Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/B2M17OPM
Anotace:
Obsah:
Cílem tohoto volitelného předmětu je seznámit studenty s měřícími optickými metodami od detekce mikročástic, neregularit a porušení povrchů, přes využití vláknové optiky v oblastech, kde není možné použít standardní elektronické senzory, či v místech se zvýšeným nebezpečím výbuchu a v nemocnicích, po lidary využívané v inteligentních dopravních infrastrukturách až po makroskopické snímání (dálkový průzkum, remote sensing) Země, atmosféry a vesmíru. Zahrnutí těchto měřicích metod vyžaduje zejména pochopení samotných fyzikálních mechanismů, na kterých jsou založeny a dále pak znalost měřících postupů a specifik při zpracování a rekonstrukci dat.
Osnovy přednášek:
Obecně přednášky směřují od lokalizovaných měření (kvalita kapalin, lékařství a letectví – optická vlákna a planární struktury), přes monitorování technického stavu konstrukcí (structural health monitoring – mosty, produktovody a budovy) až po makroskopická měření týkající se vrstev atmosféry.
| 1. | | Úvod do optiky, přehled senzorů |
| 2. | | Popis optických senzorových systémů, porovnání možností generace a detekce signálu, interferometrické přístupy |
| 3. | | Detekce kapalin/plynů – využití principů refraktometrie, spektroskopie a polarizace světla |
| 4. | | Optické senzory pro lékařské účely a senzory v letectví (gyroskop) |
| 5. | | Monitorování technického stavu povrchů a konstrukcí (structural health monitoring)– využití vláknových mřížek (FBG - Fibre Bragg grating) |
| 6. | | Monitorování technického stavu konstrukcí– distribuované vláknové reflektometrické senzory(OTDR) - koherentní, polarizační, Ramanovský a Brillouinův reflektometr |
| 7. | | Optické skenery – pasivní, vlastnosti snímacích systémů (CMOS, CCD, APD, EMCCD), zdroje šumu |
| 8. | | Optické skenery – aktivní, 3D rekonstrukce |
| 9. | | Optická inspekce objektů, defektoskopie |
| 10. | | Lidary - koncept, parametry,přesnost detekce, aplikace v automobilových aplikacích |
| 11. | | Vrstvy atmosféry, průchod optických vln vrstveným prostředím |
| 12. | | Dálkový průzkum Země - spektrální vlastnosti povrchu, profilová a polohová měření, kombinace radiometrologicých dat, hyperspektrální snímání |
| 13. | | Dálkový průzkum Země -rektifikace a rekonstrukce metrologického obrazu |
| 14. | | Dálkový průzkum vesmíru |
Osnovy cvičení:
Cvičení budou kombinovat seminární výuku, kde se studenti budou učit základní optické mechanismy šíření a zejména zpracování měřených parametrů společně s 2 bloky měření.
| 1. | | Rekapitulace potřebných vědomostí z optiky a teorie vedení vln, elektronová optika |
| 2. | | Simulační software BeamPROP - vedení optické vlny, jednovidové vlákno, vlnově selektivní komponenty |
| 3. | | Úloha 3-4. týdne – Detekce kapalin pomocí refraktometrie, senzory na bázi modifikovaných optických vláken |
| 4. | | Úloha 3-4. týdne – Optický vláknový gyroskop, detekce úhlového zrychlení, vyhodnocení dat |
| 5. | | Úloha 5-6. týdne – Detekce tahu pomocí optických vláknových Braggovských mřížek - měření tahu a teploty ve spektrální oblasti |
| 6. | | Úloha 5-6. týdne – Délkova měření s interferometrem - Michelsonův interferometr - varianta nekoherentní/varianta koherentní |
| 7. | | Seminární cvičení – metody zpracování dat z 2D obrazu, prahování, histogramy, statistika |
| 8. | | Seminární cvičení – zpracování reálných dat z optického skeneru/lidaru |
| 9. | | Uloha 9-11.tydne - Kalibrace kamery - spektrální citlivost, závislost temného proudu atd. |
| 10. | | Uloha 9-11.tydne – Spektroradiometr |
| 11. | | Uloha 9-11.tydne - 3D rekonstrukce |
| 12. | | Seminární cvičení - zpracování reálných měřených signálů (astronomická data, satelitní měření Prahy) |
| 13. | | Seminární cvičení - klasifikace a interpretace satelitnich dat |
| 14. | | Kontrola semestrální práce |
Literatura:
Vzhledem k šíři předmětu není určena povinná literatura, pouze doporučená:
- R. Hui, M. O'Sullivan, Fiber Optic Measurement Techniques, Academic Press, 2009.
- N. Baghdadi, Z. Mehrezi, Optical Remote Sensing of Land Surface: Techniques and Methods. Elsevier, 2016.
- D. Pinliang, Q. Chen, LiDAR remote sensing and applications. CRC Press, 2017.
Požadavky:
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 22.1.2025 05:50:40, semestry: Z/2024-5, Z/2025-6, L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |