Изображение первого скана в накопительном пространстве Хафа приведена на рисунке (Рисунок 50).

Рисунок 50 - Первое изображение в накопительном пространстве Хафа

Прямые найденные на втором изображении приведены на рисунке (Рисунок 51).

Рисунок 51 - Прямые обнаруженные на втором изображении

Изображение второго скана в накопительном пространстве Хафа приведена на рисунке (Рисунок 52).

Рисунок 52 - Второе изображение в накопительном пространстве Хафа

Параметры прямых линий, найденные в среде Matlab приведены на рисунке (Рисунок 53).

Рисунок 53 - Параметры прямых линий

Выходными данными преобразования Хафа являются:

Полученные параметры прямых линий подставляются в формулы для вычисления сдвига изображения 2 относительно изображения 1.

В формулах 32 и 33 вычисляются углы радиус-векторов точек пересечения прямых на сканах.

В формулах 34 и 35 вычисляются длины радиус-векторов точек пересечения прямых на сканах.

После определения точек пересечения прямых на сканах, определяются их сдвиги относительно друг друга по осям X и Y с использованием формул:

Значения вычисленные по формулам 36 и 37 соответствуют перемещению сканирующего лазерного дальномера по осям X и Y.

Угол поворота определяется по параметрам прямых и соответствует разности углов радиус-векторов проведенных из начала координат до прямых. Угол поворота вычисляется по формуле

Результаты вычислений в среде Matlab приведена на рисунке (Рисунок 54)

Рисунок 54 - Результаты вычисления перемещения в среде Matlab

В ходе эксперимента были определены сдвиги по осям и поворот сканирующего лазерного дальномера:

Результаты, полученные при вычислении перемещения, соответствуют, с некоторой погрешностью, схеме эксперимента приведенной на рисунке (Рисунок 55)

Рисунок 55 - Схема проведенного эксперимента

4. Организационно-управленческая часть

Лазерные сканирующие дальномеры необходимы для реализации систем технического зрения. Лазерный сканер позволяет построить карту окружающего пространства в рабочей плоскости, для детектирования препятствий. Структурная схема сканера приведена на рисунке 56.

Рисунок 56 - Структурная схема сканера

4.1 Стоимость

Стоимость сканера складывается и нескольких составляющих [24]:

· Стоимость вычислительного блока;

· Стоимость лазерного излучателя;

· Стоимость фотоприёмного устройства;

· Стоимость генератора стартового импульса;

· Стоимость блока питания;

· Стоимость механической части;

· Стоимость плат и межплатных связей;

· Стоимость оптической системы;

· Оплата труда разработчиков.

Вычислительный блок необходим для время-цифрового преобразования и обработки результатов измерения. Стоимости элементов приведены в таблице (Таблица 7).

Таблица 7 - Стоимость вычислительного блока

Наименование	Количество	Цена	Стоимость
Arduino UNO	1	670	670
TDC-GP22	1	460	460
Кварцевый резонатор	2	25	50
Резисторы	3	0.005	0.015
Конденсаторы	8	0.005	0.04
Итого	1180.055

Лазерный излучатель отправляет пучок света который в дальнейшем детектируется фотоприёмником для измерения времени полёта света. Стоимости элементов излучателя приведена в таблице (Таблица 8).

Таблица 8 - Стоимость лазерного излучателя

Наименование	Количество	Цена	Стоимость
Лазерный диод	1	1200	1200
Транзистор	1	60	60
Конденсаторы	5	0.005	0.025
Резисторы	5	0.005	0.025
Драйвер транзистора	1	120	120
Оптрон	1	33	33
Диоды	1	10	10
Итого	1423.05

Фотоприёмное устройство необходимо для детектирования отраженного от объекта пучка и формирования логического сигнала STOP для вычислительного блока. Стоимости элементов приведена в таблице (Таблица 9).

Таблица 9 - Стоимость фотоприёмного устройства

Наименование	Количество	Цена	Стоимость
Фотодиод	1	270	270
Операционный усилитель	3	320	980
Компаратор	1	350	350
Резисторы	32	0.005	0.16
Конденсаторы	28	0.005	0.14
Диоды	3	10	30
Итого	1630.3

Генератор стартового импульса служит формирования логического сигнала START для вычислительного блока. Стоимости элементов приведена в таблице (Таблица 10).

Таблица 10 - Стоимость генератора стартового импульса

Наименование	Количество	Цена	Стоимость
Фотодиод	1	270	270
Компаратор	1	350	350
Резисторы	8	0.005	0.04
Конденсаторы	10	0.005	0.05
Итого	620.09

Блок питания необходим для преобразования напряжения аккумулятора в напряжения питания блоков сканера. Стоимости элементов приведены в таблице (Таблица 11).

Таблица 11 - Стоимость блока питания

Наименование	Количество	Цена	Стоимость
Преобразователь напряжения	3	680	2040
Стабилизатор напряжения	3	140	420
Конденсаторы	32	0.005	0.16
Итого	2460.16

Механика сканера служит для вращения дальномера в горизонтальной плоскости. Стоимости элементов приведены в таблице (Таблица 12).

Таблица 12 - Стоимость механической части

Наименование	Количество	Цена	Стоимость
Шаговый двигатель	1	750	750
Пластмасса	0.5	1100	550
Транзисторы	4	60	240
Резисторы	5	0.005	0.025
Диоды	4	10	40
Конденсаторы	1	0.005	0.005
Светодиод	1	5	5
Фотодиод	1	130	130
Резисторы	2	0.005	0.005
Итого	1715.035

Все элементы монтируются на платы, платы в свою очередь связываются МГТФ проводами. Стоимости плат и межплатных связей приведена в таблице (Таблица 13).

Таблица 13 - Стоимость плат и межплатных связей

Наименование	Количество	Цена	Стоимость
Макетная плата	2	120	240
МГТФ	2	3.5	7
Разъемы	8	5	40
Итого	287

Для точного измерения расстояния на большой дистанции дальномеру необходима оптическая система. Стоимости элементов оптической системы приведена в таблице (Таблица 14).

Таблица 14 - Стоимость оптической системы

Наименование	Количество	Цена	Стоимость
Коллиматор	1	220	220
Линза	2	130	260
Оптический фильтр	1	75	75
Итого	555

Разработчику сканера необходимо платить заработную плату в

соответствии с объёмом выполняемой работы. В разработке принимает участие инженер-конструктор. Разработка делится на 3 этапа:

· Разработка электронной схемы;

· Разработка механической части;

· Разработка программного обеспечения.

Трудоёмкости каждого этапа приведена в таблице (Таблица 15).

Таблица 15 - Оплата труда разработчиков

Вид работы	Трудоемкость
Разработка электронной схемы	80
Разработка механической части	20
Разработка программного обеспечения	40
Итого	140

Тарифная ставка инженера-конструктора 3 категории - 120 рублей в час. Стоимость разработки, исходя из объёма работ и тарифной ставки, составляет 16800 рублей.

4.2 Затраты на электроэнергию

Мощность сканера - 11 Вт. Расход электричества на 8 часов работы составляет 88 Вт. Для одного года (260 рабочих дней) расход равняется 22,88 кВт.

Стоимость электричества составляет 4,5 руб/кВт.

Итого получаем затраты на электроэнергию за год 3,54*22,88=103 рубля.

Вывод: В данной работе рассчитана стоимость разработанного лазерного сканирующего дальномера (26670.69 рублей). Приведен расчет стоимости отдельных частей сканера. В частности, вычислительный блок стоит 1180.055 рублей, лазерный излучатель - 1423.05, фотоприёмное устройство - 1630.3, генератор стартового импульса - 620.09, блок питания - 2460.16, механика сканера - 1715.035, платы и межплатные связи - 287, оптическая система 555. Ежегодная эксплуатация робота, с учетом затрат на электроэнергию и обслуживание составляет 103 рубля.

5. Охрана труда и защита окружающей среды

На данном этапе выпускной квалификационной работы рассмотрим условия труда инженера - конструктора на стадии разработки лазерного сканирующего дальномера.

5.2 Характеристика параметров по обеспечению безопасности труда

5.2.1 Характеристика нормативных параметров микроклимата рабочего помещения

Микроклимат в помещении, где происходит разработка программной системы, определяется сочетанием температуры рабочей зоны, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающего воздуха.

Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

К опасным и вредным факторам относятся:

· повышенная или пониженная влажность воздуха;

· повышенная или пониженная подвижность воздуха;

· повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны.

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.

Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены. Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению:

· общих и локальных ощущений теплового дискомфорта;

· напряжению механизмов терморегуляции;

· ухудшению самочувствия;

· понижению работоспособности.

Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в тех случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины.

Для обеспечения установленных норм микроклиматических параметров и чистоты воздуха на рабочих местах применяются:

· кондиционеры;

· вентиляционные установки;

· дефлекторы;

· отопительные приборы.

Система отопления должна обеспечивать соответствующие значения температуры воздуха в помещениях в холодный период года. Нагревание воздуха должно быть достаточно постоянным (в течение суток колебания не должны превышать 2-3°С) и равномерным (в горизонтальном направлении колебания температуры не должны превышать 2°С на каждый метр длины, а в вертикальном - 1°С на каждый метр высоты помещения).

Система отопления рассчитывается с учетом потерь тепла через строительные конструкции помещения, на нагрев проникающего внутрь холодного воздуха, а также поступающих извне материалов и оборудования, если они имеют место по технологии.

Для обеспечения установленных норм микроклиматических параметров и чистоты воздуха в машинных залах и других помещениях применяют вентиляцию. Проектирование системы вентиляции предполагает определение расхода воздуха для вентиляции машинного зала и аэродинамический расчет воздуховодов, выбор воздухозаборных и воздухораспределительных устройств.

Приточно-вытяжная вентиляция позволяет, наряду с отводом выделяемых в помещении вредных веществ, с улучшением аэроионного состава воздуха также удалять накопившуюся пыль. В частности, в залах для ПЭВМ, содержание пыли не должно превышать 0,75 мг/м³ при размерах частиц не более 3 мкм. Изначально, воздух, поступающий в помещение, должен очищаться от загрязнений, в том числе от пыли и микроорганизмов с помощью фильтров различного действия.

Количество приточного свежего воздуха определяется технико-экономическим расчетом и выбором системы вентиляции. Расчет воздухообмена проводится по теплоизбыткам от машин, людей, солнечной радиации и внешнего освещения. Минимальный расчет воздуха в машинном зале определяется из расчета 60 м³ на одного работающего при условии двукратного обмена воздуха в час.

Для поддержания определенной температуры, влажности и для очистки воздуха от загрязнений в машинных залах и других помещениях используются системы кондиционирования воздуха.

Постоянство параметров воздушной среды обеспечивает надежную работу ПЭВМ, длительное хранение носителей информации, комфортные условия для обслуживающего персонала.

В настоящее время наибольшее распространение получили два типа систем охлаждения и кондиционирования воздуха: раздельный и совмещенный.

Системы раздельного типа представляют собой устройства кондиционирования воздуха с двумя зонами регулирования, предназначенными соответственно для обеспечения технических средств охлажденным воздухом и машинного зала - свежим кондиционированным воздухом. В таких системах воздух для охлаждения вычислительной техники поступает через пространство под технологическим полом во внутреннее пространство стоек независимо и раздельно от воздуха, подаваемого в машинный зал.

В системе кондиционирования совмещенного типа воздух одновременно подается в машинный зал и для охлаждения вычислительной техники.

Устройства для кондиционирования воздуха необходимы прежде всего в машинном зале, а также в помещениях для размещения сервисной и периферийной аппаратуры и для хранения носителей информации. В домашних условиях при необходимости можно использовать бытовой кондиционер соответствующей мощности, который будет эффективно обеспечивать параметры микроклимата в помещении, особенно летом.

Параметры микроклимата в рабочей зоне:

· в холодный период года должна поддерживается температура воздуха в пределах 22-24 єС, относительная влажность воздуха 40-60 %, скорость движения воздуха 0,1 м/с.

· в теплый период года должна поддерживается температура воздуха в пределах 23-25 єС, относительная влажность воздуха 40-60 %, скорость движения воздуха 0,1 м/с.

Параметры микроклимата в рабочей зоне соответствуют СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы"

5.2.2Характеристика параметров электробезопасности

Фактором поражения человека электрическим током является опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

Проходя через живые ткани, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое воздействия. Это приводит к различным нарушениям в организме, вызывая как местное поражение тканей и органов, так и общее поражение организма. Наравне со всеми системами организма поражается нервная система, что может повлечь необратимые последствия.

Причинами поражения человека электрическим током являются:

· случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимся под напряжением;

· появление напряжения на конструктивных металлических частях электрооборудования - корпусах, кожухах и т.п. в результате повреждения изоляции и других причин;

· появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения устройства.

Для предотвращения поражения электрическим током обеспечено:

· наличие провода защитного заземления в электрической розетке;

· наличие заземляющего контура для внешнего заземления.

Все оборудование, которое используется при работе установки, питается от сети переменного тока напряжением 220 В с частотой 50 Гц. Помещение соответствует первому классу согласно классификации "Правил устройства электроустановок", т.е. без повышенной опасности поражения током. Это сухое, беспыльное помещение с нормальной температурой воздуха и изолированными полами.

Средства защиты от поражения электрическим током установлены ГОСТ 12.4.019-79 "Средства защиты от поражения электрическим током", электроустановки соответствуют ГОСТ 12.1.009-88 "ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения". Предельно допустимые уровни напряжений прикосновений и токов соответствовуют ГОСТ 12.1.038-82 "Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов".

5.2.3 Характеристика параметров электромагнитной безопасности

В результате работы различных частей установки и персонального компьютера возникают электромагнитные излучения, которые оказывают вредное воздействие на рабочего, приводя к:

· нарушению в работе центральной нервной системы;

· нарушению в работе верхних дыхательных путей;

· нарушению в работе сердечно - сосудистой системы;

· нарушению в работе органов пищеварения;

· эндокринологическим заболеваниям;

· снижению иммунитета;

· снижению работоспособности.

Допустимая величина напряженности электромагнитного поля по электрической составляющей на расстоянии 50 см от монитора составляет:

· не более 25 В/м в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц;

· не более 2,5 В/м в диапазоне частот 2 - 400 кГц.

Плотность магнитного потока:

· не более 250 нТл в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц;

· не более 25 нТл в диапазоне частот 2 - 400 кГц.

Поверхностный электростатический потенциал экрана монитора не превышает 500 В.

Для ослабления вредного воздействия электромагнитного поля проведены следующие мероприятия:

· увеличены расстояния между источниками электромагнитного поля и рабочими местами;

· используются мониторы нового поколения с низким уровнем излучения.

Величины напряженности, интенсивности и частоты переменного электромагнитного поля в помещении с ПК соответствуют нормам СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы".

5.2.4 Обеспечение пожаровзрывобезопасности

Согласно ГОСТ 12.1.004-91 опасными факторами пожара, воздействующими на людей, являются:

· Открытый огонь и искры;

· повышенная температура воздуха, предметов и т.п.;

· токсичные продукты горения;

· дым;

· пониженная концентрация кислорода;

· обрушение конструкций, оборудования, коммуникаций.

В процессе проведения анализа структуры управления предприятием в помещении не используются легковоспламеняющиеся и взрывоопасные вещества. Однако в качестве горючего компонента могу служить строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещений, перегородки, двери, полы, мебель, магнитные ленты и диски, изоляция силовых кабелей, а также радиотехнические детали и соединительные провода электронной схемы.

Окислитель в виде кислорода воздуха имеется в любой точке помещения.

Источниками воспламенения могут быть электрические искры, дуги и перегретые участки. Источники воспламенения возникают в электронных схемах, кабельных линиях, вспомогательных электрических и электронных приборах, а также в устройствах, применяемых для технического обслуживания элементов ЭВМ.

Таким образом, при анализе структуры управления предприятием могут существовать все три основных фактора, способствующих возникновению пожара. Подобное помещение относится к категории "В", т.е. пожароопасное, в котором обращаются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Для обнаружения и локализации пожара, эвакуации рабочего персонала, а также для уменьшения материальных потерь выполнены следующие условия:

· наличие системы автоматической пожарной сигнализации;

· наличие эвакуационных путей и выходов;

· наличие первичных средств тушения пожаров: пожарные стволы, внутренние пожарные водопроводы, сухой песок, огнетушители.

Применение воды в машинных залах ЭВМ, в виду опасности повреждения дорогостоящего электронного оборудования, возможно только в исключительных случаях, когда пожар угрожает принять крупные размеры.

Общие требования по пожаровзрывобезопасности соответствуют ГОСТ 12.1.004-91.

5.2.5 Характеристика параметров акустической безопасности

В рабочем помещении характерно наличие механического шума (охлаждающие вентиляторы) и электромагнитного шума (от преобразователей напряжения). Для подобных помещений допустимые уровни звукового давления и уровня шума на рабочем месте не должны превышать 50 дБ (значительных внешних источников шума не имеется). Источники ультразвука и инфразвука в помещении отсутствуют.

Повышенный уровень шума вредно воздействует на нервную систему человека, вызывая:

· гипертонию;

· неврозы;

· усталость;

· частичную потерю слуха;

· повышенное внутри кровяное давление;

· замедление реакции.

Меры по снижению уровня шума: специальная подготовка помещения (звукоизоляция стен, окон, дверей, потолка), установка на системный блок компьютера специального защитного корпуса с малошумным вентилятором.

Шумовые параметры соответствуют СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 приложение 19 п.2.7 и ГОСТ 12.1.003-83: "Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности".

5.2.6 Характеристика параметров освещённости рабочего места сборочного участка

При выполнении сборочных работ приходится выполнять операции, требующие высокой точности расположения элементов друг относительно друга. Недостаточность освещения приводит к напряжению органов зрения, преждевременной усталости и ослабляет внимание. Чрезмерно яркий свет вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света приводит к появлению на рабочем месте резких теней, бликов. Рациональное освещение производственного помещения является одним из важнейших факторов предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний.

Возможны следующие влияния вредных факторов на персонал, работающий на сборочном участке:

· недостаточная освещенность рабочей зоны;

· отсутствие или недостаток естественного света;

· повышенная яркость света;

· пониженная контрастность;

· повышенная пульсация светового потока;

· наличие прямой и отраженной блесткости;

· неправильное направление света;

· неравномерное распределение яркости.

Действие данных факторов вызывает быструю утомляемость и снижение производительности труда, в перспективе может привести к частичной потере зрения.

Условия зрительной работы на операции "пайка":

· минимальные различимые объекты (объект различения) - расстояние между печатными проводниками ;

· фон средний;

· контраст объекта с фоном средний.

Освещение производственных помещений регламентируется СанНиП 23-05-95.

Освещение рабочих мест при операции "пайка" (разряд 2в):

· в светлое время суток - совмещенное боковое;

· в темное время суток - искусственное комбинированное.

Мероприятия по ограничению неблагоприятного воздействия освещения:

· использование стационарного освещения (местного);

· светильники прямого действия, газоразрядных люминесцентных ламп дневного света;

· использование осветительной арматуры, предохраняющей глаза от яркости (экраны);

· рациональное оборудование рабочего места осветительными приборами (правильный выбор защитного угла светильника);

· использование солнцезащитных устройств.

5.2.7 Обеспечение защиты монтажника от загрязнений во премя пайки

При изготовлении лазерного сканирующего дальномера осуществляется монтаж радиоэлементов с помощью пайки свинцовосодержащим припоем (ПОС-61), а так же покраска и лакирование.

В технологическом процессе пайки применяются припой оловянно свинцовый ПОС-61.

С целью повышения качества пайки радиоэлементов используются флюсы. Они необходимы для удаления окислов с поверхности монтажных выводов радиоэлементов.

Количество свинца, выделяемого при пайке припоем ПОС - 61, паяльником мощностью до 60 Вт составляет 0,02-0,04 мг/100 паек (Санитарные правила организации процессов пайки мелких изделий сплавами содержащих свинец N 952-72), а так как предельно-допустимая концентрация составляет 0.01мг/м3 (ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ), то рабочее место пайки требуется оборудовать местной вытяжной вентиляцией.

Для предотвращения ожогов и загрязнения свинцом кожи рук работающих выделяют салфетки для удаления лишнего припоя с жала паяльника, а так же пинцеты для поддерживания припаиваемого элемента.

Для обеспечения безопасных условий труда необходимо провести технические и организационные мероприятия:

· помещение оборудовать местной вытяжной вентиляцией;

· использовать средства индивидуальной защиты (спецодежду, защитные очки);

· обеспечить работающих пинцетами для поддержания припаиваемого вывода, провода или других элементов;

Произведем расчет вытяжного зонта (Рисунок 57) для рабочего места монтажника с целью улучшения вентиляции.

Рисунок 57 - Чертеж вытяжного зонта

Дано: Максимальное количество вредных выделений не превышает 100 м³ /час. Доля фракций размером более 10 мкм составляет более 50% по массе. Начальная концентрация вредных выделений С_н = 0.09 мг/м³. Максимально разовая предельно допустимая концентрация их в атмосфере составляет С_ПДК = 0.01 мг/м³. Температура отходящих газов 40С. Расстояние между зонтом и местом пайки h = 0,3м;

Размеры и площадь рабочей области:

Скорость всасывания в рабочее отверстие вытяжного зонта для паров свинца 1,5 м/с.

Определить геометрические размеры вытяжного зонта круглого сечения Dз, количество удаляемого воздуха L. Расчет геометрических размеров зонта:

Диаметр сечения зонта определяется по формуле:

Количество удаляемого воздуха:

В результате расчета получили, что расход воздуха через местную вытяжную систему превышает объем загрязненного воздуха, что свидетельствует об эффективности данного способа удаления вредных веществ из рабочей зоны монтажника.

5.3 Защита окружающей среды

Некоторые комплектующие лазерного сканирующего дальномера изготовлены посредством печати на 3D принтере, основным материалом которого является АБС-пластик.

Принцип создания прототипов 3D принтером, заключается в послойном наращивании изделия путем укладки расплавленного полимера согласно геометрии разработанного прототипа. Основой для прототипирования является математическая модель, представленная в нужном формате. Процесс создания прототипа полностью автоматизирован.

В отличие от традиционных методов прототипирования, 3D принтеры позволяют исключить значительную долю ручного труда при создании даже самых сложных изделий, например, печать 3D макетов. В объемной печати воплощена концепция "getwhatsee" - получаешь то, что видишь.

Фотополимеры, используемые в качестве сырья, получают путем химической реакции с применением сурьмы - токсичного тяжелого металла. Предметы, напечатанные из такого материала, могут содержать в 100 раз больше тяжелого металла, чем предметы из других полимеров, например, полиэтилентерефталата, из которого производят упаковку для пищевых продуктов.

Фотополимеры, которые используют для 3D-печати, могут стать источником сурьмы на полигонах, мусоросжигательных заводах и в окружающей среде.

Последствия растущего содержания сурьмы в окружающей среде могут быть очень серьезными, особенно если тяжелый металл попадет в водоносные слои с питьевой водой. По побочным эффектам сурьма схожа с мышьяком, в частности она может причинить вред сердцу.

Большинство печатных материалов состоят из полностью перерабатываемой нити и с помощью экструдеров можно выполнить переработку пластиковых отходов в полностью функциональный материал для 3D печати. Если деталь износилась - ее можно просто утилизировать и переработать до состояния нити и начать все сначала. Это эффективный выход из ситуации. Можно остановить все пластиковые загрязнения, а также создать спрос на вторично используемые пластмассы, который в свою очередь будет финансировать утилизацию.

Современные 3D принтеры являются экологически чистым методом прототипирования. В принтеры встроены системы очистки воздуха, представленные аэрозольными фильтрами.

5.3.1 Определение количества выделяющихся веществ

АБС-пластик (акрилонитрилбутадиенстирол) - это ударопрочная техническая термопластическая смола, содержащая 5-35% акрилонитрила, 10-40% бутадиена, 25-80% стирола. Свойства материала зависят от соотношения компонентов. При работе происходит нагрев материала, что приводит к выделению вредных веществ, таких как: стирол, сурьма и т.д.

Стирол C₈H₈ (фенилэтилен, винилбензол, этиленбензол) - бесцветная жидкость со специфическим запахом. Стирол практически нерастворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях, хороший растворитель полимеров. Стирол - яд общетоксического действия, он обладает раздражающим, мутагенным и канцерогенным эффектом и имеет очень неприятный запах (порог ощущения запаха - 0.07мг/мі). При хронической интоксикации у рабочих бывают поражены центральная и периферическая нервная система, система кроветворения, пищеварительный тракт, нарушается азотисто-белковый, холестериновый и липидный обмен. Стирол проникает в организм в основном ингаляционным путём. При попадании на слизистые оболочки носа, глаз и глотки паров и аэрозоля стирол вызывает их раздражение.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) стирола в воздухе рабочей зоны составляет 30 мг/мі.

При печати на принтере с 1 м АБС - пластика выделяется около 200 грамм стирола, что составляет 25 мг/мі. Данная концентрация стирола соответствует допустимой норме.

Акрилонитрил - бесцветная жидкость с характерным запахом миндаля или вишневых косточек, растворима в воде, т. кип.77°C. Пары тяжелее воздуха. Относится к категории СДЯВ (сильнодействующих ядовитых веществ). При печати выделяется 0,2 мг/мі, что соответствует норме ПДК 0,5 мг/мі.

Сурьма - серебристо-белый металл. Применяется в различных сплавах (типографских, антифрикционных, баббитах). Окислы сурьмы (сурьмянистый ангидрид и сурьмяный ангидрид) применяются для изготовления огнестойких текстильных изделий, огнеупорных красок, встречаются в воздухе производственных помещений при плавке сурьмы. ПДК для пыли металлической сурьмы - 0,5 мг/мі, при печати выделяется 0,1 мг/мі. При одновременном присутствии в воздушной среде нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, должно соблюдаться условие:

где ,, - фактические концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/мі;

, , - предельно допустимые концентрации веществ в воздухе рабочей зоны;

По данному условию можно сделать вывод, что при печати на 3D принтере происходит выделение таких вредных веществ, как: стирол, акрилонитрил и сурьма, но оно не наносит вред человеку, т.к. соответствует нормам ПДК.

5.3.2 Класс опасности вредных веществ

Класс опасности вредных веществ - условная величина, предназначенная для упрощённой классификации потенциально опасных веществ. Признаки определения класса опасности установлены стандартом ГОСТ 12.1.007-76 "Классификация и общие требования безопасности". По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности, представленные в таблице (Таблица 16).

Таблица 16 - Классы опасности

Класс опасности	Степень опасности
I	чрезвычайно опасные вещества
II	высокоопасные вещества
III	умеренно опасные вещества
IV	малоопасные вещества

В зависимости от норм и показателей вредных веществ, представленных в таблице (Таблица 17), определяем класс опасности.

Таблица 17 - Нормы и показатели вредных веществ

Наименование показателя	Норма для класса опасности
	I	II	III	IV
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/мі	менее 0,1	От 0,1 до 1,0	От 1,1 до10,0	более 10,0
Средняя смертельная доза (ЛД50) при введении в желудок, мг на 1 кг массы тела	менее 15	От 15 до 150	От 151 до 5000	более 5000
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/мі	менее 500	От 500 до 5000	От 5001 до 50000	более 50 000
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг на 1 кг массы тела	менее 100	От 100 до 500	От 501 до 2500	более 2500

По результатам таблицы можно сделать вывод, что сурьма и стирол относятся ко второму классу опасности.

Выводы: В данной части выпускной квалификационной работы были изложены требования к рабочему месту инженера - конструктора и микроклимату в помещении. Созданные условия должны обеспечивать комфортную работу. На основании изученной литературы по данной проблеме, проведен расчет вытяжного зонта по нормам, подобраны параметры микроклимата помещения, отвечающие нормативным требованиям, а также проведен расчет необходимого воздухообмена в рабочем помещении. Соблюдение условий, определяющих оптимальную организацию рабочего места инженера - конструктора, позволит сохранить хорошую работоспособность в течение всего рабочего дня.

В связи с тем, что разработка комплектующих лазерного сканирующего дальномера не наносит вред окружающей среде, нет необходимости применять какие-либо меры по ее защите.

Заключение

В данной работе был разработан рабочий макет мехатронной системы ориентирования.

Для разработки мехатронной системы ориентирования были проведены расчет и проектирование электронной части, проектирование механической части мехатронной системы. Так же были разработаны алгоритмы работы мехатронной системы ориентирования и программное обеспечение, реализующее алгоритмы работы.

Для разработанной мехатронной системы было проведено исследование точности измерений и построен график зависимости погрешностей от измеряемых расстояний.

Был проведен опыт по определению перемещения на основе изображений, полученных при сканированиях.

С точки зрения экономического обоснования, был произведен расчет стоимости разработки мехатронной системы ориентирования, которая составила 26670,69 руб. Произведен расчет эксплуатационных затрат мехатронной системы ориентирования.

Поставленная цель, заключающаяся в разработке мехатронной системы ориентирования с использованием SLAM технологии, была достигнута.

Результаты работы внедрены в производство предприятием заказчиком.

Список использованных источников

1. Gasteratos A. Computer Vision Systems. 2008, 551 c.

2. SLAM for Dummies. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ocw. mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-412j-cognitive-robotics-spring-2005/projects/1aslam_blas_repo. pdf (дата обращения: 12.02.2015)

3. Simultaneous Localisation and Mapping (SLAM): Part I The Essential Algorithms. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.cs. berkeley.edu/~pabbeel/cs287-fa09/readings/Durrant-Whyte_ Bailey_SLAM-tutorial-I. pdf (дата обращения: 15.02.2015)

4. Fernаndez-Madrigal. Simultaneous Localization and Mapping for Mobile Robots: Introduction and Methods. 2012.497 с.

5. Chang W. Principles of lasers and optics. 2005.352 с.

6. Фёдоров Б.Ф. Лазеры Основы устройства и применение. Москва. 2001.311 с.

7. Вудс Р. Цифровая обработка изображений. Техносфера. 2012.438 с.

8. Эддинс С. Цифровая обработка изображений в среде MATLAB. Техносфера. 2012.362 с.

9. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Мир, 1993.413 с.

10. Тришенков М.А. Фотоприемные устройства и ПЗС. Обнаружение слабых оптических сигналов. Москва. 1992.400 с.

11. Иванов М.Т. Радиотехнические цепи и сигналы. СПбГУ ИТМО2014.374 с.

12. ADA4817-1_4817-2. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ ADA4817-1_4817-2. pdf (дата обращения: 17.03.2015)

13. Большаков И.А. Выделение потока сигналов из шума. Советское радио. 1982.341 с.

14. ADCMP600_601_602. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ ADCMP600_601_602. pdf (дата обращения: 18.03.2015)

15. SPL PL90_3. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://z.compel.ru/item-pdf/6ab8225b60861e32903adc9f7e5ef707 /pn/osram~spl-pl90_3. pdf (дата обращения: 21.03.2015)

16. MIC4451/4452.12A-Peak Low-Side MOSFET Driver Bipolar/CMOS/DMOS. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.micrel.com/_PDF/mic4451. pdf (дата обращения: 21.03.2015)

17. 6N137. High Speed Optocoupler. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vishay.com/docs/84131/6n137. pdf (дата обращения: 21.03.2015)

18. TDC GP-22. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.acam. de/fileadmin/Download/pdf/others/DB_GP22_ru. pdf (дата обращения: 02.04.2015)

19. TEL-2. DC/DC CONVERTER. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tracopower.com/fileadmin/medien/dokumente/pdf/ datasheets/tel2. pdf (дата обращения: 09.04.2015)

20. L79l05ABURT. Negative voltage regulators. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://z.compel.ru/item-pdf/9f3f14c9df99084d8a4db9fb3b 1fd21f/ps/st~l79l05ab. pdf (дата обращения: 09.04.2015)

21. Петрунин И.Е. Справочник по пайке. Москва. 1984.400 с.

22. Нинг-Ченг Ли. Технология пайки оплавлением, поиск и устранение дефектов. Поверхностный монтаж, BGA, CSP и flip chip технологии. Технологии. 2006.497 с.

23. Гришенцев А.Ю. Теория и практика технического и технологического эксперимента. СПбГУ ИТМО. 2010.332 с.

24. Мамбетшаев C.В. Методические указания по выполнению организационно-экономической части дипломного проекта, Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010.20 с.

25. СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".

26. ГОСТ 12.1.012 - 90 "Электробезопасность. Общие требования".

27. ГОСТ 12.2.007.0-75 "Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности".

28. ГОСТ 12.1.003-83 "Допустимые уровни шумов в производственных помещениях".

29. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе. Москва, Химия, 1991.370 с.

30. Технологии охраны здоровья [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://protivogaz.com/pages/fp-300.html (дата обращения: 12.05.15)

Приложения

Приложение А

Содержание конфигурационных регистров время-цифрового преобразователя TDC-GP22

Таблица 18 - Содержание регистра 0

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7…0
ANZ_FIRE	DIV_FIRE	ANZ_PER_CALRES	DIV_CLKHS	START_CLKHS	ANZ_PORT	TCYCLE	ANZ_FAKE	SEL_ECLK_TMP	CALIBRATE	NO_CAL_AUTO	MESSB2	NEG_STOP2	NEG_STOP1	NEG_START	ID0
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	00

Таблица 19 - Расшифровка параметров регистра 0

Параметр	Назначение	Значение
ANZ_FIRE	Устанавливает число импульсов, генерируемых генератором запускающих импульсов	0 = отключен 1 = 1 импульс 2 = 2 импульса … 127 = 127 импульсов
DIV_FIRE	Устанавливает делитель задающей частоты генератора запускающих импульсов	0 = не допущен 1 = деление на 2 2 = деление на 3 3= деление на 4 … 15 = деление 16
ANZ_PER_CALRES	Устанавливает число периодов для калибрации керамического резонатора	0 = 2 периода 1 = 4 периода 2 = 8 периодов 3 = 16 периодов
DIV_CLKHS	Устанавливает предварительный делитель	0 = деление на 1 1 = деление на 2 2 = деление на 4 3 = деление на 8
START_CLKHS	Определяет интервал времени, который чип ждёт после начала осцилляций перед процедурой измерения	0 = Осциллятор отключен 1 = осциллятор непрерывно включён 2 = установленный интервал 480 мкс
ANZ_PORT	Устанавливает число портов используемых при температурных измерениях	0 = 2 порта 1 = 4 порта
TCYCLE	Устанавливает длительность цикла при температурных измерениях	0 = 128 мкс 1 = 512 мкс
ANZ_FAKE	Устанавливает число холстых циклов в начале температурных измерений	0 = 2 измерения 1 = 7 измерения
SEL_ECLK_TMP	Выбор опорной частоты при температурных изменениях	0 = 32.768 kHz 1 = 128 * CLKHS
CALIBRATE	Разрешает/запрещает калибрационные вычисления в ALU	0 = выключена 1 = включена
NO_CAL_AUTO	Разрешает/запрещает автокалибрацию, проистекающую в ВЦП	0 = разрешена 1 = запрещена
MESSB2	переключение в диапазон измерения 2	0 = диапазон измерения 1 1 = диапазон измерения 2
NEG_STOP2	Инвертирование входа STOP2	0=неинвертированный 1 = инвертированный
NEG_STOP1	Инвертирование входа STOP1	0=неинвертированный 1 = инвертированный
NEG_START	Инвертирование входа START	0=неинвертированный 1 = инвертированный

Таблица 21 - Содержание регистра 1

Таблица 22 - Расшифровка параметров регистра 1

Параметр	Назначение	Значение
HIT2	Определяет оператор для окончания обработки данных ALU	0 = Start 1 - 4 = Stop Ch1 9 - C = Stop Ch2
HIT1	Определяет оператор для начала обработки данных ALU	0 = Start 1 - 4 = Stop Ch1 9 - C = Stop Ch2
EN_FAST_ INIT	Разрешает операции fast init	0 = разрешён 1 = запрещён
HITIN2	Число событий, ожидаемых на канале 2	0 = стоп канал 2 не задействован 1 = 1 событие 2 = 2 события 3 = 3 события 4 = 4 события
HITIN1	Число событий, ожидаемых на канале 1	0 = стоп канал 1 не задействован 1 = 1 событие 2 = 2 события 3 = 3 события 4 = 4 события
CURR32K	Опция с низким током потребления для 32 кГц осциллятора	0 = низкий рабочий ток 1 = высокий рабочий ток
SEL_START_ FIRE	Запускающий импульс Firepulse используется как запуск TDC.	0 = разрешён 1 = запрещён
SEL_TSTO2	Определяет функции вывода EN_START.	0 = высокий уровень разрешает вход START 1 = START_TDC выход 2 = STOP1 TDC выход 3 = STOP2 TDC выход

Таблица 23 - Содержание регистра 2

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7…0
EN_INT	RFEDGE2	RFEDGE1	DELVAL1	ID2
1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	00

Таблица 24 - Расшифровка параметров регистра 2

Параметр	Назначение	Значение
EN_INT	Активирует источники прерывания, подключённые по OR.	бит 31 = прерывание Timeout разрешено бит 30 = прерывание End Hits разрешено бит 29 = прерыване ALU разрешено
RFEDGE2	Чувствительность канала 2 по фронтам	0 = по нарастающему фронту 1 = по спадающему фронту
RFEDGE1	Чувствительность канала 1 по фронтам	0 = по нарастающему фронту 1 = по спадающему фронту
DELVAL1	Величина задержки для внутреннего модуля разрешения стопа, событие 1 канал 1	DELVAL1=0 - 16383.96875

Таблица 25 - Содержание регистра 3

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7…0
k. d.	EN_ERR_VAL	SEL_TIMO_MSB2	DELVAL2	ID3
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	00

Таблица 26 - Расшифровка параметров регистра 3

Параметр	Назначение	Значение
EN_ERR_VAL	Тайм-аут заставляет ALU записать 0xFFFFFFFF в регистр выхода	0 = запрещён 1 = разрешён
SEL_TIMO_MSB2	Выбирает делитель для тайм-аут в измеренительном диапазоне 2	0 = 64 мкс 1 = 256 мкс 2 = 1024 мкс 3 = 4096 мкс
DELVAL2	Величина задержки для внутреннего модуля разрешения стопа, событие 2 канал 1	DELVAL2=0 - 16383.96875

Таблица 27 - Содержание регистра 4

Таблица 28 - Расшифровка параметров регистра 4

Параметр	Назначение	Значение
DELVAL3	Величина задержки для внутреннего модуля разрешения стопа, событие 2 канал 1	DELVAL3=0 - 16383.96875

Таблица 29 - Содержание регистра 5

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7…0
CONF_FIRE	EN_START_NOISE	DIS_PHASESHIFT	REPEAT_FIRE	PHFIRE	ID5
0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	00

Таблица 30 - Расшифровка параметров регистра 5

Параметр	Назначение	Значение
CONF_FIRE	Конфигурация выхода для генератора импульсов	Бит 31: FIRE_BOTH Бит 30: разрешает FIRE_UP Бит 29 разрешает FIRE_DOWN
EN_STARTNOISE	Разрешает дополнительный шум для канала старта	1 = включение модуля шума
DIS_PHASESHIFT	Модуль шума фазы. Улучшает результаты измерения и запускается, когда стартовый импульс генерирования производится от тактового сигнала	1 = запрещает шум фазы 0 = разрешает шум фазы
REPEAT_FIRE	Число повторений последовательности импульсов для "квазиобзвона"	0 = нет повторения сигнала 1 = 1 повторение сигнала 2 = 2 повторения сигнала 7 = 7 повторений сигнала
PHFIRE	Разрешает реверсирование фазы для каждого импульса последовательности вплоть до 15 возможных импульсов	0 = нет инверсии 1 = инверсия

Таблица 31 - Содержание регистра 6

Таблица 32 - Расшифровка параметров регистра 6

Параметр	Назначение	Значение
EN_ANALOG	Активирует аналоговую часть ультразвукового измерителя потока	0 = STOP1 и STOP2 являются цифровыми входами 1 = используется аналоговая секция
NEG_STOP_TEMP	Инвертирует SenseT входной сигнал	0 = нет инверсии 1 = инверсия
TW2	Таймер заряжает конденсатор рекомендуемой RC цепи во время использования внутренней аналоговой части	0 = 90 мкс 1 = 120 мкс 2 = 150 мкс 3 = 300 мкс
CYCLE_TEMP	Выбирает таймер для запуска второго измерения температуры кратное 50/60 Гц	0 = 1 1 = 1,5 2 = 2 3 = 2,5
CYCLE_TOF	Выбирает таймер для запуска второго измерения ToF кратное 50/60 Гц	0 = 1 1 = 1,5 2 = 2 3 = 2,5
HZ60	Временной интервал между двумя измерениями базируется на 50 или 60 Гц.	0 = 50 Гц база,20 мс 1 = 60 Гц база, 16,67 мс
FIREO_DEF	Определяет уровень по умолчанию неактивного буффера FIRE.	0 = высокий-Z 1 = низкий
QUAD_RES	Опция улучшения разрешения по фактору 4 с 90 пс до 22 пс	0 = выключено 1 = включено
DOUBLE_RES	Удваевает разрешение от 90 пс до 45 пс	0 = выключено 1 = включено
TEMP_PORTDIR	Порты для измерения температуры измеряют в противоположном порядке	0 = PT1 > PT2 > PT3 > PT4 1 = PT4 > PT3 > PT2 > PT1

Приложение Б

Листинг 1

#include <SPI. h>

const int slaveSelectPin = 8;

const int resetPin = 4;

const int START = 7;

byte res [2];

byte test;

float r [2];

float ToF;

float Result;

int n=0;

int s [4];

int i=0;

int j=0;

int m=0;

int k=0;

int l=0;

int n=0;

float sred=0;

int shagtime=50;

int pos=0;

int flag=0;

unsigned long time1=0;

unsigned long time1_p=0;

unsigned long time2=0;

unsigned long time2_p=0;

boolean pulse=LOW;

int iteration=0;

float data [4] [5000];

float scan [5000];

void RESET ()

{

digitalWrite (resetPin, LOW);

delay (0.001);

digitalWrite (resetPin, HIGH);

}

void INIT ()

{

digitalWrite (slaveSelectPin, LOW);

SPI. transfer (0x70);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

}

void writeReg0 ()

{

digitalWrite (slaveSelectPin, LOW);

SPI. transfer (0x80);

SPI. transfer (0x00);

SPI. transfer (0x24);

SPI. transfer (0x10);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

}

void writeReg1 ()

{

digitalWrite (slaveSelectPin, LOW);

SPI. transfer (0x81);

SPI. transfer (0x19);

SPI. transfer (0x49);

SPI. transfer (0x00);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

}

void writeReg2 ()

{

digitalWrite (slaveSelectPin, LOW);

SPI. transfer (0x82);

SPI. transfer (0xE0);

SPI. transfer (0x00);

SPI. transfer (0x00);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

}

void writeReg3 ()

{

digitalWrite (slaveSelectPin, LOW);

SPI. transfer (0x83);

SPI. transfer (0x00);

SPI. transfer (0x00);

SPI. transfer (0x00);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

}

void writeReg4 ()

{

digitalWrite (slaveSelectPin, LOW);

SPI. transfer (0x84);

SPI. transfer (0x20);

SPI. transfer (0x00);

SPI. transfer (0x00);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

}

void writeReg5 ()

{

digitalWrite (slaveSelectPin, LOW);

SPI. transfer (0x85);

SPI. transfer (0x10);

SPI. transfer (0x00);

SPI. transfer (0x00);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

}

void writeReg6 ()

{

digitalWrite (slaveSelectPin, LOW);

SPI. transfer (0x86);

SPI. transfer (0x00);

SPI. transfer (0x00);

SPI. transfer (0x00);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

}

void ReadDATA ()

{

digitalWrite (slaveSelectPin, LOW);

SPI. transfer (0xB0);

res [1] = SPI. transfer (0x00);

res [0] = SPI. transfer (0x00);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

r [0] =float (res [0]);

r [1] =float (res [1]);

ToF= (r [0] +256*r [1]) *0.09;

Result=ToF*0.299792458/2;

data [iteration] [k] =Result;

k++;

}

void setup ()

{

pinMode (slaveSelectPin, OUTPUT);

pinMode (resetPin, OUTPUT);

pinMode (START, OUTPUT);

digitalWrite (slaveSelectPin, HIGH);

digitalWrite (START, LOW);

RESET ();

SPI. begin ();

SPI. setDataMode (SPI_MODE1);

SPI. setClockDivider (SPI_CLOCK_DIV8);

SPI. setBitOrder (MSBFIRST);

writeReg0 ();

writeReg1 ();

writeReg2 ();

writeReg3 ();

writeReg4 ();

writeReg5 ();

writeReg6 ();

attachInterrupt (0, ReadDATA, LOW);

Serial. begin (9600);

s [0] =10;

s [1] =9;

s [2] =6;

s [3] =5;

pinMode (s [0], OUTPUT);

pinMode (s [1], OUTPUT);

pinMode (s [2], OUTPUT);

pinMode (s [3], OUTPUT);

pinMode (3, INPUT);

digitalWrite (s [0], LOW);

digitalWrite (s [1], LOW);

digitalWrite (s [2], LOW);

digitalWrite (s [3], LOW);

delay (1000);

attachInterrupt (1, STARTSHAG, FALLING);

}

void STARTSHAG ()

{

s [0] =5;

s [1] =6;

s [2] =9;

s [3] =10;

flag=1;

pos=0;

}

void ROTATE1 ()

{

time1=millis ();

if (time1-time1_p>=shagtime)

{

time1_p=time1;

digitalWrite (s [i], HIGH);

digitalWrite (s [j], HIGH);

for (m=0; m<4; m++)

{

if (m! =i && m! =j)

{

digitalWrite (s [m], LOW);

}

}

if (j==i)

{

j= (i+1) %4;

}

else

{

i= (i+1) %4;

}

if (flag==1)

{

pos++;

}

}

}

void LaserPulse ()

{

time2=micros ();

if (time2-time2_p>=125)

{

time2_p=time2;

pulse=~pulse;

digitalWrite (START, pulse);

}

}

void loop ()

{

if (iteration<4)

{

ROTATE1 ();

if (pos==156)

{

s [0] =10;

s [1] =9;

s [2] =6;

s [3] =5;

flag=0;

iteration++;

}

if (pos>=28&pos<=128)

{

LaserPulse ();

}

}

else

{

for (l=0, l<5000, l++)

{

for (n=0, n<4, n++)

{

sred+= (data [n] [l]) /4;

}

scan [l] =sred;

sred=0;

}

for (l=0, l<5000, l++)

{

Serial. println (scan [l]);

}

}

}

Листинг 2

clear;

clc;

A1=zeros (800,800);

A2=zeros (800,800);

alfa=pi/4: pi/2000: 3*pi/4;

r1= [load ('scandata1. txt')];

r2= [load ('scandata2. txt')];

for i=1: 1000

x1 (i) =round (r1 (i). *cos (alfa (i))) +400;

y1 (i) =round (r1 (i). *sin (alfa (i)));

x2 (i) =round (r2 (i). *cos (alfa (i))) +400;

y2 (i) =round (r2 (i). *sin (alfa (i)));

end

for j=1: 1000

A1 (y1 (1, j),x1 (1, j)) =1;

A2 (y2 (1, j),x2 (1, j)) =1;

end

Image1=im2bw (100*A1);

Image2=im2bw (100*A2);

Image1=~Image1;

Image2=~Image2;

imwrite (Image1, '1scan. jpg');

imwrite (Image2, '2scan. jpg');

I1 = imread ('1scan. jpg');

BW1 = edge (I1,'canny');

[H1,T1,R1] = hough (BW1);

P1= houghpeaks (H1,2,'threshold',ceil (0.1*max (H1 (:))));

p1 = T1 (P1 (:,2)); theta1 = R1 (P1 (:,1));

I2 = imread ('2scan. jpg');

BW2 = edge (I2,'canny');

[H2,T2,R2] = hough (BW2);

P2= houghpeaks (H2,2,'threshold',ceil (0.1*max (H2 (:))));

p2 = T2 (P2 (:,2)); theta2 = R2 (P2 (:,1));

L (1,1) =p1 (1);

L (1,2) =p1 (2);

L (2,1) =p2 (1);

L (2,2) =p2 (2);

F (1,1) = (pi*theta1 (1) /180);

F (1,2) = (pi*theta1 (2) /180);

F (2,1) = (pi*theta2 (1) /180);

F (2,2) = (pi*theta2 (2) /180);

fi (1) =atan ( (L (1,1) *cos (F (1,2)) - L (1,2) *cos (F (1,1))) / (L (1,2) *sin (F (1,1)) - L (1,1) *sin (F (1,2))));

fi (2) =atan ( (L (2,1) *cos (F (2,2)) - L (2,2) *cos (F (2,1))) / (L (2,2) *sin (F (2,1)) - L (2,1) *sin (F (2,2))));

ro (1) = ( (L (1,1) /cos (F (1,1))) + (L (1,2) /cos (F (1,2)))) /2;

ro (2) = ( (L (2,1) /cos (F (2,1))) + (L (2,2) /cos (F (2,2)))) /2;

dx=ro (2) *cos (fi (2)) - ro (1) *cos (fi (1));

dy=ro (1) *sin (fi (1)) - ro (2) *sin (fi (2));

dfi= ( ( (F (2,1) - F (1,1)) + (F (2,2) - F (1,2))) /2) *180/pi;

Размещено на Allbest.ru