подсвета
пространства 30 нс и импульса стробирования фотоприемника 130 нс в диапазоне
измерения расстояний от 8 м до 22 м для 20-ти зонного метода измерения дальности
получена точность 0,17 м, а в известном методе корреляции «расстояние-
интенсивность» точность составила 0,88 м.
2. Разработанный алгоритм коррекции нелинейности измерительной
функции многозонного метода измерения дальности в диапазоне от 8 м до 20 м
позволяет повысить точность измерения дальности в 2,5 раза, что подтверждено
натурным экспериментом, в котором среднеквадратическая ошибка до коррекции
составила 0,165 м, а после коррекции 0,066 м.
3. Потенциальная точность измерения дальности до объектов наблюдения 20-
ти зонным методом в АИ ТИС составляет 10-3 м с учетом реальных форм и
нестабильностей временных параметров импульсов подсвета пространства и
стробирования фотоприёмника, что подтверждено результатами компьютерного
моделирования.
Личный вклад автора
Задачи исследования были сформулированы совместно с научным
руководителем работы, который оказывал консультативное содействие и
осуществлял верификацию результатов в процессе выполнения работы. Личный
вклад автора состоит в планировании и проведении экспериментальных
исследований, анализе и интерпретации полученных результатов, формулировании
выводов, разработке программного обеспечения, подготовке и публикации
докладов и статей. Все результаты получены автором лично или совместно с
соавторами при его непосредственном участии.
Использование результатов исследования
1. Проведение комплексных испытаний активно-импульсной телевизионной
измерительной системы (АИ ТИС) и системы построения ортофотопланов
местности беспилотным воздушным судном (СПОМБВС) на полигоне НИИ РТС
ТУСУР.
2. НИР «Прецизионное томографическое видение объектов телевизионными
измерительными системами с активно-импульсным подсветом пространства»,
грант РФФИ по научному проекту № 19-37-90141, 2019–2021 гг.
3. НИР «Выявление новых подходов к совершенствованию обеспечения
электромагнитной совместимости радиоэлектронной аппаратуры и моделирования
систем активного зрения роботов» (шифр проекта 8.9562.2017/БЧ), 2017–2019 гг.
4. Проведение натурных испытаний лабораторного макета АИ ТИС с
установкой на разработанный силами Альянса “Техническое зрение” в городе
Томске беспилотный автомобиль, который в декабре 2019 г. принял участие в
конкурсе «Зимний город» на полигоне в подмосковном городе Дмитров.
5. Проведение натурных испытаний лабораторного макета АИ ТИС в
сложных условиях видения при низкой прозрачности среды распространения
оптического излучения совместно с ООО «Софт Кристалл» г. Томск.
Апробация результатов исследования
Основные положения данной работы докладывались и обсуждались в
следующих конференциях.
1. Международная научно-практическая конференция «Распознавание 2017»,
Курск, 2017.
2. Международная научно-практическая конференция «Распознавание 2018»,
Курск, 2018.
3. XIV Международная научно-практическая конференция «Электронные
средства и системы управления», Томск, 2018.
4. XV Международная научно-практическая конференция «Электронные
средства и системы управления», Томск, 2019.
5. XVI Международная научно-практическая конференция «Электронные
средства и системы управления», Томск, 2020.
6. 28-ая Международная конференция по компьютерной графике, обработке
изображений и машинному зрению «Графикон 2018», Томск, 2018.
7. International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information
Sciences (SIBIRCON), Томск, 2019.
8. 21st International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies
and Electron Devices (EDM), Russia, 2020.
Публикации
По результатам исследований опубликовано 18 работ: 3 статьи в журналах из
перечня ВАК, 1 статья в журнале, проиндексированном в Scopus, 1 свидетельство
о государственной регистрации программы для ЭВМ, 13 докладов в трудах
международных конференций, 7 из которых проиндексированы в
наукометрических базах Scopus и Web of Science,
Краткое содержание работы
В главе 1 выполнен аналитический обзор литературы по теме
диссертационного исследования, описаны особенности построения и принципы
работы АИ ТИС, а также методы измерения дальности в АИ ТИС, сформулирована
цель исследования и определены задачи исследования.
Во второй главе описан разработанный многозонный метод измерения
дальности в АИ ТИС, а также алгоритм повышения точности измерения дальности
многозонным методом.
В главе 3 дана оценка влияния формы оптического импульса и количества
активных зон видения (АЗВ) на потенциальную точность многозонного метода.
Приведены результаты моделирования влияния шума фотоприемника и джиттера
длительности импульса подсвета пространства (ИПП) на потенциальную точность
измерения дальности многозонным методом. Приведено описание разработанного
программного обеспечения для компьютерного моделирования процессов
формирования зон в АИ ТИС и методов измерения дальности.
В главе 4 дано описание макета АИ ТИС и представлены результаты
экспериментальных исследований измерения дальности многозонным методом.
Также представлены результаты экспериментального исследования алгоритма
повышения точности измерения дальности многозонного метода. Представлены
результаты экспериментального исследования влияния шума фотоприемника на
точность измерения дальности многозонным методом. Приведены результаты
испытания макета АИ ТИС и измерения им дальности на полигоне НИИ РТС
ТУСУР. Представлены изображения некоторых объектов на полигоне и
полученные с помощью АИ ТИС «карты глубин» пространства. Представлено
описание испытаний макета АИ ТИС в условиях пониженной прозрачности среды
распространения оптического излучения проведенного в БАК Института оптики и
атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН.
1 Активно-импульсные телевизионные измерительные системы

Далее сформулированы основные результаты работы, подтверждающие
достижение цели исследования по разработке методов прецизионного измерения
дальности в активно-импульсных телевизионных измерительных системах (АИ
ТИС).
1. Разработан и исследован многозонный метод измерения дальности
(ММИД) для АИ ТИС.
2. Проведено компьютерное моделирование ММИД в АИ ТИС, которое
подтверждает достоверность данного метода измерения дальности в АИ ТИС. При
моделировании ММИД получены результаты для разного количества активных зон
видения (АЗВ). При этом установлено, что при увеличении количества локальных
АЗВ в ММИД абсолютная ошибка определения дальности уменьшается и
достигает миллиметровой точности при количестве локальных АЗВ равным 10.
Проведено моделирование влияния шума фотоприемника и нестабильности
временных параметров ИПП и ИСФ в АИ ТИС.
3. Предложен способ повышения линейности измерительной функции в
ММИД, позволяющий повысить точность измерения дальности до объектов в 2,5
раза.
4. Разработано программное обеспечение «Вычислитель активных зон
видения томографических систем», позволяющее также производить
моделирование ММИД и оценивать его характеристики точности при различных
параметрах и формах ИПП и ИСФ АИ ТИС. На данную программу получено
свидетельство о регистрации программы для ЭВМ (№ 2021610608).
5. Разработан блок формирования сигналов на программируемой логической
интегральной схеме (ПЛИС) для управления фотоприемником и устройством
подсвета АИ ТИС. Особенностью разработанного блока управления является
прецизионный шаг установки задержек и длительностей формируемых импульсов
равный 100 пс.
6. Проведены натурные испытания ММИД с использованием предложенного
алгоритма коррекции нелинейности и без него. При этом для ММИД
использующего 20 локальных активных зон видения (АЗВ) на трассе
протяженностью от 8 м до 20 м среднеквадратическая ошибка измерения дальности
составила 0,16 м, а с коррекцией линейности измерительной функции 0,06 м.
Проведены экспериментальные исследования влияния шума фотоприемника с
использованием макета АИ ТИС на точность измерения дальности в ММИД.
Таким образом, в диссертационной работе в соответствии с
сформулированной целью содержится решение задач по разработке методов
прецизионного измерения дальности в АИ ТИС, имеющих существенное значение
для отрасли знаний фотоники и оптико-электронного приборостроения.
Рекомендации по использованию результатов исследования:
1. Для уменьшения влияния форм и стабильности временных параметров
ИПП и ИСФ на точность измерения дальности в АИ ТИС рекомендуется
использовать ММИД.
2. Для повышения точности измерения дальности в ММИД рекомендуется
использовать алгоритм коррекции нелинейности измерительной функции путем
внесения предыскажёний формы измерительной АЗВ в ММИД.
Дальнейшим развитием исследований в данном направлении является
разработка методов и алгоритмов прецизионного измерения дальности в условиях
низкой прозрачности среды распространения оптического излучения.
Сокращения, обозначения, термины и определения

АИ ТИС – активно-импульсная телевизионная измерительная система
АБГШ – аддитивный белый гауссов шум
АЗВ – активная зона видения
ДМИД – двухзонный метод измерения дальности
ИЛПИ – импульсный лазерный полупроводниковый излучатель
ИПП – импульс подсвета пространства
ИСФ – импульс стробирования фотоприемника
КМОП – комплементарная структура «металл-оксид-полупроводник»
МДП – металл-диэлектрик-полупроводник
МКП – микроканальная пластина
ММИД – многозонный метод измерения дальности
ПЗС – прибор с зарядовой связью
ПЛИС – программируемая логическая интегральная схема
ПО – программное обеспечение
ПНВ – прибор ночного видения
ТС – телевизионная система
СКО – среднеквадратическое отклонение
ЭОП – электронно-оптический преобразователь

Волков, В.Г. Техническое зрение / В.Г. Волков, П.Д. Гиндин. – Инновации.
– М.: ТЕХНОСФЕРА, 2014. – 840 с.
Гейхман, И.Л. Основы улучшения видимости в сложных условиях /
И.Л. Гейхман, В.Г. Волков. – М.: ООО «Недра-Бизнессцентр», 1999. – 286 с.
Волков, В.Г. Активно-импульсные приборы наблюдения / В.Г. Волков //
Вопросы оборонной техники. – 1994. – Вып. 3-4 (142-143). – С. 18-25.
Волков, В.Г. Малогабаритные телевизионные системы. Обзор по
материалам отечественной и зарубежной печати за 1980-2000 г. / В.Г. Волков //
№5591. – М.: НТЦ «Информтехника», 2000. – 156 с.
Карасик, В.Е. Лазерные системы видения: учебное пособие / Карасик В.Е.,
Орлов В.М. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 352 с.
Kapustin, V., Movchan, A., Kuryachiy, M., & Chaldina, E. (2020, March).
Active-pulse television measuring systems images space-time filtration by range. In:
Journal of Physics: Conference Series, vol. 1488, p. 012032.
Белов, В.В. Активные ТВ-системы видения с селекцией фонов рассеяния /
В.В. Белов и др. // Датчики и системы. – 2012. – №. 3. – С. 25.
Busck, J. & Heiselberg, H. (2004). Gated viewing and high-accuracy three-
dimensional laser radar. Applied optics, 43(24), pp. 4705-4710.
Sun, H. Y., Guo, H. C., & Li, Y. C. (2009, August). Performance analysis of
range-gated active imaging system. In International Symposium on Photoelectronic
Detection and Imaging 2009: Laser Sensing and Imaging (Vol. 7382, p. 73822E).
International Society for Optics and Photonics.
Laurenzis, M., Christnacher, F., Monnin, D., & Zielenski, I. (2010, April). 3D
range-gated imaging in scattering environments. In: Laser Radar Technology and
Applications XV, vol. 7684, p. 768406.
Artamonov, S. I., Gryaznov, N.A., Kharlamov, V.V., Romanov, N.A., &
Sosnov, E.N. (2017). Analytical Review of the Development of Laser Location Systems.
In: Indian Journal of Science and Technology, 10 (15).
Wang, X., Cao, Y., Cui, W., Liu, X., Fan, S., Zhou, Y., & Li, Y. (2014,
December). Three-dimensional range-gated flash LIDAR for land surface remote
sensing. In Land Surface Remote Sensing II (Vol. 9260, p. 92604L). International Society
for Optics and Photonics.
Gruber, T., Julca-Aguilar, F., Bijelic, M., & Heide, F. (2019). Gated2depth:
Real-time dense lidar from gated images. In: Proceedings of the IEEE International
Conference on Computer Vision, pp. 1506-1516.
Baranov, P., Tsytsulin, A., Kurnikov, A., & Chrnogubov, A. (2019, October).
3D Imaging Method Based on CCD in the Ultra-Small Integration Time Mode. In: 2019
International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences
(SIBIRCON), pp. 0725-0728.
Amzajerdian, F., Roback, V. E., Bulyshev, A., Brewster, P. F., & Hines, G.D.
(2016). Imaging flash lidar for autonomous safe landing and spacecraft proximity
operation. In AIAA SPACE 2016 (p. 5591).
Roback, V.E., Amzajerdian, F., Bulyshev, A.., Brewster, P., & Barnes, B.W.
(2016, May). 3D flash lidar performance in flight testing on the morpheus autonomous,
rocket-propelled lander to a lunar-like hazard field. In: Laser Radar Technology and
Applications XXI, vol. 9832, p. 983209.
Сергеев, В.А. Лидар / В.А. Сергеев, С.А. Микаева // Наука. Исследования.
Практика. – 2020. – С. 165-166.
LiDAR-сканерыотPepperl+Fuchsвавтоматизации/ООО
«Пепперл+Фукс Аутомейшн». – Журнал “ИСУП”. – № 2(86) . – 2020.
Chua, S.Y., Wang, X., Guo, N., Tan, C.S., Chai, T.Y., & Seet, G.L. (2016).
Improving three-dimensional (3D) range gated reconstruction through time-of-flight
(TOF) imaging analysis. In: Journal of the European Optical Society-Rapid
Publications, pp. 11.
Chua, S.Y., Chew, K.W., Guo, N., & Wang, X. (2018, April). Three-
dimensional (3D) Reconstruction of Range Gated Imaging. In: 2018 IEEE 7th
International Conference on Photonics (ICP), pp. 1-3.
Bonnier, D., & Larochelle, V. (1996, June). Range-gated active-imaging
system for search-and-rescue and surveillance operations. In Infrared technology and
Applications XXII (Vol. 2744, pp. 134-145). International Society for Optics and
Photonics.
Kapustin, V.V., Movchan, A. K., Zaytseva, E. V., & Kuryachy, M. I. (2018).
Active pulse television measuring systems for ensuring navigation of transport means in
heavy weather conditions. Transportation systems and technology, 4(1), pp. 68-83.
Gorobets, V.A., Kabashnikov, V.P., Kuntsevich, B.F., Metelskaya, N.S., &
Shabrov, D.V. (2016). Visibility Zone of Active-Pulse Vision Systems When Observing
Along Inclined Paths. Journal of Applied Spectroscopy, 83(1), pp. 93-99.
Xinwei, W., Yan, Z., Songtao, F., Yuliang, L., & Hongjun, L. (2009). Echo
Broadening Effect in Range-Gated Active Imaging Technique. In Proceedings of SPIE,
the International Society for Optical Engineering. Society of Photo-Optical
Instrumentation Engineers.
Капустин, В.В. Активно-импульсные телевизионные измерительные
системы с повышенной устойчивостью к оптическим помехам: диссертация на
соискание ученой степени кандидата технических наук: 27.12.17 / Капустин
Вячеслав Валериевич.– Томск, 2017 – 118 с.
Kapustin, V., Movchan, A., & Kuryachiy, M. (2017, June). Vision area
parameters analysis for active-pulse television-computing systems. In 2017 International
SiberianConferenceonControlandCommunications(SIBCON)
(pp. 1-5). IEEE.
Кирпиченко, Ю.Р. Минимизация искажений в процессе преобразования
изображения с экрана ЭОП в видеосигнал / Ю.Р. Кирпиченко // Электронные
средства и системы управления. – 2012. – № 2. – С. 150-154.
Особенностипостроенияоптическихсистемнизкоуровневых
телевизионных камер / В.В. Бузук, С.А. Вергилес, А.В. Гусаченко и др.// Вестник
СГГА – выпуск 7 – 2002. – С.152 – 156.
Бегучев В.П. Электронно-оптические преобразователи. Состояние и
тенденции развития / В.П. Бегучев А.М. Филачев, А.Л. Чапкевич // Прикладная
физика. – 1999. – № 2. – С. 132 – 139.
Грузевич, Ю.К. Оптико-электронные приборы ночного видения /
Ю.К. Грузевич – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2014. – 276 с.
Николаев, Д.Н. Электронно-оптические преобразователи. История
развития и виды поколений / Д.Н. Николаев // Доклады Томского государственного
университета систем управления и радиоэлектроники. – 2007. – №1(15) – C. 29 – 33.
Электронно-оптические преобразователи [Электронный ресурс]. –
Режим доступа: http://katodnv.com/ru/catalog (дата обращения: 18.08.21 г.).
Волков, В.Г. Приборы ночного видения новых поколений / В.Г. Волков //
Специальная техника. -2001.- №5.- С. 2 – 8.
Стробирование ICCD [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.dsioffe.narod.ru/articles/iccdgating/iccdgating.htm(датаобращения:
18.08.21 г.).
Крутик, М.И. Многоканальные программно-управляемые электронно-
оптическиекомплексыдляскоростнойрегистрациисерииизображений
быстропротекающего процесса [Электронный ресурс] / М.И. Крутик // – Режим
доступа: http://www.videoscan.ru/page/711 (дата обращения: 18.08.21 г.).
Самойлов, Ф. Эволюция формирователей изображения на приборах с
зарядовой связью / Ф. Самойлов // Техника кино и телевидения. – 1994. – №1. –
С. 22 – 34.
Твердотельныетелекамеры:накоплениекачестваинформации/
А.К. Цыцулин //Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – 2014. – 272 с.
Ильин, А.А. Принцип работы и устройство активно-пиксельных датчиков
[Электронный ресурс] / А.А Ильин, А.М. Овчинников, М.Ю. Овчинников // –
Режимдоступа:http://www.keldysh.ru/papers/2003/prep85/prep2003_85.html,
свободный (дата обращения: 18.08.21 г.).
Кирпиченко, Ю.Р. Видеоинформационные системы наблюдения и
контроля при сложных условиях видимости / Ю.Р. Кирпиченко, М.И. Курячий,
И.Н. Пустынский // Доклады ТУСУР. – 2012. – № 2(26). – Ч. 1. – С. 105–110.
Волков, В.Г. Лазерные полупроводниковые излучатели для приборов
ночного видения / В.Г. Волков // Полупроводниковая светотехника. – 2012.- №
1.– С. 45 – 50.
Волков, В.Г. Светодиодные излучатели для приборов ночного видения /
В.Г. Волков // Полупроводниковая светотехника. – 2011. – Т.3. – № 11. – С. 49 – 53.
Волков, В.Г. Светодиодные излучатели для телевизионных систем /
В.Г. Волков // Полупроводниковая светотехника. – 2011.- Т.4. – № 12. – С. 54 – 59.
НПП НАНОСКАН: Продукция [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://nanoscan.su/catalog/active/ (дата обращения: 18.08.21 г.).
Системы ночного вождения [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://katodnv.com/ru/catalog (дата обращения: 18.08.21 г.).
Волков, В.Г. Твердотельные лазеры с накачкой мощными лазерными
диодами, используемые в системах обеспечения безопасности/ В.Г. Волков //
Системы управления, связи и безопасности. – 2016.– № 2 .– С. 142 – 181.
ARGC-2400[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
http://www.obzerv.com/products/land-systems/argc-2400 (дата обращения 18.08.21 г.)
Тарасов, В.В. Инфракрасные системы «смотрящего» типа / В.В. Тарасов,
Ю.Г. Якушенков – М.: Логос, 2004. – 444 с.
Тарасов, В.В. Введение в проектирование оптико-элетронных приборов:
системный подход: Учебник / В.В. Тарасов, Ю.Г. Якушенков; под ред. Ю.Г.
Якушенкова. – М: Университетская книга, 2016. – 488 с.
Способ активно-импульсного видения [Текст]: патент РФ RU 2657292 C1
/ Голицын А.А., Сейфи Н.А.; заявитель и патентообладатель ИФП СО РАН – заявка
№ 2017100286; заявл. 09.01.2017; опубл. 13.06.2018; Бюл. № 17.
Голицын,А.А.Активно-импульсныйметоднаблюденияс
использованием ПЗС-фотоприемника со строчным переносом / А.А. Голицын, Н.А.
Сейфи // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2017. – Т. 60. –
№ 11. – С. 1040–1047.
Алантьев, Д.В. Способ активно-импульсного видения с электронным
затвором на CCD-фотоприемнике / Д.В. Алантьев, А.А. Голицын, А.В. Голицын,
А.Г. Паулиш, Н.А. Сейфи, С.Д. Чибурун // Письма в журнал технической физики.
– 2018. – Т. 44. – № 13. – С. 3–9.
Голицын, А.А. Реализация активно-импульсного режима на ПЗС-матрице
/ А.А. Голицын, Н.А. Сейфи // Прикладная физика. – 2018. – № 1. – С. 78–83.
Портативный активно-импульсный прибор наблюдения / Д.В. Алантьев,
А.А.Голицын,А.В.Голицын,Н.А.Сейфи//Изв.вузов.
Приборостроение. – 2018. – Т. 61.- № 6. – С. 507—512.
CAT EYE [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.lheritier-
alcen.com/en/cat-eye (дата обращения 18.08.21 г.).
BrightEye[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
http://www.brightwayvision.com/products/#brighteye-sample(датаобращения
18.08.21 г.).
Hype: Что такое ToF камера и зачем она нужна смартфону [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: https://hype.ru/@ns3230/chto-takoe-tof-kamera-i-zachem-
ona-nuzhna-smartfonu-eqn1iqxn (дата обращения: 18.08.21 г.).
Hagebeuker, D. I. B., & Marketing, P. (2007). A 3D time of flight camera for
object detection. PMD Technologies GmbH, Siegen, 2.
Klionovska, K., & Benninghoff, H. (2016). Visual navigation for rendezvous
and docking using PMD camera. In International Conference on Geographical
Information Systems Theory, Applications and Management (GISTAM).
Gokturk, S. B., Yalcin, H., & Bamji, C. (2004, June). A time-of-flight depth
sensor-system description, issues and solutions. In 2004 conference on computer vision
and pattern recognition workshop (pp. 35-35). IEEE.
Niclass, C. L., Rochas, A., Besse, P. A., & Charbon, E. (2004, February). A
CMOS single photon avalanche diode array for 3D imaging. In 2004 IEEE International
Solid-State Circuits Conference (IEEE Cat. No. 04CH37519) (pp. 120-517). IEEE.
Basler[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
https://www.baslerweb.com/en/sales-support/downloads/document-downloads/tof-
cameras-in-logistics-robotics-and-medicine/,свободный(датаобращения:
10.12.2021).
Волков, В.Г. Активно-импульсные ПНВ и тепловизионные приборы.
Анализ возможности применения / В.Г. Волков // Фотоника. – 2007. – № 4. – С. 24 –
28.
В. М. Белоконев, М. А. Баюканский, В. Г. Волков, В. Л. Саликов, С. А.
Украинский. Прикл. Физика. – 2007. № 5. С 127 – 129.
Дегтярев, П.А. Исследование и разработка устройств получения
видеосигнала в активно-импульсной телевизионной системе наблюдения: дис.
канд. тех. наук: 05.12.04 / Дегтярев Павел Алексеевич. – Томск, 2005. – 223 c.
Активно-импульсные системы видения и алгоритмы определения
расстояний до объектов / В.А. Горобец // Журнал прикладной спектроскопии. –
2014. – Т. 81. – №. 2. – С. 283-291.
Kabashnikov, V., & Kuntsevich, B. (2017). Distance determination based on
the delay time-intensity profile analysis in range-gated imaging. Applied optics, 56(30),
8378-8384.
Kabashnikov, V., & Kuntsevich, B. (2017, October). Method for distance
determination using range-gated imaging suitable for an arbitrary pulse shape. In Electro-
Optical and Infrared Systems: Technology and Applications XIV (Vol. 10433, p.
1043309). International Society for Optics and Photonics.
Göhler, B., & Lutzmann, P. (2010, October). Range accuracy of a gated-
viewing system compared to a 3D flash LADAR under different turbulence conditions.
In Electro-Optical Remote Sensing, Photonic Technologies, and Applications IV (Vol.
7835, p. 783504). International Society for Optics and Photonics.
Busck, J. (2005). Underwater 3-D optical imaging with a gated viewing laser
radar. Optical Engineering, 44(11), 116001.
Göhler, B., & Lutzmann, P. (2013, October). Range accuracy of a Gated-
Viewing system as a function of the gate shift step size. In Electro-Optical Remote
Sensing, Photonic Technologies, and Applications VII; and Military Applications in
Hyperspectral Imaging and High Spatial Resolution Sensing (Vol. 8897, p. 889708).
International Society for Optics and Photonics.
Andersen, J. F., Busck, J., & Heiselberg, H. (2013). Submillimeter 3-D laser
radar for space shuttle tile inspection. Danisch Defense Research Establishment,
Copenhagen, Denmark.
Xinwei, W., Yan, Z., Songtao, F., Jun, H., & Yuliang, L. (2011). Four-
dimensional flash trajectory imaging using time-delay-modulated range-gated viewing.
Optics letters, 36(3), 364-366.
Xinwei, W., Youfu, L., & Yan, Z. (2013). Triangular-range-intensity profile
spatial-correlation method for 3D super-resolution range-gated imaging. Applied optics,
52(30), 7399-7406.
Laurenzis, M., Christnacher, F., & Monnin, D. (2007). Long-range three-
dimensional active imaging with superresolution depth mapping. Optics letters, 32(21),
3146-3148.
Кабашников, В.П. Погрешность определения расстояний методами
корреляции расстояние-интенсивность для непрямоугольной формы импульса
подсветки/В.П.Кабашников,Б.Ф.Кунцевич//Журналприкладной
спектроскопии. – 2018. – 85(4) – С. 645-651.
Xiuda, Z., Huimin, Y., & Yanbing, J. (2008). Pulse-shape-free method for long-
range three-dimensional active imaging with high linear accuracy. Optics letters, 33(11),
1219-1221.
Jin, C., Sun, X., Zhao, Y., Zhang, Y., & Liu, L. (2009). Gain-modulated three-
dimensional active imaging with depth-independent depth accuracy. Optics Letters,
34(22), 3550-3552.
Tian, Z., Yang, G., Zhang, Y., Cui, Z., & Bi, Z. (2021). A range-gated imaging
flash Lidar based on the adjacent frame difference method. Optics and Lasers in
Engineering, 141, 106558.
Movchan, A. K. et al. Multi-Area Range Measurement Method Using Active-
Pulse Television Measuring Systems //2020 21st International Conference of Young
Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM). – IEEE, 2020. –
рp. 293–297.
Мовчан А. К. Методы и алгоритмы прецизионного измерения дальности
активно-импульсными телевизионными измерительными системами / Мовчан
А.К., Капустин В.В., Курячий М.И., Чалдина Е.С.// Доклады ТУСУР. – 2020. – Т.
23, № 2. – С. 7–14.
Movchan, A., Kapustin, V., Kuryachiy, M., & Chaldina, E. (2020). Statistical
Analysis and Experimental Evaluation of Active-Pulse Television Measuring Systems
Vision Zone Shapes. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1488, p. 012006).
Мовчан А.К. Статистический анализ и экспериментальная оценка форм
зон видения активно-импульсных телевизионных измерительных систем / А.К.
Мовчан, В.В. Капустин, М.И. Курячий, Е.С. Чалдина // Электронные средства и
системыуправления:материалыдокладовXVМеждународнойнаучно-
практической конференции (20–22 ноября 2019 г.): в 2 ч. – Ч. 2. – Томск: В-Спектр,
2019. – С. 188-192.
Movchan, A. K., Kapustin, V. V., Kuryachiy, M. I. (2018). Methods and means
of tomographic vision of space by active-pulse television measurement systems. In
GraphiCon 2018-28th International Conference on Computer Graphics and Vision (pp.
222-225).
Movchan, A.K. Study of the Time-of-Flight Method for Measuring Distances
to Objects Using an Active-Pulse Television Measuring System / E.S. Chaldina, Movchan
A.K., Kapustin V.V. – 2019 International Multi-Conference on Engineering, Computer
and Information Sciences (SIBIRCON), 2019.
Конюхов А.Л. Критерии оценки отношения сигнал/шум в активно-
импульсных телевизионно-вычислительных системах / А.Л Конюхов, А.Г.
Костевич, М.И. Курячий // Доклады Томск. гос. университета систем управления и
радиоэлектроники. – 2012. – № 2(26). – Ч. 1. – C. 111–115.
Кирпиченко, Ю.Р. Исследование влияния режимов питания ЭОП на
динамический диапазон активно-импульсной телевизионной системы / Ю.Р.
Кирпиченко // Доклады ТУСУР. – 2012. – № 2(26). – Ч. 1. – С. 100–104.
Гурский, Е.И. Теория вероятностей с элементами математической
статистики: учебное пособие для втузов / Е.И. Гурский. – М: «Высшая школа»,
1971. – 328 с.
Королев,А.С.Влияниеджиттеранаработусовременных
высокоскоростныхцифровыхустройствобработкисигналов//Вестник
Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. – 2015. – №.
8 (91).
Агеева, Н.Н. Математический алгоритм устранения джиттера при
измерении с помощью электронно-оптических камер усредненной хронограммы
пикосекундного импульса света / Н.Н. Агеева, И.Л. Броневой, Д.Н. Забегаев, А.Н.
Кривоносов //Журнал радиоэлектроники. – 2018. – №. 11. – С. 12.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ
2021612745 Российская Федерация. Вычислитель активных зон видения
томографических систем / Е.С. Чалдина, А.К. Мовчан, В.В. Капустин; заявитель и
правообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем
управления и радиоэлектроники». – № 2021612745; заявл. 27.01.2020; опубл.
24.02.2021. – 1 с.
Movchan, A. et al. Software tool for modelling active vision areas of
tomographic systems //Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2021. –
Т. 1862. – №. 1. – p. 012015.
Чалдина, Е.С. Программная среда для проведения лабораторного
практикума«Моделированиеактивныхзонвиденияактивно-импульсных
телевизионных измерительных систем» / Е.С. Чалдина // Межд. научно-методич.
конференция (НМК – 2020) «Современные тенденции развития непрерывного
образования: вызовы цифровой экономики»,31 января 2020 г. – Томск: Изд-во
ТУСУРа, 2020. – С. 104-105.
Мовчан А.К. Вычислитель активных зон видения томографических
систем / Е.С. Чалдина, А.К. Мовчан, В.В. Капустин, М.И. Курячий, // Электронные
средства и системы управления: материалы докладов XVI Международной научно-
практической конференции (18–20 ноября 2020 г.): в 2 ч. – Ч. 2. – Томск: В-Спектр,
2020. – С. 169-172.
Высокоуровневый язык технических расчетов MATLAB [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: https://matlab.ru/products/matlab (дата обращения:
2.03.2020).
Braesicke, K., Wegner, D., & Repasi, E. (2017, May). Workbench for the
computer simulation of underwater gated viewing systems. In: Ocean Sensing and
Monitoring IX, vol. 10186, p. 101860B.
Мовчан, А.К. Анализ особенностей изображений активно-импульсных
телевизионно-вычислительных систем / В.В. Капустин, А.К. Мовчан, М.И.
Курячий//Материалымеждународнойнаучно-техническойконференции
«Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов,
обработки изображений и символьной информации «Распознавание – 2017». Юго-
Зап. гос. ун-т. – Курск, 2017. – С. 188-190.
Мовчан А. К. Блок управления активно-импульсных телевизионных
систем / А. К. Мовчан [и др.] // Доклады ТУСУР. – 2020. – Т. 23, № 4. – С. 16–20.
Мовчан, А. К., Капустин, В. В., Курячий, М. И. (2018). Оценка дальности
донаблюдаемыхобъектовактивно-импульснымителевизионными
измерительными системами. Оптико-электронные приборы и устройства в
системахраспознаванияобразов,обработкиизображенийисимвольной
информации. Распознавание-2018 С. 175-177.
Казанцев Г.Д. Измерительное телевидения: учебное пособие для вузов /
Г.Д. Казанцев, М.И. Курячий, И.Н. Пустынский. – М.: Высшая школа, 1994. – 288
с.
Кузьмичев, Д.А. Автоматизация экспериментальных исследований:
Учебное пособие для вузов / Д. А. Кузьмичев, И. А. Радкевич, А. Д. Смирнов. – М.
: Наука, 1983. – 391 с.
Мовчан, А.К. Капустин, В.В. Айсабек, С.А. Оценка отношения
сигнал/помеха обратного рассеяния в активно-импульсных телевизионных
вычислительных системах / А.К. Мовчан, В.В. Капустин, С.А. Айсабек // Межд.
науч. -практ. конф. «Электронные средства и системы управления». – 2018. В 2 ч.
– Ч. 2. – С. 177–180.
Movchan, A. K., Belov, V. V., Gridnev, Y. V., Kapustin, V. V., Kudryavtsev,
A. N., Kuryachii, M. I., … & Shmargunov, V. P. (2019). Experimental Estimation of
Frequency-Contrast Characteristics of Active Pulsed Television Systems under
Conditions of Enhanced Turbidity of Aerosol Media. Atmospheric and Oceanic Optics,
32(1), pp.103-107.
Мовчан А. К., Белов В. В., Гриднев Ю. В., Капустин В. В., Козлов В. С.,
Кудрявцев А. Н., Курячий М. И., Рахимов Р. Ф., Панченко М. В., Шмаргунов В. П.
Экспериментальнаяоценкачастотно-контрастныххарактеристикактивно-
импульсных телевизионных систем видения в условиях повышенной мутности
аэрозольных сред. // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 09. – С. 771–775.