Research of the Possibility of Creating a Measuring System Based on a Modern Smartphone for Estimating the Parameters of Object Movement
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-3-88-94Keywords:
high-speed video recording, measuring system, object movement parameters, imitatorAbstract
When studying different fast-moving processes, high-speed video recording is now widely used. The main deterrent for its further distribution remains the high cost of the necessary equipment. Herewith modern mobile devices (including smartphones) are constantly improved, some models are supplied with video cameras with high recording speed - 1000 frames/s and higher. In the paper the possibility of creating a measuring system based on one of the modern smartphone models to analyze the parameters of object motion is studied. The block diagram of the system is given; a layout of such a system has been created. To verify the workability of the developed model of the system, a software and hardware facility was developed to imitate the motion of an object on the Arduino Uno platform with an engine and a carriage moving along the guides. Graphs of changing the coordinates and speed of the object obtained using the program Tracker 5.1.5 are shown. A theoretical estimate of the error in determining the speed of an object using the implemented model of the system is performed. In addition, the estimation of the range of object speeds that can be measured using the developed system, as well as the range of permissible object movements was performed. The results of the performed experiments prove the possibility of creating a measuring system on the basis of the considered model of the smartphone to assess the speed of moving small objects with certain limitations. At the same time, to create a full-fledged measuring system that does not require additional processing of the received resulting video image on a PC and is capable of calculating the necessary results immediately after the end of the measurement process, it is necessary to develop our own software, which is advisable to do using the existing free libraries.References
Информационно-измерительный комплекс для исследования процессов плавления и переноса электродного металла при дуговой сварке / С. В. Болотов, А. В. Хомченко, А. В. Шульга, Е. Л. Болотова // Вестник Брянского государственного технического университета. 2020. № 6 (91). С. 4-11. DOI:10.30987/1999-8775-2020-6-4-11.
Орлов М. Ю., Богомолов Г. Н. К пробитию однородных и двухслойных стальных пластин с ударником с закругленной головной частью // Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики : Международная молодежная научная конференция, 2018. С. 310-312.
Оптические исследования динамики развития водяной струи высокого давления / И. А. Знаменская, Д. А. Нерсесян, Н. Н. Сысоев, Е. Ю. Коротеева, Я. Н. Ширшов // Вестник Московского университета. Серия 3. ФИЗИКА. АСТРОНОМИЯ, 2016. № 4. С. 68-75.
Иордан В. И., Кобелев Д. И., Астахов Е. С. Диагностика распределенных параметров гетерогенного газотермического потока методами обработки потока изображений при высокоскоростной видеосъемке // Параллельное программирование и компьютерное моделирование процессов и явлений в естественнонаучных областях с использованием параллельных вычислений. Высокопроизводительные вычислительные системы и технологии. 2019. Т. 3, № 1. С. 89-93.
Осипенко Е. В., Султонова К. Б. Высокоскоростная съемка гортани как метод оценки вибраторных характеристик голосовых складок // Российская оториноларингология. 2013. № 4. С. 98-102.
Петухов К. Ю. Алгоритмы обработки аналоговых сигналов при цифровых измерениях в информационно-измерительных системах для стрелкового оружия : дис. … канд. техн. наук. Ижевск, 2003.
Афанасьева Н. Ю. Информационно-измерительная система на основе световых экранов для испытаний стрелкового оружия : дис. … канд. техн. наук. Ижевск, 2003.
Афанасьев В. А. Совершенствование моделей и программно-аппаратных средств для контроля изделий по внешнебаллистическим параметрам : дис. … канд. техн. наук. Ижевск, 2013.
Афанасьев В. А., Лялин В. Е. Проектирование информационно-измерительных систем на основе световых мишеней для контроля изделий стрелкового оружия по внешнебаллистическим параметрам : монография. Ижевск : Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2020. 364 с.
Казаков С. В. Разработка и исследование информационно-измерительной системы на основе акустических мишеней для испытаний стрелкового оружия на открытой местности: дис. … канд. техн. наук. Ижевск, 2002.
Коновалов А. А., Николаев Ю. В. Внешняя баллистика. М. : ЦНИИ информации, 1974. 228 с.
Шкворников П. Н., Платонов Н. М. Экспериментальная баллистика. М. : Оборонгиз, 1953. 392 с.
Вдовин А. Ю. Средства имитации для автоматизированных систем, применяемых при испытаниях стрелкового оружия // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2021. Т. 21, вып. 2. С. 246-258. DOI: 10.18500/1816-9791-2021-21-2-246-258.
Писарев С. А., Чирков Д. В., Федорова Е. А. Анализ аберраций и способов минимизации их влияния на результаты исследований быстропротекающих динамических процессов с использованием видеокамеры высокоскоростной съемки // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2020. Т. 23, № 4. С. 6-15. DOI: 10.22213/2413-1172-2020-4-6-15.
Чирков Д. В., Федорова Е. А. К вопросу определения характеристик движения объекта на основе высокоскоростной видеосъемки // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2021. Т. 24, № 1. С. 53-63. DOI: 10.22213/2413-1172-2021-1-53-63.
