Принципиально новый инструмент для геодезических измерений запатентовали российские ученые Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК). Вместо широко распространенных деревянных и инварных реек ими предложена концепция активной цифровой рейки - геодезического оборудования нового класса, ключевым элементом которой является активная поверхность, способная генерировать яркий, контрастный и адаптивный измерительный паттерн.
Нивелирная рейка – это мера для измерений превышений, разности высот двух точек на местности. Такие измерения необходимы при геодезических изысканиях, создании карт рельефа местности, инженерном проектировании и строительстве любых объектов, в том числе критической инфраструктуры государства. Традиционно деревянная, она претерпела не много изменений за свою историю: её научились делать складной и более легкой – использовали для этого различные пластики и сплавы, устойчивые к большим перепадам температур. На новые, так называемые цифровые рейки стали наносить штрих- и qr-коды, считываемые цифровыми нивелирами. Но все это не решило важнейшую проблему – высокая точность измерений до сих пор была возможна только в условиях хорошей видимости, в ясную погоду и при свете.
«Наша идея родилась во время исследования первоначальной задачи: адаптации штриха рейки к расстоянию от нивелира», - рассказывает заведующий кафедрой оптико-электронных приборов, доктор технических наук, профессор, Заслуженный работник высшей школы РФ Владимир Соломатин. «Наши коллеги из отрасли обратились к нам за решением проблемы однозначного считывания кода из широких или узких штрихов на различных расстояниях. Мы же пошли дальше и предложили не фиксированную, а динамическую шкалу, которая могла бы изменяться по указанию оператора».
Коренная модернизация самого измерительного процесса позволит решить проблему зависимости качества измерений от внешних условий и конечной дальности действия, потому что дальность уверенного распознавания кода лимитирована физическими принципами: с увеличением расстояния уменьшается угловой размер штрихов кода, из-за атмосферной дымки и влияния рефракции падает контрастность, что в конечном итоге приводит к сбоям в работе алгоритмов декодирования.
Возможность программной генерации открывает перспективы для применения сложных алгоритмов кодирования информации, выходящих далеко за рамки статичного штрих-кода. Активная рейка может использовать пространственно-временное кодирование, адаптируя форму сигнала под текущие условия. В настоящее время научным коллективом разрабатывается программное обеспечение для отображения динамической шкалы на дисплейном экране рейки и считывания данных, что завершит трансформацию нивелирной рейки из простого линейного эталона в активный приемопередатчик информации, создав основу для принципиально новых протоколов высокоточных измерений.
Источник: Минобрнауки России
