Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Flotation kinetic tracking of sand contaminated with hydrocarbons : image analysis of pulp color changes in time

Acuña Claudio, Humire José, Leiva Claudio

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2023

|

Vol. 59, iss. 5

art. no. 176307

EN

Hydrocarbon contamination in the environment poses a significant challenge, and various control methods have been explored. Soil remediation by flotation has been proposed as an effective approach. This method involves the separation of hydrophobic compounds, such as soil hydrocarbons, by introducing air into a stirred reactor containing the soil pulp designated for remediation. Experiments were conducted using a 5 L Batch flotation cell to evaluate operating conditions. These experiments focused on obtaining flotation kinetics with different organic mixtures, including fine sands measuring under 150 μm. The experimental design encompassed airflow, hydrocarbon concentration, and surfactant dosage. The research utilized a diluted pulp (3% solids) with a high organic concentration (8 and 17 g/L). Flotation kinetics were measured by developing an innovative technique based on pulp color and image processing software. This technique facilitated the tracking of concentration changes over time under Beer-Lambert's Law. Subsequently, the results were adjusted using kinetic models commonly employed in mineral flotation, including the first-order, Kelsall, and Klimpel models. This comprehensive analysis sought to elucidate the underlying phenomenology and assess the potential for industrial-scale implementation. The laboratory findings indicate the possibility of achieving recoveries of up to 87%, with a first-order kinetic constant of 0.7 (1/min). Both the gas flow rate and the addition of surfactant exert substantial influence on this constant, consistent with the observed phenomenology of this study. This study explores the integration of image analysis in flotation for hydrocarbon-contaminated soil remediation. The research aims to optimize remediation strategies by examining variables such as Beer-Lambert's law and prevalent kinetic models. The study focuses on scalable, eco-friendly decontamination methods, emphasizing enhanced process control and comprehension within soil flotation systems.

2

Effect of coagulation conditions on size and morphology of phytoplanktonic organism aggregates

Kapuścińska Ewelina

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 12

41--48

EN

This paper presents results of research on changes in morphological parameters and fractal dimensions of Monoraphidium contortum and Microcystis aeruginosa cell aggregates obtained from coagulation using FeCl3. The study used Morphologi G3 as microscopic image analyzer. Based on the microscopic image analysis, the aggregates specific morphological parameters were determined: equivalent diameter (de), „elongation”, „solidity” and aggregate fractal dimensions - D1 and D2. It was found that, size of phytoplankton cell aggregates was subordinated to log-normal distribution. The analysis of changes in aggregate size distribution indicated that along with the increase of coagulant doses (Dc) and flocculation time (tf), their mean equivalent diameter increased. The average diameter of aggregates, on the other hand, decreased with increasing velocity gradient (G). Along with the increase in the amount of energy introduced into the system during mixing (G), a tendency to elongate cell aggregates and reduce their solidity was observed. The morphological characteristics of phytoplankton aggregates based on morphological parameters and fractal geometry allowed to observe a significant relationship between D2 and „solidity”. An increase in the morphological parameter in the form of „solidity” was associated with an increase in the value of the second fractal dimension. Aggregate size evolution, at a constant velocity gradient, occurred in three stages: aggregate growth (I), aggregate break-up (II) and steady state (III). The size and spatial structure of aggregates influenced sedimentation properties of flocs. The reduction of the mean equivalent diameter and solidity of aggregates resulted in a slower sedimentation rate of aggregates.

PL

W pracy poddano analizie zmiany parametrów morfologicznych i wymiarów fraktalnych agregatów komórek zielenicy Monoraphidium contortum oraz sinicy Microcystis aeruginosa ,,uzyskanych w wyniku koagulacji prowadzonej z wykorzystaniem chlorku żelaza (III). W badaniach wykorzystano analizator obrazu Morphologi G3. Zastosowana metoda cyfrowej analizy obrazu mikroskopowego pozwoliła na scharakteryzowanie zarejestrowanych cząstek za pomocą szeregu parametrów morfologicznych: średnica równoważna (dr), „wydłużenie”, „zwartość”. Ponadto, w oparciu o analizę obrazu mikroskopowego, wyznaczono wymiary fraktalne - D1 i D2. Stwierdzono, że wielkość agregatów komórek fitoplanktonu była podporządkowana rozkładowi log-normalnemu. Przeprowadzona analiza zmian rozkładów wielkości agregatów wskazała, że wraz ze wzrostem dawek koagulantu (Dk) i czasu flokulacji (tf) następował wzrost ich średniej średnicy równoważnej. Średnia średnica agregatów uległa natomiast zmniejszeniu wraz ze wzrostem gradientu prędkości (G). Zwiększanie ilości energii wprowadzanej do układu podczas mieszania (G), prowadziło do wydłużania się agregatów komórek oraz zmniejszania ich zwartości. Charakterystyka morfologiczna agregatów fitoplanktonu, oparta na parametrach morfologicznych i geometrii fraktalnej pozwoliła zaobserwować istotną zależność pomiędzy D2, a „zwartością”. Wzrost parametru morfologicznego w postaci „zwartości” związany był ze zwiększeniem wartości drugiego wymiaru fraktalnego. Zaobserwowano, że zmiana wielkości agregatów w czasie, przy stałym gradiencie prędkości zachodziła w trzech etapach: wzrost agregatów (I), rozpad agregatów (II) i ustalenie stanu równowagi (III). Wielkość i struktura przestrzenna agregatów wpływała na właściwości sedymentacyjne kłaczków. Zmniejszenie średniej średnicy równoważnej i zwartości agregatów decydowało o mniejszej prędkości sedymentacji agregatów.

3

Sztuczna inteligencja w systemach wizyjnych

Dozór Techniczny

|

2023

|

z. 3

18--19

PL

Większa produktywność i wyższa jakość - jak systemy wizyjne oparte na sztucznej inteligencji mogą pomóc firmom łatwo zautomatyzować procesy produkcyjne. Najnowsze osiągnięcia w zakresie analizy obrazu opartej na AI sprawiły, że systemy wizyjne stały się dostępne dla wszystkich firm, również tych bez zaplecza technicznego czy wiedzy programistycznej.

4

Grain size measurement using a semi-automatic calculation tool

Mernache Fatah, Sehisseh Abdelaziz, Amrane Amina, Hadji Said, Melhani Yasmine, Grine Mohamed, Messai Lakhdar

Computer Methods in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, No. 1

27--34

EN

This paper focuses on the development of a semi-automatic calculation tool to measure the Mean Linear Intercept (MLI) grain size of ceramics and other materials. The calculation tool was first verified and validated by using a certified micro-ruler and literature microstructures. It was then used to investigate the grain growth of UO2 pellets elaborated under different conditions. The tool offers the advantage of accuracy as well as the ability to quantify microstructures obtained with poor image quality. The estimated measurement errors were found to be less than 1 μm. The developed tool, mainly for the purpose of time-saving, allowed us to follow the microstructure (grain size) evolution of the elaborated UO2 fuel with different additives.

5

Supported by 2D and 3D Imaging Methods Investigation of the Influence of Fiber Orientation on the Mechanical Properties of the Composites Reinforced with Fibers in a Polymer Matrix

Saraczyn Robert, Deroszewska Martyna, Kowaluk Tomasz, Skołek Emilia, Rządkowski Witold, Myszka Dawid

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 3

170--183

EN

The aim of this study was to examine the behavior of the carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites depending on the fiber orientation and to understand the influence of microstructural discontinuities on mechanical properties. For the tests 210 gsm prepreg composite and 200 gsm carbon fabric with polymer matrix have been used. Samples were structured and later examined according to the ASTM-D3039 and ASTM-D3878 (equivalents are ISO 20975, ISO 527-4 and ISO 527-5). Accordingly, to the number of layers, three ways of the fibers arranging in relation to the applied force were used. Mechanical properties were determined in a static tensile test. The results of imaging studies, which included analyzes of Digital Image Correlation, Computed Tomography and Scanning Electron Microscopy, showed structural discontinuities, specific stress distribution and propagation of stresses depending on the production technology, which were correlated with the obtained strength results. The source of the gradual development of the degradation of the composite structure was observed in local microdamages and microcracks. As a result of a sub-critical crack growth within the resin matrix material, the defects are subject to a complex, multi-axial stress field on the micro-scale, even if the globally applied force is axial. Samples in which the load was applied along the axis of the fibers behave like an elastic material, while samples, where the force is applied at an angle to the axis of the fibers, tend to behave like an elastic-plastic material.

6

Evaluation of Density Fields of Numerical Analysis Output of Solid Carbon Dioxide Extrusion Process

Górecki Jan, Lindner Tymoteusz, Wałęsa Krzysztof

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 4

235--248

EN

Efforts to reduce energy consumption and explore alternative energy sources are paramount in production process research. However, a research gap exists regarding the evaluation of density fields in numerical analysis output of solid carbon dioxide (CO2) extrusion. This study aims to address this gap by examining the density fields in the numerical analysis output of the extrusion process for solid CO2, commonly known as dry ice. Dry ice, a by-product of ammonia compounds production, requires efficient management due to its high sublimation rate. Ram pressing is a commonly used method for compressing dry ice, but the resulting product often exhibits non-uniform density fields, presenting challenges for process optimization. To bridge this research gap, an algorithm is verified for determining the percentage share of density fields in the numerical simulation results. By comparing simulations using single- and multiple-cavity dies, the algorithm provides valuable insights into the distribution of density within the extruded solid CO2. In overcoming the limitations of subjective comparative evaluation, this study offers objective measures for assessing and comparing numerical analysis outputs. The findings contribute to a deeper understanding and optimization of the solid CO2 extrusion process, facilitating the production of high-density dry ice products with reduced energy consumption. In conclusion, this research not only bridges the research gap in evaluating density fields but also advances the field of solid CO2 extrusion and waste materials management.

7

The effects of arc voltage and shielding gas type on the microstructure of wire arc additively manufactured 2209 duplex stainless steel

Kemény Dávid Miklós, Sándor Bence, Varbai Balázs, Katula Levente Tamás

Advances in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, nr 4(78)

62--82

EN

Duplex stainless steels (DSSs) are widely used due to their corrosion resistance. Austenite and ferrite determine the excellent properties. Ferrite provides strength and good corrosion resistance, while austenite provides toughness and weldability. During our research,samples were producedwith ER 2209 duplex steel wire using wirearc additive manufacturing (WAAM). Two different 17V and 19V arc voltages were used during the production. Two shielding gases were used for each voltage: M12-ArC-2.5 and M12-ArHeC-20/2. The research aimed to determine the ferrite ratio as a function of the welding parameters. The ferrite(or austenite)content must be between 30% and 70% for duplex stainless steel welds, according to the ISO 17781 standard.Based on our research, it can be stated that the austenite ratio increases as the voltage increases, thus failing to fulfill the standard's requirements. The helium content reduced the ferrite ratio even when the 17V voltage was used due to the gas's higher ionizationpotential. During the metallographicexamination, our welded samples met the standardrequirements for the austenite content for17V arc voltage and M12-ArC-2.5 shielding gas. The ferrite content in the entire sample cross-sectionfell between 30-42% duringferitscopeand image analysis measurements. These welding parameters can be recommended for industrial applications.

8

Zastosowanie metod uczenia maszynowego w analizie obrazu mikroskopowego płytek ceramicznych

Gąsiński Arkadiusz, Tymowicz-Grzyb Paulina

Szkło i Ceramika

|

2022

|

R. 73, nr 2

34--37

PL

Współczesne metody badań stosowane w nowoczesnych technikach badawczych spowodowały, że zbierane są ogromne ilości danych, które muszą być poddane dalszej analizie. Uczenie maszynowe pomaga interpretować zgromadzone dane, a po ich przetworzeniu może pomóc podjąć dalsze decyzje. Metoda ta ma coraz większe zastosowanie w kontroli jakości wyrobów. W artykule przedstawiono zastosowanie nadzorowanej wersji uczenia maszynowego w badaniach nad optymalizacją rozpoznawania faz chemicznych z obrazów mikroskopowych i obrazów składu chemicznego dla płytek ceramicznych. Stwierdzono, że w przypadku opracowanych danych z elektronowej mikroskopii skaningowej, najlepsze wyniki uzyskano dla algorytmu CART (drzewo decyzyjne). Zastosowana metodyka znacznie usprawnia przeprowadzenie badań i poprawia jakość uzyskanych analiz obrazu w odniesieniu do standardowego oprogramowania mikroskopów.

EN

Contemporary research methods used in modern research techniques often result in the collection of huge amounts of data that must be further analyzed. Machine learning helps to interpret the collected data, and after their processing, it can help you make further decisions. The article presents the use of the supervised machine learning in research on the optimization of the recognition of chemical phases from microscopic images and chemical composition images for ceramic tiles. It was found that in the case of the developed data from scanning electron microscopy, the best results were obtained for the CART algorithm (decision tree structure). The applied methodology significantly improve the conduct of research and ameliorate the quality of the obtained image analyzes.

9

Stanowisko do automatycznego badania parametrów aparatów cyfrowych

Konieczka Adam, Balawajder Szymon

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 9

209--212

PL

W artykule przedstawiono skonstruowane stanowisko laboratoryjne do automatycznego badania wybranych parametrów jakościowych urządzeń rejestrujących obrazy cyfrowe. Na stanowisku można przebadać zarówno aparaty cyfrowe (lustrzanki oraz tzw. bezlusterkowce) jak i smartfony, kamery internetowe, kamery monitoringu czy kamerki samochodowe. Uzyskane na stanowisku obrazy testowe są analizowane przez opracowane oprogramowanie, które generuje raport w postaci tabeli z wynikami analizy.

EN

The article presents a constructed laboratory stand for automatic testing of selected quality parameters of devices recording digital images. At the stand, it is possible to test both digital cameras (SLRs and so-called mirrorless cameras) as well as smartphones, webcams, monitoring cameras and car cameras. The test images obtained on the stand are analyzed by the prepared software, which generates a report in the form of a table with the results of the analysis

10

Application of the OpenCV library in indoor hydroponic plantations for automatic height assessment of plants

Pietrzykowski Sławomir Krzysztof, Wymysłowski Artur

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2022

|

Vol. 16, No. 2

55--63

EN

This paper presents a method for automatically measuring plants’ heights in indoor hydroponic plantations using the OpenCV library and the Python programming language. Using the elaborated algorithm and Raspberry Pi-driven system with an external camera, the growth process of multiple pak choi cabbages (Brassica rapa L. subsp. Chinensis) was observed. The main aim and novelty of the presented research is the elaborated algorithm, which allows for observing the plants’ height in hydroponic stations, where reflective foil is used. Based on the pictures of the hydroponic plantation, the bases of the plants, their reflections, and plants themselves were separated. Finally, the algorithm was used for estimating the plants’ heights. The achieved results were then compared to the results obtained manually. With the help of a ML (Machine Learning) approach, the algorithm will be used in future research to optimize the plants’ growth in indoor hydroponic plantations.

11

Ocena jakości ściany wykonanej w technologii druku 3D za pomocą systemu analizy obrazu

Skibicki Szymon

Inżynieria i Budownictwo

|

2022

|

R. 78, nr 3-4

124--127

PL

W artykule przedstawiono pilotażowe badania dotyczące zastosowania systemu analizy obrazu do oceny jakości struktur wykonanych w technologii druku 3D kompozytów cementowych. Zaproponowany algorytm w sposób prawidłowy ocenia jakość powierzchni wydrukowanych elementów. Analiza nieciągłości mieszanki tą metodą może być przydatna nie tylko w ocenie estetyki wykonanych elementów, ale także możliwe jest jej powiązanie z właściwościami mechanicznymi, skurczem oraz trwałością drukowanej struktury.

EN

The paper presents a pilot study on the use of an image analysis system to assess the quality of structures made in the 3D printing technology of cementitious composites. The proposed algorithm correctly evaluated the surface quality of the printed elements. Analysis of the path discontinuity with this method can be useful not only in the assessment of the aesthetics of the manufactured elements, but also it is possible to link it with the mechanical properties, shrinkage and durability of the printed structure.

12

An overview of the possibilities of combining medical imaging with deep learning techniques focused on CT

Podolszańska Jolanta

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2022

|

Vol. 11, nr 3

191--194

EN

Combining tomographic imaging with deep learning techniques enables image analysis. There are still many questions in the subject of image reconstruction from projection using a deep neural network. This publication focuses on biomedical imaging with an emphasis on developing a new generation of image reconstruction techniques using deep neural networks. Such targeted research may lead to the development of intelligent use of knowledge in big data, including innovative approaches to the reconstruction of tomographic images and further development in the area of diagnostic imaging. Fully utilizing the possibilities of machine learning in biomedical imaging will be the first step in the development of new translational techniques.

PL

Połączenie obrazowania tomograficznego z technikami uczenia głębokiego umożliwia analizę obrazu. W dziedzinie rekonstrukcji obrazu z projekcji za pomocą głębokiej sieci neuronowej wciąż istnieje wiele wątpliwości. Ta publikacja skupia się na obrazowaniu biomedycznym z naciskiem na opracowanie nowej generacji technik rekonstrukcji obrazów właśnie z użyciem głębokich sieci neuronowych. Tak ukierunkowane badania mogą prowadzić do rozwoju inteligentnego wykorzystania wiedzy z zakresu big data, w tym innowacyjnych podejść do rekonstrukcji obrazów tomograficznych oraz dalszego rozwoju w obszarze diagnostyki obrazowej. W pełni wykorzystane możliwości uczenia maszynowego w obrazowaniu biomedycznym będzie pierwszym krokiem do rozwoju nowych technik translacyjnych.

13

Image Analysis as a Method of the Assessment of Yarn for Making Flat Textile Fabrics

Idzik Marcin, Idzik Marek

Autex Research Journal

|

2022

|

Vol. 22, no. 2

201--207

EN

During the technological processing of staple fibers into yarn drafting, waves are formed which increase the irregularity of yarn linear density and consequently affect the yarn quality. Even a correctly performed technological process does not allow one to completely eliminate yarn faults (thin and thick places, neps) and yarn irregularity. All the yarn imperfections distinctly become apparent in flat textiles made of such a yarn. The quality of the yarn produced should be assessed already in spinning mill, using the results obtained to conclude on the quality of woven or knitted fabrics. Modern metrological laboratories in spinning mills possess Uster Tester 5 (UT5) apparatuses that not only assess the yarn quality with respect to the irregularity of linear density, faults (thin and thick places, neps), or hairiness, but also using the test results obtained make it possible to create a digital image of the predicted appearance of a flat fabric made of the yarn tested. This article presents a computer-aided method of the analysis of the woven and knitted fabric images obtained from UT5 that allows one to assess the significance of particular yarn parameters in the predicted appearance of flat fabrics.

14

Parametric classification of ferromagnetic bottom objects based on an image analysis of magnetic anomaly map

Bodus-Olkowska Izabela, Uriasz Janusz

Annual of Navigation

|

2022

|

No. 28

18--28

EN

The magnetic properties of ferromagnetic objects or naturally occurring minerals such as ores can be detected and mapped using magnetic field theory studies. Magnetometry water area survey are commonly used for the purposes of detecting the oil or gas pipelines, shipwrecks and their equipment (i.e. anchors or engines), wrecks of airplanes or cars, barrels, containers, unexploded ordnances and mines and other metal debris. It is possible by detecting the magnetic anomalies they induce. The following article is presenting the stages of geoclassification of the bottom objects based on the analysis of a magnetic anomaly map. In order to determine the conditions and parameters of geoclassification, a catalog of ferrous seabed bottom features was previously developed. The catalog is dedicated to inland water areas and contains the characteristics of features potentially possible to meet in these waters along with the parameters of the magnetic anomaly they induce: e.g. spatial dimensions (length, width, area, perimeter, value ratio) together with the value of the generated anomaly itself. The further part of the article presents the map segmentation process, carried out for the purpose of detecting the areas covered by an anomaly and then dimensioning it along with the classification procedure. The whole process is summarized with the verification of the correctness of the method's operation on modeled and real anomalies.

15

Systemy wizyjne automatu do przedsiewnego przygotowania żołędzi

Tylek Paweł, Tadeusiewicz Ryszard, Jabłoński Mirosław, Piłat Adam, Kaliniewicz Zdzisław, Adamczyk Florian, Klocek Jakub

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 1

188--191

PL

W przypadku żołędzi przeznaczonych do siewu w szkółkach leśnych powszechnie stosuje się skaryfikację mechaniczną, polegającą na odcięciu od strony znamienia ich końców. Ten pracochłonny zabieg przyspiesza kiełkowanie nasion oraz wyrównuje wschody. Wartością dodaną skaryfikacji jest możliwość wzrokowej oceny zmian mumifikacyjnych żołędzi i odrzucenia nasion nekrotycznych. Autorzy podjęli się opracowania urządzenia do automatyzacji ww. procesów, który został wyposażony w dwa niezależne systemy rozpoznawania i analizy obrazów.

EN

In the case of acorns intended for sowing in forest nurseries, mechanical scarification is commonly used, consisting in cutting off their ends. This laborious treatment accelerates seed germination and even out the size of the seedlings. The added value of scarification is the ability to visually assess the mummification changes of acorns and the rejection of necrotic seeds. The authors undertook to develop a device for the automation of the above-mentioned processes, which has been equipped with two independent image recognition and analysis systems

16

Prowadzenie badań dotyczących zachowań pracowników w warunkach budowy

Rosicki Łukasz

Przegląd Budowlany

|

2021

|

R. 92, nr 7-8

86--89

PL

Artykuł skupia się na problematyce prowadzenia badań dotyczących zachowań robotników na placu budowy. Omówione zostały zarówno metody pośrednie czyli głównie badania sondażowe, jak i badania prowadzone bezpośrednio w miejscu wykonywania prac (in situ). Szczególną uwagę poświęcono omówieniu wad i zalet metod bezinwazyjnych pomiarów prowadzonych przy zastosowaniu czujników radiowych i analizy obrazu wideo. Przeanalizowano podstawowe wymagania stawiane technologiom śledzenia ruchu robotników w czasie rzeczywistym.

EN

This article focuses on the issues of conducting research on the behavior of workers on construction sites. Both indirect methods, i.e. mainly survey research, and research conducted directly at the work site (in situ) were discussed. Particular attention was paid to discussing the advantages and disadvantages of non-invasive measurement methods using radio sensors and video image analysis. The basic requirements for real-time worker tracking technologies were analyzed.

17

IT Techniques for the Assessment of Pollutants in Loose Food Raw Materials®

Szwedziak Katarzyna, Doleżal Petr, Podsędek Sebastian, Kotysz Dominika

Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego

|

2021

|

nr 1

5--10

EN

The grain and milling industry deals with the grinding of grain into flour and groats. These processes take place in mills. During the technological process of producing flour and groats, contamination may occur, which reduces the quality of end products. Before the product is introduced into the consumption cycle, the flours and groats are subjected to laboratory analysis, including in terms of product purity. This analysis is based on the organoleptic determination of the amount of contamination in flour and grain products using the sense of sight. The article presents innovative techniques for assessing the quality of the pollution level using image analysis and artificial neural networks (ANNs). Wheat flour was used for laboratory tests.

PL

Przemysł zbożowo-młynarski zajmuje się przemiałem zboża na mąkę i kasze. Procesy te odbywają się w młynach. W czasie procesu technologicznego produkcji mąki oraz kasz, może dojść do zanieczyszczeń, co powoduje obniżenie jakości produktów końcowych. Przed wprowadzeniem produktu do obiegu konsumpcyjnego, mąki i kasze poddawane są analizie laboratoryjnej, między innymi pod względem czystości produktu. Analiza ta polega na organoleptycznym określeniu za pomocą zmysłu wzroku ilości zanieczyszczeń w mące i przetworach zbożowych. W artykule przedstawiono innowacyjne techniki oceny jakości poziomu zanieczyszczeń wykorzystujące analizę obrazu oraz sztuczne sieci neuronowe (SSN). Do badań laboratoryjnych wykorzystano mąkę pszenną.

18

Sieć miniaturowych czujników termowizyjnych do wykrywania i śledzenia obiektów

Bieszczad Grzegorz, Sosnowski Tomasz, Sawicki Krzysztof, Gogler Sławomir, Ligienza Andrzej, Mścichowski Mariusz

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2021

|

R. 25, nr 4

57--66

PL

W artykule przedstawiono koncepcję i realizację sieci czujników zobrazowania w podczerwieni służącą do lokalizacji i śledzenia obiektów. Sieć czujników używa zespołu wielu miniaturowych mikrobolometrycznych kamer termowizyjnych o niskiej rozdzielczości (80 × 80 pikseli) do wykrywania, śledzenia i lokalizacji obiektów w obszarze obserwacji. Zastosowanie systemów termowizyjnych reagujących na promieniowanie podczerwone pochodzące z obiektów sprawia, że system jest odporny na warunki oświetlenia zewnętrznego i warunki środowiskowe. Jednocześnie zastosowanie czujnika podczerwieni wymaga zastosowania specjalnie zaprojektowanych, dedykowanych technik przetwarzania obrazu. W artykule opisano techniki przetwarzania obrazu, sposoby lokalizacji obiektów, pomiary dokładności, porównanie z innymi znanymi rozwiązaniami oraz wnioski końcowe.

EN

This paper presents a concept and implementation of an infrared imaging sensor network for object localization and tracking. The sensor network uses multiple low-resolution (80× 80 pixels) microbolometric thermal cameras to detect, track and locate an object within the area of observation. The network uses information simultaneously acquired from multiple sensors to detect and extract additional information about object’s location. The use of thermal-imaging systems responsive to objects’ natural infrared radiation, makes the system resistant to external illumination and environmental conditions. At the same time, the use of infrared sensor requires application of specially designed, dedicated image processing techniques appropriate for this kind of sensor. The paper describes: image processing techniques, means of object localization, accuracy measurements, comparison to other known solutions and final conclusions.

19

Kamera termowizyjna wspomagająca nawigację pojazdów UAV

Bieszczad Grzegorz, Sawicki Krzysztof, Gogler Sławomir, Ligienza Andrzej, Mścichowski Mariusz

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2021

|

R. 25, nr 3

43--50

PL

Tematem artykułu jest ocena skuteczności opracowanego czujnika przeznaczonego do wspomagania nawigacji bezzałogowych statków powietrznych (BSP). Jego działanie opiera się na przetwarzaniu obrazów pozyskiwanych z kamery termowizyjnej pracującej w paśmie długofalowej podczerwieni (LWIR) umieszczonej pod podwoziem pojazdu. Przemieszczenie przestrzenne pojazdu określane jest poprzez analizę ruchu charakterystycznych punktów promieniowania cieplnego (grunt, las, budynki itp.) na zdjęciach uzyskanych za pomocą kamery termowizyjnej. Zakres i kierunek przemieszczenia uzyskuje się poprzez przetwarzanie strumienia kolejnych obrazów za pomocą algorytmu opartego na przepływie optycznym wyznaczanym w czasie rzeczywistym. Analiza rozkładu promieniowania pozwala na obliczenie wektora translacji kamery w przestrzeni. Zaletami systemów pomiarowych opartych na analizie obrazu termicznego, w porównaniu z tradycyjnymi inercyjnymi czujnikami nawigacyjnymi, jest brak efektu dryftu, odporność na zmiany pola magnetycznego, mała podatność na zakłócenia elektromagnetyczne oraz na zmiany warunków atmosferycznych. W przeciwieństwie do czujników czułych na światło widzialne, czujnik termowizyjny oferuje pracę w całkowitej ciemności (noce o złej pogodzie i w pomieszczeniach).

EN

The topic of this paper is an evaluation of developed sensor intended for navigation aid of unmanned aerial vehicles (UAVs). Its operation is based on processing images acquired with a thermal camera operating in the long-wave infrared band (LWIR) placed underneath a vehicle’s chassis. The vehicle’s spatial displacement is determined by analyzing movement of characteristic thermal radiation points (ground, forest, buildings, etc.) in pictures acquired by the thermal camera. Magnitude and direction of displacement is obtained by processing the stream of consecutive pictures with optical-flow based algorithm in real time. Radiation distribution analysis allows to calculate camera’s self-translation vector. Advantages of measuring translation based on thermal image analysis is lack of drift effect, resistance to magnetic field variations, low susceptibility to electromagnetic interference and change in weather conditions as compared to traditional inertial navigation sensors. As opposed to visible light situational awareness sensors, it offers operation in complete darkness (harsh weather, nights and indoors). The topic of this paper is an evaluation of developed sensor intended for navigation aid of unmanned aerial vehicles (UAVs). Its operation is based on processing images acquired from a thermal camera operating in the long-wave infrared band (LWIR) placed underneath a vehicle’s chassis. The vehicle’s spatial displacement is determined by analyzing movement of characteristic thermal radiation points (ground, forest, buildings, etc.) in pictures acquired by the thermal camera. Magnitude and direction of displacement is obtained by processing the stream of consecutive pictures with optical-flow based algorithm in real time. Radiation distribution analysis allows to calculate camera’s self-translation vector. Advantages of measuring translation based on thermal image analysis is lack of drift effect, resistance to magnetic field variations, low susceptibility to electromagnetic interference and change in weather conditions as compared to traditional inertial navigation sensors. As opposed to visible light situational awareness sensors, it offers operation in complete darkness (harsh weather, nights and indoors).

20

Wyniki badań testu wytrzymałościowego próbki węgla w świetle badań tomograficznych

Dohnalik Marek, Krakowska-Madejska Paulina, Puskarczyk Edyta, Jelonek Iwona

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 1

3--9

PL

Celem niniejszej pracy było sprawdzenie możliwości wykorzystania rentgenowskiej tomografii komputerowej (CT) do obserwacji spękań w badanej próbce węgla przed i po teście geomechanicznym, przeprowadzonym w stanie trójosiowych naprężeń (TRX). W pracy przedstawiono zastosowanie dwóch specjalistycznych technik laboratoryjnych: rentgenowskiej tomografii komputerowej i geomechanicznego trójosiowego testu ściskania. Testy geomechaniczne przeprowadzono za pomocą zestawu pomiarowego TRX-070, GCTS (USA), rejestrując pełną charakterystykę naprężeniowo-odkształceniową. Podczas trójosiowych testów ściskania wykonano też innowacyjne równoczesne pomiary prędkości fal P i S. Próbkę analizowano w dwóch etapach, zdefiniowanych ze względu na stan próbki w obrazie CT: pomiar CT wykonany na nienaruszonej próbce węgla (etap 1) oraz otrzymany po teście zniszczeniowym (etap 2). W pierwszym etapie próbka została zeskanowana w celu odzwierciedlenia początkowego stanu struktury porowej wraz z układem mikropęknięć. Drugi etap reprezentuje próbkę po badaniu geomechanicznym. Dla każdego z etapów przeprowadzono szczegółową analizę struktury porowej. W wyniku proponowanego połączenia wymienionych metod w każdym etapie uzyskano obrazy struktury porów. Próbkę analizowano pod kątem liczby i kierunków propagacji pęknięć i zmian w strukturze porów. Interpretacja jakościowa i ilościowa opierała się na rejestracji zmiany liczby pustek, średnic pęknięć, kątów zapadania i porównaniu struktury porowej pomiędzy stanem początkowym próbki oraz po badaniu geomechanicznym. W 1 etapie (przed testem) największy obiekt (zidentyfikowany jako mikroszczelina) przyjmował objętość powyżej 16 mm3 , po wystawieniu próbki na działanie naprężeń (po zniszczeniu próbki) największy zidentyfikowany obiekt charakteryzował się objętością około 15 razy większą (240 mm3 ). Zidentyfikowane w etapie 2 (po teście wytrzymałościowym) pory są wydłużone (wysokie wartości parametru Elongation), a także nie wykazują znaczącego spłaszczenia (Flatness). Według uzyskanych wyników próbka węgla była podatna na pękanie w określonych kierunkach. Kompleksowe badania wykazały zasadność zastosowania proponowanej metodologii do oceny zmian w strukturze próbki podczas testu wytrzymałościowego.

EN

The study aimed to check the possibility of using computed tomography to observe fractures in coal samples before and after a triaxial compression test (TRX). The paper presents an innovative use of two specialized laboratory techniques: computed tomography and geomechanical triaxial compression test. Geomechanical tests were performed on a TRX-070, GCTS (USA) measuring triaxial system. A full stress-strain characteristic was recorded. Also, during the triaxial compression tests, the P and S wave velocities were measured and dynamic elastic moduli were determined. The results were compared. The sample was analyzed in two stages: CT measurement performed on raw coal sample (stage 1) and after the TRX test which destroyed the sample structure (stage 2). First, the sample was scanned reflecting the initial pores and microcracks system. The final stage represents the sample after the geomechanical test. A detailed pore structure analysis was performed for each of the stages. As a result of the proposed above-mentioned method, images of the pore structure were obtained after each step. The sample was analyzed for crack propagation and changes in the pore structure. The qualitative and quantitative interpretation was based on the determination of the number of voids, crack diameters, collapse angles, and comparison of the pore structure between the initial state of the sample and after the triaxial test. In the first stage (before the test), the largest object (identified as a microcrack) had a volume of approximately 16 mm3 , after the sample was stress-tested (after the sample was destroyed), the largest identified object was about 15 times larger (240 mm3 ). It appeared that the coal sample was prone to fracturing in defined directions. Comprehensive research has demonstrated the legitimacy of using the proposed methodology to evaluate changes in the sample structure during the triaxial test.