К вопросу определения характеристик движения объекта на основе высокоскоростной видеосъемки
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-1-53-63Ключевые слова:
высокоскоростная видеосъемка, быстропротекающие динамические процессы, стрелковое оружие, видеофайлАннотация
Рассматриваются вопросы применения высокоскоростной видеосъемки для определения элементов движения различных объектов.
Описывается методика выбора параметров высокоскоростной видеосъемки в зависимости от предполагаемой скорости движения объекта, позволяющая минимизировать эффект следообразования, который оказывает существенное влияние на результаты определения элементов движения объекта при значительном изменении скорости его движения на исследуемом участке траектории.
Представлены зависимости для погрешностей определения элементов движения объекта на основе высокоскоростной видеосъемки. Сделаны выводы, что наибольшее влияние на точность получаемых результатов оказывает отношение величины масштабирующего элемента к размеру области съемки.
На основе результатов экспериментальных исследований определения скорости движения пули винтовки Иж-61 показано, что определение элементов движения объекта на основе высокоскоростной видеосъемки по точности не уступает специализированному измерительному оборудованию.
Представлены экспериментальные исследования влияния методов обработки видеофайлов на точность результатов определения элементов движения объектов, находящихся во вращательном движении. Результаты исследований показали, что применяемые методы обработки видеофайлов (графический и автоматизированный) не оказывают принципиального влияния на точность определения элементов движения. Так, при определении скорости пули винтовки Иж-61 специализированным прибором РС-4М по восьми измерениям средняя скорость составила 119 м/с при среднеквадратическом отклонении 6,07, а при использовании высокоскоростной видеосъемки с учетом масштабирования изображения по дульному срезу ствола – 117,58 м/с при среднеквадратическом отклонении 6,32. При этом автоматизированный метод обработки видеофайлов с применением специализированных программ видеоанализа позволяет принципиально сократить время обработки и исключить влияние человеческого фактора на результаты измерений.
Исследование выполнено при финансовой поддержке ИжГТУ имени М. Т. Калашникова в рамках проекта № ЧДВ-78-20
Библиографические ссылки
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. C. 6–15. DOI: 10.22213/2413-1172-2020-4-6-15.
Антонов А. В., Вдовин А. Ю. Упрощенная имитационная модель сигнала оптического датчика при пересечении дробовым снопом светового экрана // Информационные технологии в науке, промышленности и образовании. 2018. С. 305–309.
Патент № RU 2661069 C1. Способ определения зависимости баллистических характеристик снаряда от условий стрельбы и информационно-вычислительная система для его осуществления / Роговенко О. Н. 2018.
Лаппо Е. А. Использование средств измерения скорости метаемого элемента в судебной баллистической экспертизе: историко-правовой аспект // Судебная экспертиза Беларуси. 2017. №. 2. С. 25–30.
Красноперова Е. А., Вдовин А. Ю., Егоров С. Ф. Корреляционный анализ сигналов оптических датчиков системы на основе световых экранов // Информационные технологии в науке, промышленности и образовании. 2020. С. 266–272.
Вдовин А. Ю., Марков Е. М., Корнилов И. Г. Современная автоматизированная система для оценки скорости перемещения затвора стрелкового оружия // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 15, №. 3. С. 82–87.
Karpenko A. Digital video stabilization and rolling shutter correction using gyroscopes. CSTR, 2011, vol. 1, no. 2, p. 13.
Архипов И. О., Аккузин Р. Т. Измерение размеров структурных элементов зашумленного графического изображения на основе его пространственно-хроматической модели // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2015. № 2 (66). С. 100–102.
Коновалов А. А., Николаев Ю. В. Внешняя бал-листика. М. : ЦНИИ информации, 1979. 228 с.
Фаткуллов И. Р., Фаткуллова Л. Н. Обзор возможностей программ видеоанализа в спорте // Ученые записки университета им. П. Ф. Лесгафта. 2018. № 5 (159). С. 280–283.
Hockicko P., Trpišová B., Ondruš J. Correcting students’ misconceptions about automobile braking distances and video analysis using interactive program tracker. J. of science education and technology, 2014, vol. 23, no. 6, pp. 763-776.
