Каким образом работает автоматическая коррекция света в фарах машины. Автоматическая коррекция изображений

Происходит около трети всех дорожно-транспортных происшествий. А несовершенство или неисправности оптики играют в этом не последнюю роль. Ведь если использовать только ближний свет фар, дистанция видимости очень мала, а от дальнего света слепнут встречные водители. Для решения этой проблемы использовались различные приспособления и устройства, с помощью которых выполнялось релейное и электронное управление лампами, их плавное включение, применялись омыватели фар, затем возникли корректоры дальности освещения. Появился автоматический корректор фар – более совершенная система координирования положения светотеневой границы.

Видео о НЕ включенных фарах ночью

Что такое корректор фар

Для безопасного передвижения в ночное время бывает недостаточно правильной настройка фар. Ведь стоит только измениться высоте какой-либо подвески автомобиля (из-за пассажиров или перевозимого в багажнике груза), как траектория светового луча изменится. Встречные водители будут ослепляться или уменьшится уровень освещения дорожного полотна. Чтобы не регулировать вручную угол наклона фар каждый раз, когда изменилась загруженность автомобиля, был изобретена специальная автоматическая система.

Устройство, предназначенное для поддержки заданного положения оси фары в одной плоскости по вертикали относительно угла, образованного между осями подвесок и пола (а не дорожного покрытия) называется корректором фар. Регуляция происходит на основании данных датчиков уровня пола, расположенных на подвесках и днище кузова.

Различают следующие виды корректоров фар:

• Квазистатические;
• Динамичекие.

Давайте рассмотрим каждый из них подробнее.

Квазистатические корректоры фар

У квазистатических корректоров более простой принцип действия. Автоматика реагирует на изменение наклона кузова из-за воздействия нагрузки или на значительных скоростях вследствие воздействия сил сопротивления воздуху. Подобные изменения происходят нечасто, поэтому от данной системы не требуется высокая скорость реагирования.

Устройство квазистатического корректора фар:

• Два датчика положения кузова, соединенные с осями авто при помощи специальных рычагов;
• Исполнительные механизмы;
• Электронный блок управления;
• Дублирующий ручной регулятор света на приборной панели

На основании данных о положении и скорости движения, полученных соответственно от датчиков уровня пола и датчиков АБС (антиблокировочной системы тормозов), устанавливается требуемый наклон и происходит коррекция фар. Регулировка осуществляется исполнительным механизмом на основании команд электронного блока управления.

Динамические корректоры фар

После того, как все большее распространение стали получать , имеющие большую энергию светового луча и поэтому более опасные для встречных водителей, стали внедряться более современные и дорогостоящие динамические системы. От квазистатических они отличаются скоростью реагирования на изменение наклона кузова. При помощи этих систем световой поток корректирует свое направление и удерживается на одном уровне за доли секунды. Это очень важно при движении по , торможении, разгоне и т.п.

Световой поток всегда направлен на дорожное полотно и обеспечивает идеальный обзор для безопасного движения. Водитель даже не замечает коррекции, система мгновенно реагирует на любое раскачивание кузова и выправляет положение фар.

Как правило, автоматический корректор фар – это штатная система, но его можно установить и самостоятельно. На рынке представлен широкий выбор от различных производителей. На машинах с активной подвеской нет необходимости устанавливать автокорректор фар. Автокорректирующую систему светотеневой границы возможно установить на любой тип и марку автомобиля. Автоматическая система дублируется обычным электромеханическим корректором, и отрегулировать необходимый угол можно прямо из салона при помощи панели управления.

Для того, чтобы автоматические корректоры фар были более надежны и увеличился срок их службы, ведутся разработки бесконтактных датчиков изменения положения кузова, которые будут устанавливаться взамен распространенных на сегодняшний день потенциометров. Смену потенциометров требуют все более увеличивающиеся требования при движении в экстремальных условиях – погодных или дорожных.

Корректор фар на практике

Правильная корректировка фар

Точная регулировка фар оказывает огромное влияние на безопасность движения в ночное время, т.к. транспортный поток на современных дорогах достаточно большой. Основные принципы этого процесса должен знать каждый автолюбитель.

Корректировка производится следующим образом. Перпендикулярно плоскости пола устанавливают экран, со специальной разметкой, на которой основным ориентиром является ломаная линия регулирования света автомобильных фар.

Следует выполнять определенные требования, чтобы конечный результат был правильным, ниже мы перечислим их:

• Все автомобиля должны быть одинаковыми. Следует проверить и давление и при необходимости скорректировать его. На завершающем этапе следует учесть нагрузку на сиденье водителя, чтобы она соответствовала его весовой категории.
• Ручные регуляторы дальности должны быть в нулевой позиции, соответствующей незагруженному автомобилю.
• Машину следует поставить таким образом, чтобы ось задних колес была расположена параллельно экрану, иначе сказать, ось симметрии авто должна совпадать с плоскостью, разделяющей пополам расстояние между фарами. Точность и правильность регулировки будет напрямую зависеть от того, как установлен автомобиль.

В общем, при помощи корректоров угла освещения существенно повышаются удобство и безопасность вождения в ночное время. Это чудесное приспособление уже и спасло тысячи человеческих жизней, и еще не раз докажет свою пользу.

Видео о корректорах фар

• Новости
• Практикум

В России резко вырос спрос на Майбахи

В России продолжают расти продажи новых люксовых автомобилей. Согласно результатам исследования, проведенного агентством «Автостат», по итогам семи месяцев 2016 года рынок таких машин составил 787 единиц, что сразу на 22,6% больше, чем за аналогичный период прошлого года (642 шт.). Лидером этого рынка является Mercedes-Maybach S-класса: на этот...

Как правильно реагировать на затопление улиц. Видео и фото дня

О том, что этот тезис - больше, чем просто красивые слова, наглядно доказывают видеоролики и фото, появившиеся после потопа, произошедшего в Москве 15 августа. Напомним, на столицу менее, чем за сутки, выпало более месячной нормы осадков, в результате чего канализация не справилась с потоком воды, а многие дороги просто затопило. Между тем, как...

Либерализация ОСАГО: решение отложено

Как пояснил зампред Центробанка Владимир Чистюхин, двигаться в данном направлении нельзя, поскольку вначале требуется решение других важных проблем страховой отрасли, сообщает ТАСС. Кратко напомним: подготовка «дорожной карты» по либерализации тарифов ОСАГО началась в ноябре 2015 года. Предполагалось, что первым этапом на этом пути должно стать...

Дакар-2017 может пройти без команды КАМАЗ-мастер

Российская команда «КАМАЗ-мастер» на сегодняшний момент является одним из самых мощных ралли-рейдовых коллективов планеты: с 2013 по 2015 годы сине-белые грузовики трижды брали золото марафона «Дакар», а в этом году экипаж под руководством Айрата Мардеева стал вторым. Однако, как сообщил агентству ТАСС директор НП «КАМАЗ-Автоспорт» Владимир...

В США заменят 40 миллионов подушек безопасности

Как пояснили в Национальной администрации по дорожной безопасности США (NHTSA), под акцию подпадают от 35 до 40 млн айрбегов в дополнение к 29 миллионам подушек, которые уже были заменены в рамках предыдущей компании. По сообщениям Automotive News, акция затрагивает только те подушки Takata, в системе которых применяется аммиачная селитра. По данным...

Заводы Toyota снова встали

Заводы Toyota снова встали

Напомним, 8 февраля автоконцерн Toyota Motor на неделю остановил производство на своих японских заводах: с 1 по 5 февраля сотрудникам сначала запретили работать сверхурочно, а затем дело дошло до полной остановки. Тогда причиной оказалась нехватка стального проката: ещё 8 января на одном из заводов-поставщиков, принадлежащих компании Aichi Steel, произошёл взрыв, ...

Citroen готовит подвеску типа ковёр-самолёт

В представленном маркой Citroen концепте Advanced Comfort Lab, построенном на основе серийного кроссовера C4 Cactus, самым заметным глазу новшеством являются, безусловно, пухлые кресла, больше похожие на домашнюю мебель, чем на автомобильные сиденья. Секрет кресел - в набивке из нескольких слоёв вязкоупругого пенополиуретана, который обычно используют производители...

В ГИБДД Москвы возникла давка из желающих обжаловать штраф

Такая ситуация возникла из-за большого количества штрафов, выписанных в отношении водителей в автоматическом режиме, и малого времени на обжалование квитанций. Об этом на своей странице в Facebook рассказал координатор движения «Синие Ведёрки» Пётр Шкуматов. Как пояснил Шкуматов в разговоре с корреспондентом «Авто Mail.Ru», ситуация могла возникнуть из-за того, что власти продолжили штрафовать...

В России упал спрос на подержанные Лады

В августе 2016 года россияне купили 451 тысячу подержанных легковых автомобилей, что на 3,6% больше, чем годом ранее. Такие данные приводит агентство «Автостат», отмечая, что во втором полугодии темпы роста вторичного рынка замедлились. Лидером продолжает оставаться марка Lada (на долю вазовских машин приходится более 27% всех продаж), ...

Четверо бездомных и священник поехали на тракторах из Польши во Францию

Путешественники планируют проехать на своих мини-тракторах, скорость которых не превышает 15 км/ч, весь путь из польского города Явожно до Базилики Святой Терезы во французском городе Лизьё, сообщает «Рейтер». По задумке участников необычного пробега, путь в 1700 км должен стать аллюзией на знаменитый фильм Дэвида Линча «Простая история», ...

Какая машина является самым дорогим джипом в мире

Все автомобили мира можно разделить по категориям, в которых будет непременный лидер. Так можно выделить самый быстрый, мощный, экономичный автомобиль. Существует огромное количество подобных классификаций, но одна всегда пользуются особым интересом – самый дорогой автомобиль в мире. В этой статье...

Автомобили для настоящих мужчин

Какой автомобиль способен вызвать у мужчины чувство превосходства и гордости. На этот вопрос попытался дать ответ один из самых титулованных печатных изданий финансово-экономический журнал Forbes. Данное печатное издание пыталось определить самый мужской автомобиль по рейтингу их продаж. По мнению редакции, ...

Рейтинг самых дорогих автомобилей

На протяжении всей истории автомобилестроения конструкторы из общей массы серийных моделей всегда любили выделить несколько уникальных по характеристикам и возможностям. В нынешнее время такой подход к конструированию автомобилей сохранился. И по сей день многие мировые автогиганты и небольшие компании стремятся, ...

Рейтинг самых продаваемых автомобилей 2018-2019 модельного года

Со времен первого парового движущегося устройства Кагнотона, созданного в 1769 году, автомобилестроение шагнуло далеко вперед. Разнообразие марок и моделей в настоявшее время поражает воображение. Техническое оснащение и дизайн удовлетворят потребности любого из покупателей. Покупаемость той или иной марки, самый точный...

Шикарные автомобили звёзд

Шикарные автомобили звёзд

Машины знаменитостей должны соответствовать их звездному статусу. Приехать на чем-то скромном и общедоступном им попросту нельзя. Их средство передвижения должно соответствовать их популярности. Чем популярнее человек, тем изысканнее должен быть автомобиль. Звезды, популярные в мировом масштабе Начнем этот обзор со...

Быстрые автомобили являются примером того, что автопроизводители постоянно совершенствуют системы своих автомобилей и периодически ведут разработки по созданию совершенного и самого быстрого транспортного средства для движения. Многие технологии, которые разрабатываются для создания супер скоростного автомобиля, позже переходят в серийное производство...

КАК выбрать цвет автомобиля, выбрать цвет машины.

Как выбрать цвет автомобиля Не секрет, что цвет автомобиля в первую очередь влияет на безопасность дорожного движения. Более того, от цвета машины зависит и его практичность. Автомобили выпускаются всех цветов радуги и десятки ее оттенков, но как выбрать «свой» цвет? ...

Семейный автомобиль должен быть безопасным, вместительным и комфортным. Кроме того, семейные машины должны быть удобны в использовании. Разновидности семейных машин Как правило, у большинства людей понятие «семейный автомобиль» ассоциируется с 6-7-миместной моделью. Универсал. Такая модель обладает 5-ю дверями и 3-мя...

• Обсуждение
• Вконтакте

Цветокоррекция — неотъемлемая составная часть процесса обработки оцифрованных изображений. Особенно часто необходимость в ней возникает во время допечатной подготовки фотографий: пленочным негативам свойственно со временем выцветать, сдвигая общую гамму изображения в сторону синего или красного цветов. Цифровые камеры также не гарантируют безупречного качества из-за неконтролируемых ошибок ручной настройки баланса. Разумеется, современные графические редакторы располагают необходимым инструментарием, позволяющим исправить ошибки цвета вручную, но при потоковой обработке документов это не очень эффективно. К счастью, существует целый ряд недорогих решений от сторонних производителей, позволяющих максимально автоматизировать процесс цветокоррекции изображений.

AutoEye 2.0 (AutoFX Software)

Пакет AutoEye 2.0 представляет собой новую версию популярного программного продукта, предназначенного для улучшения качества цифровых изображений за счет восстановления цветовых деталей и повышения четкости. Как и раньше, AutoEye 2.0 выпускается либо как самостоятельная программа для платформ Windows и Macintosh, либо в виде плагина к наиболее распространенным графическим редакторам: Adobe Photoshop CS, Jasc Paint Shop Pro, а также Corel Photo Paint и CorelDRAW 9.0. Хотя все эти программы и обладают встроенными средствами коррекции изображений, AutoEye 2.0 выгодно отличается от них за счет использования уникальных фирменных технологий Intelligent Visual Imaging Technologies (так, в своей работе плагин не опирается на традиционные кривые и гистограмму), позволяющих решать те же задачи более простым путем, а также максимально автоматизировать и, следовательно, ускорить их выполнение.

Благодаря использованию «интеллектуальных» инструментов, разработчикам удалось предельно упростить пользовательский интерфейс программы. Все элементы управления сгруппированы в три набора: Enhancement (коррекция ошибок изображения), Color (настройка цветопередачи) и Creative (художественная обработка), а для контроля над всеми вносимыми в изображение изменениями достаточно единственной панели, что, несомненно, куда более эффективно, чем путешествие по многочисленным диалоговым окнам и разветвленным меню.

Режим Color Controls, в свою очередь, отвечает за настройку цветности изображения. За счет использования продвинутых алгоритмов блендинга и корректировочных таблиц программа не только умеет восстанавливать поблекшие при съемке или сканировании оригинала цвета, но и позволяет своему пользователю изменять их изначальную гамму — опять-таки, буквально двумя-тремя щелчками мыши.

Для сохранения предварительных результатов работы без внесения изменений в исходный файл AutoEye 2.0 позволяет сохранять текущие настройки в отдельно хранящихся профилях. В качестве исходных документов программа принимает файлы в форматах.psd, .tiff, .bmp, .jpg, .gif, и.png. В случае если для обработки выбран формат Adobe Photoshop .psd, сохраняется информация о слоях.

Цена AutoEye 2.0 — 129 долл. Демонстрационную версию можно загрузить с сайта разработчика http://www.autofx.com/demo_center.asp .

AliveColors 1.1 (AliveColors)

AliveColors 1.1 — удобная и простая в работе утилита начального уровня, обладающая обширными возможностями цветокоррекции и ретуширования оцифрованных изображений «одной кнопкой». Эффективность достигается за счет кумулятивного использования целого ряда процедур, скрытых от пользователя несложным визуальным интерфейсом.

В арсенал AliveColors 1.1 входит восемь встроенных функций цветокоррекции, а также набор традиционных инструментов для «механического» редактирования изображения, в том числе средства выделения, кадрирования, разворота и инвертирования активного слоя. Хотя для более тонкой настройки пользователь получает доступ практически ко всем процедурным параметрам, в большинстве случаев программа справляется с восстановлением качества изображения автоматически (функции Automatic correction by Channels и Automatic correction by Brightness).

Наряду с автоматической коррекцией цвета в рамках всего документа, AliveColors 1.1 позволяет осуществлять и более тонкое редактирование — например повышение резкости, создание эффекта размытости или выборочную замену цветов на выделенном участке изображения. Примечательно, что результаты всех производимых операций отображаются в реальном времени в окне предварительного просмотра, а функция сохранения истории позволяет вернуться на несколько шагов назад.

AliveColors 1.1 поддерживает протокол TWAIN, благодаря чему изображения в программу можно загружать непосредственно со сканера или с подключенной к компьютеру цифровой видеокамеры. К единственному недостатку можно было бы отнести чересчур ограниченный набор форматов растровых файлов, известных программе (их всего четыре — .bmp. .tiff, .jpg и.png), однако это ограничение касается только stand-alone-версии утилиты в то время как AliveColors 1.1 выпускается и в виде плагина для Adobe Photoshop, Corel Photo Paint и Jasc Paint Shop Pro. Наряду с полной версией разработчики предлагают ее бесплатный вариант с урезанной функ-циональностью (в ней выключен автоматический режим цветокоррекции).

Цена AliveColors 1.1 — 27 евро. Демонстрационную версию можно найти на сайте разработчика по адресу http://www.alivecolors.com .

Color Mechanic Pro (Digital Light & Color)

Color Mechanic Pro — разработанный компанией Digital Light & Color плагин для Adobe Photoshop и Photoshop Elements, включающий довольно мощный и удобный механизм коррекции и редактирования цвета изображения. В отличие от большинства программ своего класса Color Mechanic Pro оперирует цветовым пространством HSL, а в основе ее работы лежат алгоритмы раздельного редактирования каналов с их последующим соединением. Селективный анализ и аппроксимационные вычисления производятся в полностью автоматическом режиме. Фактически роль пользователя сводится к выбору объекта для коррекции (управление цветом осуществляется с помощью HSL-гексагонов и слайдеров тонкой настройки); при этом плагин поддер-живает области выделения, созданные стандартными инструментами Photoshop.

Помимо «полновесной» версии плагина, пользователю предлагается его облегченный вариант Color Mechanic Standard. Основное различие между ними заключается в том, что в полной версии доступно редактирование как RGB-, так и CMYK-изображений в режиме 16 бит на канал, в то время как в упрощенной версии это доступно только для CMYK. Кроме того, интерфейс полной версии обладает несколькими вспомогательными инструментами, а также неограниченным стеком команд для возврата к предыдущему состоянию.

Цена Color Mechanic Pro — 50 долл. Демонстрационную версию (она не позволяет сохранять результаты коррекции) можно загрузить с сайта разработчика по адресу http://www.colormechanic.com .

Digital ROC Professional (Eastman Kodak Company)

Плагин DIGITAL ROC Professional продается под торговой маркой Kodak — одного из ветеранов цифровой фотографии, однако круг потенциальных пользователей этой программы отнюдь не ограничивается владельцами цифровых камер. Напротив, этот инструмент пригодится любому человеку, которому по долгу службы или в свободное время приходится сталкиваться с необходимостью быстро и эффективно произвести цветокоррекцию проблемного изображения. Плагин предусматривает возможность как автоматического восстановления документа, так и последующей ручной настройки цветового баланса для достижения оптимального результата.

Алгоритмы DIGITAL ROC Professional производят анализ цветовых градиентов загруженного изображения для выявления привнесенного цвета или общего дисбаланса оттенков, вызванного плохим качеством оригинала или ошибкой в калибровке аппаратных средств. По результатам этого анализа программа генерирует компенсирующие кривые оттенков в каждом из цветовых каналов (при этом поддерживается режим 16-разрядной обработки). Более тонкая настройка яркости, контрастности и цветовой гаммы может быть впоследствии проведена вручную — для этого в диалоговой панели плагина предусмотрено окно предварительного просмотра, обновляющееся в режиме реального времени.

DIGITAL ROC Professional работает с файлами, получаемыми из различных источников, в том числе из цифровых камер, планшетных и слайд-сканеров. В последнем случае плагин располагает дополнительными встроенными средствами для повышения качества изображения за счет подавления следов зернистости фотопленки.

Плагин совместим со всеми версиями Adobe Photoshop начиная с 5.0, Jasc Paint Shop Pro 7.0 и старше, а также с другими приложениями, поддерживающими модель плагинов Adobe. Цена DIGITAL ROC Professional составляет 50 долл., а демонстрационную версию программы вы можете найти на сайте разработчика по адресу http://www.asf.com .

iCorrect EditLab (Pictographics International Corporation)

iCorrect EditLab — мощный профессиональный инструмент для автоматической цветокоррекции изображений, выпускаемый в виде плагина для Adobe Photoshop и ряда других наиболее популярных графических редакторов. Механизм программы ориентирован на полную цветокоррекцию в масштабе всего документа, основанную на автоматическом анализе содержащейся в файле цветовой информации, распознавании определенных заранее наборов оттенков (например, цвета неба, листвы, человеческой кожи и т.п.), а также заданных пользователем параметров и текущих установок управления цветом Photoshop (или другого «материнского приложения»).

В iCorrect EditLab предусмотрен полностью автоматический режим работы, однако на каждом из шагов цветокоррекции за пользователем оставлена возможность согласиться с предлагаемым компьютером вариантом или внести в него свою правку. Вся операция редактирования складывается из четырех последовательных этапов. На первом программа производит балансировку по нейтральному оттенку, определяя те зоны изображения, которые должны быть окрашены в серый цвет средней интенсивности, устраняя тем самым эффект так называемого color cast. Второй шаг заключается в нахождении предельных точек для белого и черного цветов. Далее iCorrect EditLab корректирует насыщенность оттенков, а также контрастность и освещенность изображения. Четвертый, заключительный этап наиболее сложен — на нем программа восстанавливает естественный колорит отдельных оттенков.

Стоимость iCorrect EditLab составляет 100 долл. Демонстрационную версию плагина вы найдете на сайте разработчика по адресу

Одной из главных задач, решаемых при создании контрольно-управляющих систем, является обеспечение необходимой точности измерительного канала и его долговременной метрологической стабильности.

Существенной составляющей общей погрешности измерительного канала является систематическая погрешность. Для получения возможности коррекции этой погрешности необходимо знать, как она себя ведет при изменении величины измеряемого сигнала. Ее поведение определяется формой реальной функции преобразования измерительного канала, точнее тем, как отклоняется эта функция от идеальной. Идеальная характеристика измерительного канала представляет собой линейную зависимость изменения величины сигнала на выходе канала от величины сигнала на входе канала. Характер изменения реальной характеристики в общем случае может быть не линейным.

Как бы не отличалось поведение реальной функции преобразования от идеальной, все отличия можно свести к сумме трех составляющих – погрешности смещения нуля, масштабной погрешности и погрешности нелинейности (рис.1). Разделение общей погрешности преобразования на такие составляющие существенно в первую очередь с практической точки зрения – определение величины каждой составляющей и коррекция каждой из них осуществляется по-своему.

Причины появления систематической погрешности канала связаны в первую очередь с инструментальными погрешностями его составных узлов и элементов. Погрешность смещения нуля, как аддитивная погрешность, складывается из погрешностей смещения нуля операционных усилителей или иных элементов принципиальной схемы канала. Масштабная погрешность по своему поведению является мультипликативной. Она обуславливается неправильным установлением коэффициентов передачи элементов схемы канала. Для коррекции погрешности смещения нуля и масштабной погрешности (сведения их к допустимому диапазону) в стандартной схеме включения элементов и узлов, как правило, предусматривается включение корректирующих элементов – обычно подстроичных резисторов.

Коррекция осуществляется на этапе первичной настройки устройства в лабораторных условиях с использованием необходимой измерительной техники. Однако после того как устройство будет помещено в реальные условия эксплуатации проведенная коррекция погрешностей может «рассыпаться» из-за воздействия на элементы схемы различных дестабилизирующих факторов.

Р и с. 1. Разложение систематической погрешности измерительного канала на отдельные составляющие

Самым очевидным дестабилизирующим фактором является изменение температуры. Другим распространенным фактором является нестабильность источников питания. И наконец, свою лепту в систематическую погрешность может вносить еще один медленно меняющийся фактор – старение элементов. Действие этих факторов (их изменения во время работы устройства) могут приводить к тому, что погрешности, скорректированные на этапе настройки устройства, вновь будут выходить за допустимые пределы. Общий вывод, вытекающий из этого, состоит в том, что такими простыми способами обеспечить долговременную метрологическую стабильность работы устройства, по крайней мере, затруднительно. В частности, это может потребовать применения прецизионной и дорогой элементной базы, чего конечно хочется избежать.

Добиться долговременной метрологической стабильности при использовании не дорогой и распространенной элементной базы можно только при условии, что погрешности элементов будут постоянно (периодически) отслеживаться и корректироваться. Очевидно, что постоянно проводить настройки вручную в ходе работы устройства невозможно. Обеспечить это можно только осуществляя эти действия в автоматическом режиме. В свою очередь организовать такой режим можно только тогда, когда центральное ядро контрольно-измерительной системы реализовано как «интеллектуальное» – на основе микропроцессорной техники.

Рассмотрим сначала общие принципы организации автоматической коррекции систематических погрешностей канала, а затем ограничения ее проведения, вытекающие из условий реальной реализации измерительных каналов.

Линейные составляющие систематической погрешности (погрешностей смещения нуля и масштабной) определяются и корректируются с использованием достаточно простых подходов.

Постоянство погрешности смещения нуля на всем диапазоне входных воздействий позволяет для определения ее величины ограничиться проведением всего одного измерения. Как видно из рис.1, при нулевом входном воздействии отклонение реальной функции преобразования канала от идеальной определяется погрешностью смещения нуля. Поэтому для определения этой погрешности необходимо на вход канала подать входной сигнал равный нулю и измерить значение сигнала, получаемое при этом на выходе канала. Это значение будет соответствовать определяемой погрешности. Для подачи на вход канала сигнала равного нулю, нужно во входную цепь установить ключ, коммутирующий вход канала на время оценки погрешности на общую земляную шину (рис.2,а).

Р и с. 2. Построение входных цепей для возможности коррекции погрешности смещения нуля (а) и масштабной погрешности (б)

Очевидно, что коррекция погрешности смещения нуля будет сводиться в дальнейшем к вычитанию ее величины из значений на выходе канала, получаемых при проведении текущих измерений.

Линейный характер масштабной погрешности позволяют для определения ее поведения также обойтись одним измерением. Подключая ко входу измерительного канала известный по величине источник опорного напряжения и проводя измерение его величины, легко оценить во сколько раз полученный результат отличается от ожидаемого. Иными словами, поделив значение результата измерения опорной величины на истинное значение этой величины, мы получим поправочный коэффициент, который в дальнейшем можно будет использовать для коррекции результатов текущих измерений. Для подачи на вход канала сигнала, равного опорному, нужно во входную цепь установить ключ, подключающий ко входу канала на время оценки погрешности источник опорного напряжения (рис.2,б). Коррекция масштабной погрешности будет сводиться к умножению значений на выходе канала, получаемых при проведении текущих измерений, на полученный поправочный коэффициент.

Из приведенной последовательности действий видно, что определение поправочного коэффициента для коррекции масштабной погрешности необходимо проводить после определения погрешности смещения нуля и с учетом ее величины.

Конечно, если коррекции двух линейных составляющих систематической погрешности окажется достаточно, чтобы свести общую погрешность канала в допустимые приделы, можно ограничиться описанными простыми приемами уменьшения общей погрешности канала. Если же этого будет недостаточно, то нужно идентифицировать поведение нелинейной составляющей систематической погрешности, чтобы при проведении текущих измерений дополнительно учитывать еще и ее величину. Для точного определения характера нелинейного поведения систематической погрешности нужно проводить сквозной контроль – подавать на вход канала с калиброванного источника напряжений сигнал во всем возможном диапазоне его изменения и проводить оценочные измерения. В большинстве практических случаев ограничиваются измерением значений нескольких источников опорного напряжения. После чего интерполируют поведение реальной характеристики по этим нескольким реперным точкам.

Действия по определению текущих значений систематических погрешностей канала должны проводиться под управлением программы микропроцессорного ядра контрольно-управляющей систем. Контроль за уровнем систематической погрешности может производиться периодически. Период обновления оценок погрешности выбирается исходя из степени изменчивости дестабилизирующих факторов. В частности контроль может производиться все то время, пока контрольно-измерительная система не занимается текущими измерениями и обработкой результатов измерений. При этом к каждому очередному измерению будет всегда готова оценка погрешности, соответствующая моменту времени, непосредственно предшествующего моменту текущего измерения.

Проведение периодической автоматической коррекции не исключает необходимости использования в узлах измерительного канала каких-либо элементов настройки. Однако при этом они будут использоваться не для минимизации тех или иных погрешностей, а для того чтобы вывести реальную функцию преобразования канала в диапазон, где эти погрешности могут быть правильно оценены.

Например, может оказаться, что реальная функция преобразования располагается относительно идеальной так, как показано на рис. 3.а. По идеальной функции преобразования видно, что канал рассчитан на измерение положительных входных напряжений, поэтому отрицательное значение погрешности смещения нуля для реальной функции преобразования оценено быть не может. Для того чтобы погрешность смещения нуля можно было оценить необходимо с помощью аппаратных элементов настройки вывести реальную функцию преобразования полностью в положительную область выходных напряжений.

В случае, который иллюстрируется рис. 3.б. наличие масштабной погрешности приводит к тому, что реальная функция преобразования находится выше идеальной. При подаче на вход канала опорного напряжения, равного максимальному входному напряжению, масштабную погрешность оценить не получится – на выходе канала напряжение, которое можно оценить, будет ограничиваться уровнем, соответствующим конечной точке шкалы идеальной функции преобразования. Выходом из этой ситуации является или выбор меньшего опорного напряжения или смещение реальной функции преобразования ниже идеальной. Смещение реальной функции преобразования должно осуществляться с помощью аппаратных элементов настройки.

Р и с. 3. Варианты расположения идеальной и реальной функций преобразования измерительного канала относительного друг друга

Отметим, что выбор поправочного коэффициента для коррекции масштабной погрешности может осуществляться с учетом вида нелинейной составляющей систематической погрешности. Например, выбирая наклон реальной функции преобразования относительно идеальной, нетрудно добиться того чтобы погрешности нелинейности «располовинились» (рис. 4) и тем самым отклонения реальной функции преобразования относительно идеальной были сведены к минимальным.

Р и с. 4. Минимизация нескорректированной нелинейной составляющей систематической погрешности.

Погрешности нелинейности будут при этом разного знака, а их абсолютные значения по величине меньше.

Кроме систематических погрешностей, рассмотренных выше, в измерительных каналах приходится иметь дело со случайными погрешностями. Поведение систематических и случайных погрешностей различно, поэтому отличаются и методы их коррекции. Известно, что при постоянстве во времени измеряемой величины наиболее эффективным методом уменьшения случайных погрешностей является проведение многократных изменений с последующим усреднением результатов. При этом погрешность среднего значения результата измерения уменьшается в раз, где n – число измерений.

Значительные трудности возникают при уменьшении случайной погрешности при измерении изменяющейся во времени величины. При этом для получения наилучшей оценки измеряемой величины применяют процедуру фильтрации. В зависимости от вида используемых преобразований различают линейную и нелинейную фильтрацию, где реализация отдельных процедур может быть осуществлена как аппаратными, так и программными средствами.

Фильтрация может применяться не только для подавления помех, наводящихся на входные цепи передачи аналогового сигнала, а при необходимости и для ограничения спектра входного и восстановления спектра выходного сигнала (об этом уже говорилось ранее). При необходимости могут применяться фильтры с перестраиваемой частотой среза.

Применение автоматической коррекции систематических погрешностей можно рассматривать как проведение адаптации канала к его собственному состоянию. Применение современной элементной базы позволяет сегодня реализовывать входные цепи, адаптирующиеся к характеристикам входного сигнала, в частности, к его динамическому диапазону. Для такой адаптации необходим входной усилитель с управляемым коэффициентом передачи. Если по результатам предшествующих измерений удалось установить, что динамический диапазон сигнала мал по сравнению с диапазоном входного сигнала АЦП, то коэффициент усиления усилителя увеличивают до тех пор, пока динамический диапазон сигнала не будет соответствовать диапазону работы АЦП. Таким образом удается добиться минимизации погрешности дискретизации сигнала и, следовательно, повышения точности проведения измерений. Изменение коэффициента усиления сигнала на входе учитывается при этом программно при обработке результатов измерений цифровым контроллером.

Критерии оценки соответствия динамического диапазона сигнала и диапазона работы АЦП будут рассмотрены далее, будут рассмотрены и способы адаптации входного канала к частотным свойствам входного сигнала.

С помощью этого урока вы сможете значительно улучшить работу команды Автоматическая цветовая коррекция (Auto Color) . Сделав это один раз, вы получите в свое распоряжение намного более эффективный инструмент. Кроме того вы узнаете новое о таких инструментах, как Пипетка (Eyedropper) и Кривые (Curves).

Начинаем урок.

Шаг 1. Открываем изображение

Предположим, вы открыли изображение, нуждающееся в коррекции цветов. Но времени на тонкую корректировку с помощью Кривых (Curves ) у вас нет. Здесь видно, что съемка велась при искусственном освещении лампами дневного света, что придало изображению зеленый оттенок.

Шаг 2. Делаем автокоррекцию

Выберите в меню Изображение - Автоматическая цветовая коррекция (Image - Auto Color) или нажмите Shift + Ctrl + B .

Применение этой команды не сопровождается появлением диалоговых окон, программа сама пытается сбалансировать цвета изображения. Иногда получается вполне приемлемый результат, иногда изображение становится даже хуже исходного. Далее мы рассмотрим два способа улучшения работы этого инструмента.

Шаг 3. Улучшаем результат

Один из способов улучшить получившийся результат - это сразу после применения команды перейти в меню Редактирование - Ослабить: Автоматическая цветовая коррекция (Edit - Fade : Auto Color ) или нажать Shift + Ctrl + F .

В появившемся диалоговом окне, показанном на рисунке ниже. Перетащите ползунок влево до получения приемлемого результата. Можно также менять режим наложения, например, режим Умножение (Multiply) поможет затемнить изображение, режим Осветление (Screen) осветлить, и так далее.

Шаг 4. Настраиваем автокоррекцию

Существует и другая, на мой взгляд, лучшая методика, позволяющая изменить параметры этой команды еще до ее применения. Оказывается, в Фотошоп есть возможности для настройки автоматической цветовой коррекции, но расположены эти настройки там, куда большинство из нас даже не заглядывает. Для доступа к ним нужно открыть диалоговое окно команды Кривые (Curves ) или Уровни (Levels ) . Сделать это можно, нажав CTRL+M или CTRL+L .

Затем нажмите кнопку Параметры (Options) . На экране появится диалоговое окно настройки параметров коррекции.

Выберите опции Найти темные и светлые цвета и Привязать к нейтральным средним тонам . Также нужно поставить галочку рядом с параметром Сохранить в качестве значений по умолчанию . Нажмите OK. Теперь настройки, которые вы сделали, сохранены.

Но это еще не все. Теперь нужно указать значения черной, белой и серой точек и настроить параметры инструмента Пипетка (Eyedropper) , который используется во многих командах и инструментах Кривые (Curves ), Уровни (Levels ), Выделение - Цветовой диапазон (Select - Color Range ) и так далее. Этим мы и займемся в следующих шагах.

Шаг 5. Настраиваем значения черной, белой и серой точек

Настраиваем значения черной, белой и серой точек. Щелкаем дважды на черной пипетке. В открывшемся диалоговом окне вводим значения R = 20, G = 20, B = 20.

Нажимаем Enter. Аналогично дважды щелкаем на пипетке, соответствующей точке белого и вводим R = 240, G = 240, B = 240.

Для пипетки, соответствующей точке серого, значения всех трех цветов будут равны 128.

Теперь еще раз нажмем на кнопку Параметры (Options) и сохраним значения по умолчанию.

Шаг 6. Настраиваем инструмент «Пипетка»

Настраиваем инструмент Пипетка (Eyedropper) . Выберем его на панели инструментов. Данный инструмент не так прост, как кажется. Он используется для отбора образцов цвета, либо для анализа определенной области изображения, в зависимости от того, в какой команде он задействован. По умолчанию размер образца, отбираемого пипеткой, составляет 1 пиксель.

Но в то же время, например, цвет участка кожи, или белого снега в действительности определяется не одним, а несколькими пикселями разных цветов. Если вы сильно увеличите фрагмент изображения, то поймете, о чем я говорю. Из этого следует вывод, что если при отборе цвета принимается в расчет цвет лишь одного пикселя области, то велика вероятность ошибки. Чтобы такие ошибки происходили реже, нужно установить размер образца 3х3 пикселя.

Тогда все команды, использующие инструмент Пипетка (Eyedropper) , будут получать усредненные данные уже с девяти пикселей области. Это значительно повышает точность и эффективность работы.

Операции по настройке черного, белого и серого цвета, называемых целевыми, можно также выполнить и в диалоговом окне настройки параметров. Выполняется настройка абсолютно аналогично.

Я намеренно предложил вам два способа, попробуйте оба и выберите тот, который вам больше понравится.

Шаг 7. Завершение настройки

Итак, мы закончили настройку команды . Теперь мы получили гораздо более удобный и эффективный инструмент для работы. Кроме того, при нажатии кнопки Авто в диалоговом окне команд Кривые или Уровни к изображению также будет применена Автоматическая цветовая коррекция . Также вы теперь знаете, как управлять настройками этих инструментов. А вот и изображение, которое получилось после коррекции.

Желаю творческих успехов!

Таблица 1 – Инструкции для автоматической коррекции параметров инструмента

В процессе обработки режущая кромка инструмента должна точно следовать вдоль запрограммированной траектории. В силу различия используемых инструментов, их размеры должны быть учтены и введены в систему управления перед началом воспроизведения программы. Только в этом случае траектория может быть рассчитана безотносительно к параметрам используемых инструментов. После того, как инструмент установлен в шпиндель и активизирована соответствующая коррекция (компенсация его размеров), система ЧПУ автоматически принимает в расчет эту коррекцию.

Рисунок 1 – Инструментальный комплекс

Адрес Н осуществляет компенсацию длины, а адрес D - компенсацию радиуса.

Компенсация длины возможна двумя способами: по отношению к передней плоскости шпинделя и по отношению к «нулевому инструменту».

Рисунок 2 – Компенсация длины инструмента по отношению к передней плоскости шпинделя и к нулевому инструменту

В первом случае величина компенсации может быть только положительной (для рисунка Рисунок 2 Н1=70.832, Н2=81.712, Н3=100.003), во втором случае выбирают «нулевой инструмент», который имеет нулевое значение компенсации, а остальные величины компенсаций могут быть как положительными, так и отрицательными (для рисунка Рисунок 2 Н1=-20.813, Н2=0, Н3=25.821). В обоих случаях величины компенсации сохраняются в соответствующей таблице.

Центр фрезы движется по эквидистантной траектории, параллельной контуру детали, отстоящей от нее на величину, равную радиусу фрезы. Эквидистантную траекторию называют также траекторией центра фрезы. Значения компенсации для различных инструментов вносят в таблицу; например: D1=14 (при диаметре фрезы 28 мм); D2=22 (при диаметре фрезы 44 мм). Направление смещения определяется, если смотреть на траекторию сверху вниз, то есть со стороны "+Z" в направлении "-Z".

Рисунок 3 – Принцип эквидистантной коррекции

Вдоль контура и тех сопряжений кадров, для которых угол наклона касательной остается неизменным, эквидистанта однозначно определяется параметрами контура. В других же нерегулярных случаях внешних сопряжений кадров система ЧПУ рассчитывает сопряжения отрезков эквидистант соответственно инструкциям G68 или G69.

Рисунок 4 – Однозначное определение контура эквидистантой и расчет внешних сопряжений отрезков эквидистант

В случае нерегулярных сопряжений внутренних контуров система ЧПУ рассчитывает пересечения эквидистант для определения нужной траектории. В некоторых случаях это может привести к полному искажению контура. Чтобы избежать этого, некоторые системы ЧПУ располагают функцией «контроля коллизий»

Рисунок 5 – Расчет внутренних сопряжений отрезков эквидистант

Для того чтобы система ЧПУ успела выполнить смещение относительно запрограммированного контура необходимо добавить к исходной траектории участок подвода. На этом участке происходит активация автоматической коррекции радиуса инструмента. Большинству систем для активации коррекции требуется пройти расстояние, не меньшее величины радиуса инструмента. Обязательным условием для активации коррекции является наличие именно прямолинейного перемещения на рабочей подаче.

Коррекция радиуса инструмента слева – G41. Инструкция G41 инициирует положительную эквидистантную коррекцию слева от заготовки, если смотреть в направлении подачи. Для реализации коррекции радиус фрезы программируют в D-слове, а номер инструмента в Т-слове. Вместе с инструкцией G41 можно программировать линейные перемещения; тогда активизация эквидистантной коррекции произойдет «по пути» движения к конечной точке кадра.

N60 G41 X... Y... Z... D...

N65 G41 X... Y... Z...

Коррекция радиуса инструмента справа – G42. Инструкция G42 инициирует эквидистантную коррекцию справа от заготовки, если смотреть в направлении подачи. Все остальное - идентично инструкции G41.

Коррекция длины инструмента – G43. Компенсация длины инструмента осуществляется путем программирования команды G43 и H слова данных. Обычно компенсация длины активируется совместно с холостым перемещением по оси Z.

Отмена коррекций радиуса и длины инструмента – G40, G49. Компенсация длины инструмента отменяется путем программирования команды G49 или H00. Компенсация радиуса инструмента отменяется программированием команд G40 или D00. Отмена коррекции G40 может сопровождаться прямолинейным движением в активной плоскости. В этом случае выход из эквидистантной траектории осуществляется «по пути» к конечной точке кадра. Если активны функции круговой интерполяции, то действие инструкции G40 не должно сопровождаться перемещением.

Сопряжение эквидистант на стыке кадров (по дуге) – G68; по траектории пересечения эквидистант – G69. Инструкции являются модальными и работают при активной эквидистантной коррекции. Их действие сводится к автоматической генерации дуги (G68) или траектории пересечения эквидистант на стыке «не плавно» сопрягаемых кадров. Инструкция G68 инициирует автоматическое соединение разрыва эквидистант с помощью дуги радиуса r.

Рисунок 6 – Автоматическое соединение разрыва эквидистант по дуге

Инструкция G69 инициирует автоматическое соединение разрыва эквидистант по траектории пересечения эквидистант.

Рисунок 7 – Автоматическое соединение разрыва эквидистант по траектории пересечения эквидистант