Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка микросенсорного интеллектуального оптико-электронного модуля с матричным неохлаждаемым приемником теплового излучения на основе микросистемной техники для устройств технического зрения современных робототехнических комплексов

Докладчик: Решетников Иван Александрович

Должность: Ведущий инженер-конструктор

Цель проекта:
1. Разработка оптико-электронного модуля на основе многоэлементного неохлаждаемого приемника инфракрасного излучения и создание на его основе микросенсорного устройства технического зрения. 2. Разработка комплекса научно-технических решений по созданию технологии производства оптико-электронного модуля интеллектуальных МСУ технического зрения на основе микросистемной техники для современных робототехнических комплексов.

Основные планируемые результаты проекта:
1. В рамках ПНИ должны быть получены следующие основные результаты:
- Разработаны методы определения предельных характеристик функционирования МСУ (кадровая частота, точность определения температуры тепловых объектов).
- Разработана технология создания оптико-электронного модуля c матричным неохлаждаемым приемником на основе микроэлектромеханической системы (далее - МЭМС).
- Разработаны алгоритмы по реализации интеллектуальных функций МСУ.
- Подготовлен проект технического задания на проведение ОТР по теме: «Разработка технологии промышленного производства интеллектуального микросенсорного устройства с матричным неохлаждаемым приемником теплового излучения на основе микросистемной техники для устройств технического зрения современных робототехнических комплексов».
- Разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных ПНИ в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках.
2. Основные характеристики планируемых результатов (в целом и/или отдельных элементов), планируемой научной (научно-технической, инновационной) продукции.
Разрабатываемое МСУ предназначено для панорамного сканирования пространства, обнаружения и определения угловых координат тепловых объектов, а также сопровождения изображения теплового объекта в секторе обзора МСУ. МСУ должно позволять обнаруживать тепловые объекты с температурой поверхности от +20 до+ 80 ºC со следующими характеристиками:
спектральный диапазон - от 8 до 14 мкм;
угловое разрешение, градус - не более 2;
на расстоянии, м - от 0,5 до 10,
на тепловом фоне, К - 300.
3. Оценка элементов новизны научных (технологических) решений, применявшихся методик и решений.
В рамках выполнения ПНИ планируется создание результатов интеллектуальной деятельности (РИД), способных к правовой охране (в соответствии со ст. 1225 ГК РФ), в частности в 2015 году планируется к созданию один РИД и в 2016 году планируется к созданию также один РИД. При получении РИД, способных к правовой охране, будут проведены дополнительные патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
4. Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень.
На текущем этапе выполнения ПНИ сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень не проводились.
5. Пути и способы достижения заявленных результатов, ограничения и риски.
Выработанные в ходе выполнения ПНИ технические решения по конструкции оптико-электронного модуля с
матричным неохлаждаемым приемником теплового излучения должны обеспечивать возможность их
практического использования в устройства технического зрения современных робототехнических
комплексов с тепловыми системами видения. Методические подходы по выбору алгоритмов функционирования робототехнических устройств на основе модуля с матричным неохлаждаемым приемником теплового излучения должны быть применимы в производстве высокотехнологичной продукции коммерческого, промышленного и специального назначений.
Организационные риски доведения результатов проекта до практического внедрения могут быть решены путем обеспечения взаимодействия между разработчиком МСУ и производителем конечного оборудования, что обеспечит быстрое практическое внедрение продукта.
Риски, связанные с появлением новых, ранее неизвестных технологий и созданием альтернативных решений не будет препятствовать внедрению продукта, разрабатываемого в рамках проекта, так как разрабатываемый МСУ будет имеет свою нишу среди сходных продуктов, реализованных на ИК приемниках другого типа (фотонные фотоприемники и микроболометрические приемники).

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Описание областей применения планируемых результатов (области науки и техники; отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться или планируемая на их основе инновационная продукция):
Планируемые результаты могут быть внедрены в состав систем технического зрения и использованы в таких областях как:
- энергосберегающие системы для бесконтактного термомониторинга;
-мониторинг работы трансформаторных подстанций и тепловых пунктов с целью своевременного предупреждения возникновения неисправностей и аварий;
- проведение энергоаудита жилых домов и производственных сооружений;
- измерения температуры объектов для мобильных устройств, планшетов и ноутбуках;
- бесконтактное измерение температуры тела человека, такое применение позволит медицинским и образовательным учреждениям производить быстрый бесконтактный мониторинг температуры значительного количества людей с возможностью сохранения данных и графического их отображения.
2. Описание практического внедрения планируемых результатов или перспектив их использования.
На основе практического внедрения планируемых результатов будет создано МСУ для систем технического зрения робототехнических комплексов различного назначения, позволяющее выполнять функции: панорамное сканирование пространства, обнаружение и определение угловых координат тепловых объектов, сопровождение тепловых объектов в секторе обзора МСУ.
3. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие научно-технических и технологических направлений; разработка новых технических решений; на изменение структуры производства и потребления товаров и услуг в соответствующих секторах рынка и социальной сфере. Оценка или прогноз влияния планируемых результатов на развитие исследований в рамках международного сотрудничества, развитие системы демонстрации и популяризации науки, обеспечении развития материально-технической и информационной инфраструктуры.
Создание отечественных систем ИК видения на основе неохлаждаемых приемников ИК излучения, окажет существенное влияние на развитие систем технического зрения различного назначения, а также обеспечит отечественный рынок конкурентоспособным продуктом, способным к импортозамещению.

Текущие результаты проекта:
Основные текущие результаты проекта:
- Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты) - не менее 15 научно-информационных источников за период 2009 – 2013 гг.
- Выполнены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.
- Проводятся исследования и разработка вариантов схемотехнических решений построения оптико-электронного модуля на основе матричного неохлаждаемого приемника теплового излучения.
- Проводятся исследования возможных конструкторских решений по созданию МСУ и проводится их сравнительная оценка.
- Проводятся исследования основных технологических принципов изготовления оптико-электронных модулей для устройств технического зрения современных робототехнических комплексов.
- Разрабатываются методы определения предельных характеристик функционирования МСУ (кадровая частота, точность определения температуры тепловых объектов).
- Проводятся теоретические расчеты предельных характеристик функционирования МСУ.
- Проводится выбор и обоснование оптической системы оптико-электронного модуля на основе микрообъектива.