Лаборатория СХЕМОТЕХНИКИ И ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ

Российский университет дружбы народов
Лаборатории
СХЕМОТЕХНИКИ И
ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ
Российский университет дружбы народов
Факультет физико-математических и
естественных наук
Кафедра экспериментальной физики
ОПИСАНИЕ
В рамках приоритетного национального проекта «Образование» в
РУДН на кафедре экспериментальной физики факультета физикоматематических и естественных наук создается новая магистерская
программа
«Прикладная физика и физическая информатика»
Одним из результатов реализации инновационной программы
явилось создание новых лабораторий и коренное научно-техническое
переоснащение
ранее
существовавших
учебных
и
научноисследовательских лабораторий. С целью подготовки специалистов в
области
практической
электроники
созданы
научно-учебные
лаборатории «Схемотехники и технического зрения».
Назначение лабораторий
Создание лабораторий было обусловлено необходимостью поддержки
лабораторными
практикумами
новых
курсов
по
направлению
«Прикладная физика и физическая информатика»:

Аппаратные и программные средства современной
схемотехники и программирование микроконтроллеров

Системы технического зрения и обработка изображений
Оснащение лабораторий позволяет выполнять НИРС и НИР по основному
и наиболее перспективным направлениям научных исследований, а также
проводить
занятия
по
смежным
дисциплинам
физического,
радиотехнического и инженерного профиля, а также выполнять работы
курсового и дипломного проектирования.
Научные разработки

Автоматизированная установка для исследования
свойств магнитотвердых материалов и ферросплавов

Автоматизированная установка для измерения
параметров микрорельефных периодических
поверхностных структур

Оптоэлектронное устройство измерение малых
линейных и угловых перемещений

Виртуальный компьютерный курс «Радиотехнические
измерения» для дистантного обучения с возможностью
удаленного доступа к лабораторным установкам
Научные связи
Научное направление исследований и совместные
исследования позволили установить прочные связи с рядом
ведущих научных центров и высших учебных заведений РФ,
ближнего и дальнего зарубежья:








Московский государственный университет (лазерный центр);
Российский научный центр «Курчатовский институт»;
Физический институт им. Лебедева РАН;
Институт общей физики РАН;
Институт общей неорганической химии РАН (центр ТЕЛАМ);
Московский физико-технический институт (технический
университет);
Московский инженерно-физический институт;
Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова
РАН.
Значимые публикации







Комоцкий В.А., Корольков В.И., Соколов Ю.М. Исследование датчика малых
линейных перемещений на основе двух фазовых дифракционных решеток.
Автометрия, 2006, т.42, №6, с. 105-112.
Комоцкий В.А., Окот С.М., Соколов Ю.М. Методика и результаты измерения
коэффициентов отражения поверхностных акустических волн с применением
лазерного зондирования. Радиотехника и электроника, 2007, №5, с. 932-937.
Грошев И.В., Корольков В.И. Системы технического зрения и обработки
изображений. – М.: Изд-во РУДН, 2008.- 229 с.
Корольков В.И. Программные и аппаратные средства современной схемотехники и
программирование микроконтроллеров. – М.: Изд-во РУДН, 2008.- 205 с.
Корольков В.И., Кондарь М.А. Магнитометрический метод в дефектоскопии сварных
швов металлоконструкций. Международная научно-практическая крнференция
«Образовательные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии
National Instruments», 2007. Материалы конф., с. 68-69.
Артемов О.И., Грошев И.В. Влияние весовых коэффициентов на точность
вычисления характеристик спектральной чувствительности. Вестник РУДН, 1997,
№4, вып. 2, с. 42-49.
Грошев И.В., Мигель Ж. Исследование способов измерения характеристики
спектральной чувствительности телевизионных систем с учетом нелинейности их
энергетических характеристик. Вестник РУДН., 2000, №2, вып. 5, с. 16-22.
Внешний вид и оснащение
учебно-научной лаборатории
Все рабочие места учебно-научной лаборатории оснащены
современной компьютерной и измерительной техникой
Техническое обеспечение лабораторий
«Схемотехники и технического зрения»
Компьютеризированное место преподавателя –
Компьютеризированные лабораторные места –
1 шт.
12 шт.
Включающие в себя:
- Персональный компьютер;
- Лабораторную станцию ELVIS;
- Многофункциональную плату аналого-цифрового ввода-вывода NI PCI 6251;
- Цветную цифровую видеокамеру CNB-MP 1310VD с набором тестовых
картинок;
- Плату аналогового видеовхода NI PCI 1405 в компьютер
- Модуль для разработки и тестирования микроконтроллерных систем
Рабочее место монтажника-наладчика –
2 шт.
Все рабочие места подключены к Интернет через
локальную сеть РУДН
Математическое и программное
обеспечение лабораторий
На всех компьютеризированных рабочих местах лаборатории
установлено лицензионное программное обеспечение:
• операционная система Microsoft Windows;
• офисный пакет Microsoft Office;
• программный комплекс NI LabVIEW, включающий в себя
• модуль NI Circuit Design Suite (Multisim);
• модуль NI Vision.
• программный пакет AVR Studio
Инновационная составляющая
организации учебного процесса и НИР
В процессе обучения используется прогрессивная, революционная
технология виртуальных и компьютерных приборов, серьезным
образом изменившая подходы и методику проведения лабораторных и
практических занятий, позволяющая в едином цикле и на одной
платформе разрабатывать прототипы и создавать готовые устройства.
Приборное оснащение лабораторий для
поддержки учебных дисциплин и курсов
Учебные лаборатории оснащены новейшим измерительным
оборудованием широкого спектра применения от ведущих
мировых производителей: National Instruments, Tektronix,
Freescale, Atmel.
Преимущества и новизна применения
виртуальных и компьютерных технологий
 Компьютерное моделирование физического
обязательного знания языка программирования;
эксперимента
без
 Возможность создания учебных и научно-исследовательских
физических установок с широко варьируемыми параметрами и
характеристиками;
 Автоматизация реального физического эксперимента;
 Легкость перепрограммирования и перенастройки измерительных
установок и стендов;
 Возможность визуализированного и анимированного представления
результатов эксперимента.
Аппаратно-программное обеспечение
учебных дисциплин
NI ELVIS
Кабель
Персональный компьютер
с предустановленной
программой LabVIEW
Многофункциональная плата
ввода-вывода
электрических сигналов
Станция и монтажная панель
Применяемый в лаборатории комплекс NI Circuit Design Suite
(Multisim) позволяет работать не только с виртуальными, но и
с реальными устройствами и объектами
Особенности используемого
аппаратно-программного комплекса

Multisim является удобной и интуитивно понятной в работе

Multisim и LabVIEW связывают процессы проектирования и

платформой для полного цикла профессионального
проектирования электронных устройств;
тестирования, предоставляя разработчику электронного
оборудования гибкие возможности компьютерных технологий
виртуальных приборов;
моделирование электрических цепей со средой разработки
измерительных систем LabVIEW позволяет разработчикам
электронной аппаратуры сравнивать теоретические данные с
экспериментальными результатами непосредственно в
процессе создания устройства, что снижает количество
проектных итераций.
Достоинства используемого
аппаратно-программного комплекса
Отличительной особенностью используемых в лаборатории аппаратно-программных
средств является наличие в них набора контрольно-измерительных приборов, по
внешнему виду, органам управления и характеристикам максимально приближенных к их
промышленным аналогам. Это способствует одновременно с освоением программы
схемотехнического моделирования приобретать практические навыки работы с
современной измерительной аппаратурой.
Непрерывный цикл
разработки, испытания и внедрения
электронных устройств
Аппаратное и программное обеспечение лаборатории позволяет
организовать непрерывный цикл разработки, создания и тестирования
различных по функциональному назначению электронных устройств.
При этом используются программные модули и управляющие оболочки,
имеющие один и тот же интерфейс
Типовые задачи, решаемые в лаборатории
при прохождении курса «Основы электроники»

Исследование основных параметров и характеристик источника
постоянного напряжения;

Исследование разветвленной электрической цепи постоянного тока с
помощью закона Ома;

Применение законов Кирхгофа и метода контурных токов для
определения параметров разветвленной электрической цепи;

Метод наложения для определения параметров разветвленной
электрической цепи;

Метод эквивалентного генератора для определения параметров
разветвленной электрической цепи;

Исследование амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик
электрических цепей, состоящих из RC и RL элементов;

Изучение последовательного и параллельного колебательного контура.
Типовые задачи, решаемые при прохождении курса
«Аналоговые и цифровые схемы и микроконтроллеры»

Аппаратно-программный комплекс Circuit Design Suite (Multisim);

Анализ электрических цепей с использованием виртуальных приборов и
встроенных функций Multisim;

Исследование основных схем включения операционных усилителей;

Логические элементы цифровых схем;

Исследование схем триггеров, построенных основе логических
элементов;

Исследование регистровых схем;

Программирование и отладка схем на микроконтроллерах.
Достоинства микроконтроллеров и
программируемых логических схем
С
применением
микроконтроллеров
появляются
практически безграничные возможности по улучшению и
добавлению новых потребительских функций электронных
устройств. Для этого достаточно просто переработать и
поменять программу в микроконтроллере.
В курсе изучаются особенности программирования микроконтроллеров
фирмы Atmel, Microchip и Freescale.
Задачи решаемые в курсе
«Системы технического зрения
и обработки изображений»





Гистограммный анализ изображений
Фильтрация изображений реальных
объектов
Преобразование полутоновых
изображений
Выделение и анализ связанных
областей на изображении
Корреляционный алгоритм обработки
изображений
Типовые задания по курсу
«Системы технического зрения
и обработки изображений»
• Принципы построения систем технического зрения.
• Методы цифровой обработки сигналов и изображений, включая
ортогональные преобразования.
• Методы и способы формирования цифрового видеосигнала.
• Стандарты цифрового вещания в телевидение.
• Цифровые преобразователи стандартов.
• Методы компенсации движения и цифровая фильтрация
телевизионного сигнала.
• Методы сжатия изображений.
Автоматизированный лабораторный
практикум по основам электроники
•исследование вольтамперных характеристик полупроводниковых
приборов;
•изучение электронных выпрямительных схем;
•исследование характеристик стабилизаторов напряжений;
•изучение электронных усилителей сигналов;
•исследование нелинейных электрических цепей;
•исследование температурных свойств и характеристик электронных
элементов.
Лекционные и практические занятия
студентов в лаборатории
Реализованные научные проекты и
коммерческое использование оборудования
•АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД
«Изучение импульсных токов и магнитных полей, изучение скинэффекта»
(Внедрен на портале автоматизированных лабораторных
практикумов удаленного доступа)
•Автоматизированная система распознавания маркировки
(Внедрен ОАЗ «Монокристалл», концерн «Энергомера» г
Ставрополь)
Ведущие преподаватели лаборатории
«Схемотехника и техническое зрение»
ГРОШЕВ ИГОРЬ ВЛАДИМИРОВИЧ
к.т.н., доцент кафедры радиофизики факультета физико-математических и естественных наук РУДН.
Окончил Московский Электротехнический институт связи, получив квалификацию «Радиоинженера».
В 1984 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук на тему:
«Исследование и разработка методов спектрально-энергетической калибровки прецизионных телевизионных
систем».
Преподавательской деятельностью занимается с 1974 года сначала во Всесоюзном заочном электротехническом
институте связи, а затем в Московском техническом университете связи и информатики. В РУДН преподает на
кафедре радиофизики с 1992 года дисциплины «Основы электроники» и «Основы телевидения».
Область научных интересов: метрологическая аттестация телевизионных систем прикладного назначения в
широком оптическом диапазоне.
Электронный почтовый адрес: e-mail: din-giv@yandex.ru
КОРОЛЬКОВ ВЛАДИСЛАВ ИВАНОВИЧ
к.ф-м.н., доцент кафедры радиофизики факультета физико-математических и естественных наук РУДН.
Окончил Университет дружбы народов по специальности «Физика».
В 1990 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук на тему:
«Акустооптические взаимодействия в волноводных структурах на непьезоэлектрических подложках».
В настоящее время работает заведующим лабораторией «Радиоаппаратура и радиоизмерения», доцент кафедры
Радиофизики РУДН, преподает дисциплины «Основы электроники» и «Радиотехнические измерения». Является
сертифицированным специалистом корпорации National Instruments.
Область научных интересов: акусто и оптоэлектроника, датчики и измерительные системы, программирование на
языке LabVIEW.
Электронный почтовый адрес: e-mail: vkorolkov@sci.pfu.edu.ru
Контактная информация
117 923, Москва, ул.Орджоникидзе , д.3,
Российский университет дружбы народов
кафедра экспериментальной физики
Андреев Виктор Викторович, тел. (495) 955-08-27,
E-mail: vvandreev@mail.ru
Корольков Владислав Иванович, тел. (495) 955-07-85, E-mail:
vkorolkov@sci.pfu.edu.ru