شناسایی موقعیت و شکل اجسام فلزی دوبعدی به کمک روش تنظیم سطح- قسمت  …

شناسایی موقعیت و شکل اجسام فلزی دوبعدی به کمک روش تنظیم سطح- قسمت …

اکتبر 23, 2020 Off By مدیر سایت

شناسایی دایره هممرکز به سرعت انجام میشود. اما مسئله اینجاست که همواره حدس اولیه هممرکز با جسم نیست. در این مثال دایرهای که غیرهممرکز و شعاع آن متفاوت نسبت به حدس اولیه است بررسی میشود. شکل اصلی دایرهای به مرکز (۰و۱۰-) و شعاع ۱۰سانتیمتر است. حدس اولیه نیز دایرهای است به مرکز مبدا مختصات و شعاع ۵سانتیمتر(شکل ‏۴–۱۴).
شکل ‏۴–۱۴: شناسایی استوانه دایروی غیر هم مرکز؛ حدس اولیه
شبیهسازی نشان میدهد که پس از تعداد کمی تکرار، حدس اولیه شعاعی برابر جسم اصلی به خود میگیرد و جابجایی تا رسیدن به موقعیت جسم اصلی زمانبر تر خواهد بود. در این مثال چون پس از همشعاع شدن، دایره اصلی و جسم تغییرشکل دهنده بسیار به هم نزدیکاند و میدان دور آنها مقایسه میشود، بنابراین در این مورد هم باید سلولها کوچک انتخاب شود تا اختلاف میدان دور آنها به علت بیشتر شدن تعداد سلولها بیشتر و قابل مقایسه شود. روند تعیین موقعیت و شکل جسم در ادامه مشاهده میشود.
 
(ب)
(الف)
 
(د)
(ج)
شکل ‏۴–۱۵: شناسایی استوانه دایروی غیر هم مرکز؛ الف)پس از ۳۰تکرار در فرکانس۱۰۰MHz و ب) پس از ۱۵۰تکرار در فرکانس۱۰۰MHz و ج)پس از ۴۰۰تکرار در فرکانس۱۰۰MHz و د) پس از ۴۵۰تکرار در فرکانس۱۰۰MHz؛ شناسایی کامل
همانطور که مشاهده میشود به سرعت و پس از ۳۰تکرار جسم تغییرشکلدهنده و جسم اصلی شعاع یکسان یافتند. نکته دیگری که در این مثال باید ذکر شود این است که چون حدس اولیه و جسم اصلی هردو منحنی صاف و بدون دندانه و نقاط نوکتیز هستند نیازی به جهش فرکانسی وجود ندارد. در مثالهای بعدی و در شبیهسازی چند جسم که دارای نقاط نوکتیز هستند از جهش فرکانسی استفاده شده است که باهم خواهیم دید.
شکل ‏۴–۱۶: شناسایی استوانه دایروی غیر هم مرکز؛ تابع هزینه

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت azarim.ir مراجعه نمایید.

شناسایی استوانه دایروی؛ حدس اولیه دور از جسم

در حالت قبلی دو شکل بسیار به هم نزدیک بودند و در یک فرکانس شناسایی میتوانست انجام شود. ممکن است گاهی حدود موقعیت جسم را ندانیم و حدسی که میزنیم بسیار با موقعیت جسم فاصله داشته باشد. در این شرایط باید از یک طول موج خیلی بالاتر نسبت به قطر حدس اولیه برای شناسایی حدود موقعیت جسم استفاده کرده سپس سراغ فرکانس نسبتاً بالاتر رفته(از این مرحله به بعد مشابه مثال قبل است) و پردازش را برای شناسایی جزئیات ادامه دهیم. در این مثال شناسایی دایره با فاصله حدود ۴۰سانتیمتر مرکز به مرکز با حدس اولیه(شکل ‏۴–۱۷) انتخاب شده است. روند پردازش در ادامه مشخص است. نکته قابل ذکر این که با بیشتر شدن فاصله(به عبارت دیگر نداشتن اطلاعات اولیه) به تکرار بیشتر برای شناسایی نیاز است. درواقع هزینه عدم نیاز به اطلاعات اولیه را با افزایش زمان پردازش پرداخت میکنیم. تابع هزینه را نیز در شکل ‏۴–۱۹ میبینیم.
شکل ‏۴–۱۷: شناسایی استوانه دایروی دور؛ حدس اولیه
 
(ب)
الف
 
(د)
(ج)
شکل ‏۴–۱۸: شناسایی استوانه دایروی دور؛ الف)بعد از ۱۵۰تکرار در فرکانس ۵۰MHz و ب)بعد از ۲۵۰تکرار در فرکانس ۵۰MHz و ج)بعد از ۳۵۰تکرار در فرکانس ۲۰۰MHz و د)بعد از ۴۵۰تکرار در فرکانس۲۰۰MHz؛ شناسایی کامل
شکل ‏۴–۱۹: شناسایی استوانه دایروی دور؛ تابع هزینه

شناسایی دو استوانه فلزی دایروی

از این مثال به بعد شناسایی چند جسم به کمک روش تنظیم سطح را بررسی خواهیم کرد. در این بخش دو استوانه فلزی دایروی برای شناسایی انتخاب شده است. شعاع هرکدام از دایرهها ۵سانتیمتر و حدس اولیه نیز دایرهای به شعاع ۱۰سانتیمتر و در مبدا مختصات است(شکل ‏۴–۲۰)
شکل ‏۴–۲۰: شناسایی دو استوانه فلزی دایروی؛ حدس اولیه
در این مثال چون حدس اولیه به اجسام مطلوب نزدیک است برای شناسایی حدود اجسام استفاده از یک فرکانس پایین کافی است. پس از آن که حدود اجسام شناسایی شد(شکل ‏۴–۲۱) به فرکانس بالا جهش کرده و شناسایی شکل هرکدام را کامل میکنیم.
 
(ب)
(الف)
شکل ‏۴–۲۱: شناسایی دو استوانه فلزی دایروی؛ الف)پس از ۱۲۰ تکرار در فرکانس ۵۰۰MHz و ب) پس از ۱۶۰تکرار در فرکانس ۱٫۵GHz
جدایی جسم تغییرشکلدهنده در تکرار ۱۲۵ و در فرکانس ۱٫۵گیگاهرتز اتفاق افتاد. معمولاً در شرایط مشابه جدا شدن شکل در فرکانس دوم اتفاق میافتد. مگر آنکه اشکال بهقدری از هم و از حدس دور باشند که قبل از شناسایی حدود آنها، تابع هزینه در کمینه محلی بیفتد و نیاز به جهش فرکانس باشد. در این حالت از یک فرکانس پایین دیگر که کمی بالاتر از فرکانس اول است، (بسته به نوع مساله میتواند دو یا سه برابر فرکانس اول باشد) جهت شناسایی کلیت اجسام استفاده میشود. تذکر این مورد لازم است که در این حالت چون اجسام از هم و از حدس اولیه فاصله قابل توجه دارند فرکانس شروع باید فرکانس کمی باشد. مثلاً در حد ۱۰۰مگاهرتز. در این حالت دو یا سه برابر این فرکانس نیز فرکانس کمی محسوب میشود و جهت شناسایی حدود جسم است. این اعداد و ارقام برای محیط محاسباتی توصیف شده در اول فصل و حدس اولیه دایره به شعاع ۵ تا ۱۰سانتیمتر صحیح است.
شکل ‏۴–۲۲: شناسایی دو استوانه فلزی دایروی؛ پس از ۲۰۰تکرار در فرکانس ۲٫۵GHz؛ شناسایی کامل
به علت اینکه مطلوب مسئله دو دایره بود با تکرار کمی به جواب قابل قبول رسیدیم. در صورتی که شکل پیچیدهتر باشد به تکرار بیشتری نیاز است. مثال بعد را ببینید.
شکل ‏۴–۲۳: شناسایی دو استوانه دایروی؛ تابع هزینه

شناسایی دو استوانه فلزی مربعی

هدف شناسایی دو مربع به ضلع ۱۰سانتیمتر است. حدس اولیه را دایره به شعاع ۱۰سانتیمتر و مرکز مبدا مختصات درنظر گرفتیم. مراحل تغییر شکل و شناسایی در ادامه مشاهده میشود.
شکل ‏۴–۲۴: شناسایی دو استوانه مربعی؛ حدس اولیه
 
(ب)