omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2023-186-140-146omna-235Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, APPLIANCE AND COMMUNICATIONSИспользование электроиндукционного датчика для отслеживания подвижных и неподвижных объектов наблюденийUsing electro-inductive sensor to trace moving and non-moving objects trackedhttps://orcid.org/0000-0001-8032-0095КолмогороваС. С.KolmogorovaS. S.

КОЛМОГОРОВА Светлана Сергеевна, кандидат технических наук, преподаватель кафедры «Информационные системы и технологии»

г. Санкт-Петербург

KOLMOGOROVA Svetlana Sergeyevna, Candidate of Technical Sciences, Lecturer of Information Systems and Technology Department

St. Petersburg

ss.kolmogorova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1362-9911БирюковС. В.BiryukovS. V.

БИРЮКОВ Сергей Владимирович, доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры физики

г. Омск

BIRYUKOV Sergey Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of Physics Department

Omsk

sbiryukov154@mail.ruСанкт-Петербургский государственный лесотехнический университетРоссияSaint Petersburg State Forest Technical University named after S. M. KirovaRussian FederationОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation20233006202302140146Copyright © Колмогорова С.С., Бирюков С.В., 20232023Колмогорова С.С., Бирюков С.В.Kolmogorova S.S., Biryukov S.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/235

В статье реализуется пространственная модель отслеживания траектории с использованием динамических параметров положения объекта, а также траектории движения источника электрического поля. Результаты моделирования показывают высокую точность при оценке взаимосвязи между составляющими электрического поля и изменением положения. Результаты хорошо согласуются с результатами анализа методом конечных элементов. Также используется соотношение между ошибкой измерения составляющей электрического поля, горизонтальным углом, углом места и точностью отслеживания для анализа эффективности отслеживания. Кроме того, метод может быть совмещен с пространственно-временными координатами, и в таком случае конфигурация адаптируется под текущие условия при сохранении максимальной эффективности системы оценки в целом и позволяет прогнозировать изменения положения объекта как источника поля.

The research carries out a spatial model of path tracking using the dynamic parameters of the object's position, as well as the path of motion of electric field source. The simulation results show high accuracy in estimating the dependence between the electric field components and position modifications. The results are in good agreement with the results of FEM analysis. The connection between the measurement error of the electric field component, horizontal angle, location angle, and tracking accuracy is also used to analyze the tracking performance. In addition, the method can be combined with spatiotemporal coordinates, in which case the configuration becomes appropriate to the current conditions while maintaining maximum efficiency of the estimation system as a whole and allows predicting changes in the position of the object as a field source.

электрометрические измеренияэлектрическое полетрехкоординатный электроиндукционный датчикподвижные объектыelectrometric measurementselectric fieldthree-coordinate electroinductive sensormoving objectsReferencesDa X., Shen H., Hong L. Aircraft electric field measurements: recent research status and key technologies // Journal of the Academy of Equipment Command and Technology. 2008. Vol. 19, no. 3. P. 80–84.Da X., Shen H., Hong L. Aircraft electric field measurements: recent research status and key technologies // Journal of the Academy of Equipment Command and Technology. 2008. Vol. 19, no. 3. P. 80–84. (In Engl.).Koto M., Okabe S. Multipoint measurement of electric field in oil gap by using electric field measurement systems based on Kerr effect // IEEJ Transactions on Power and Energy. 2006. Vol. 126, no. 3. P. 321–326. DOI: 10.1541/ieejpes.126.321.Koto M., Okabe S. Multipoint measurement of electric field in oil gap by using electric field measurement systems based on Kerr effect // IEEJ Transactions on Power and Energy. 2006. Vol. 126, no. 3. P. 321–326. DOI: 10.1541/ieejpes.126.321. (In Engl.).Колмогорова С. С., Колмогоров А. С., Баранов Д. С., Мокряк А. В. Платформа контроля электромагнитного поля для обеспечения безопасности труда и промышленных объектов // Безопасность труда в промышленности. 2022. № 2. С. 58–63. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-2-58-63.Kolmogorova S. S., Kolmogorov A. S., Baranov D. S., Mokryak A. V. Platforma kontrolya elektromagnitnogo polya dlya obespecheniya bezopasnosti truda i promyshlennykh ob”yektov [Electromagnetic field monitoring platform for ensuring occupational and industrial facilities safety] // Bezopasnost’ truda v promyshlennosti. Occupational Safety in Industry. 2022. No. 2. P. 58–63. DOI: 10.24000/0409-2961-2022-2-58-63. (In Russ.).Колмогорова С. С., Бирюков С. В., Колмогоров А. С., Баранов Д. С. Автоматизированный программно-технический комплекс системы сбора и интеллектуальной обработки данных // Приборы. 2022. № 7 (265). С. 48–55. EDN PKYAOE.Kolmogorova S. S., Biryukov S. V., Kolmogorov A. S., Baranov D. S. Avtomatizirovannyy programmno-tekhnicheskiy kompleks sistemy sbora i intellektual’noy obrabotki dannykh [Computerized software and hardware complex of the system of data collection and intelligent processing] // Pribory. Instruments. 2022. No. 7 (265). P. 48–55. EDN PKYAOE. (In Russ.).Колмогорова С. С., Романов Н. О. Программные модули децентрализованных беспроводных измерительных систем: cвидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2022666361; заявл. 24.08.22; опубл. 31.08.22.Kolmogorova S. S., Romanov N. O. Programmnyye moduli detsentralizovannykh besprovodnykh izmeritel’nykh sistem: cvidetel’stvo o gosudarstvennoy registratsii programmy dlya EVM № 2022666361 [Software modules for decentralised wireless measuring systems: Certificate of State Registration of a Computer Programme. No. 2022666361]. (In Russ.).Колмогорова С. С., Бирюков С. В. Проектирование электроиндукционных датчиков и средств измерений электрических полей. Санкт-Петербург: OOO Реноме, 2022. 180 с. ISBN 978-5-00125-731-8. DOI: 10.25990/7bky-3e46.Kolmogorova S. S., Biryukov S. V. Proyektirovaniye elektroinduktsionnykh datchikov i sredstv izmereniy elektricheskikh poley [Design of electro-induction sensors and electric field measuring instruments]. Saint Petersburg, 2022. 180 p. ISBN 978-5-00125-731-8. DOI: 10.25990/7bky-3e46. (In Russ.).Колмогорова С. С., Бирюков С. В., Колмогоров А. С., Баранов Д. С. Расчет характеристик многоэлектродного дискового датчика и оценка его эффективности при использовании в составе платформы сбора и обработки данных // Приборы. 2022. № 8 (266). C. 1–13.Kolmogorova S. S., Biryukov S. V., Kolmogorov A. S., Baranov D. S. Raschet kharakteristik mnogoelektrodnogo diskovogo datchika i otsenka ego effektivnosti pri ispol’zovanii v sostave platformy sbora i obrabotki dannykh [Multi-electrode disk sensor performance analysis and assessment of its application as part of a data acquisition and processing platform] // Pribory. Instruments. 2022. No. 8 (266). P. 1–13. (In Russ.).Xing H., He G., Ji X. Analysis on electric field based on three dimensional atmospheric electric field apparatus // Journal of Electrical Engineering and Technology. 2018. Vol. 13, no. 4. P. 1696–1703. DOI: 10.5370/JEET.2018.13.4.1696.Xing H., He G., Ji X. Analysis on electric field based on three dimensional atmospheric electric field apparatus // Journal of Electrical Engineering and Technology. 2018. Vol. 13, no. 4. P. 1696–1703. DOI: 10.5370/JEET.2018.13.4.1696. (In Engl.).Yang X., Xing H., Wei X. [et al.]. A Moving Path Tracking Method of the Thunderstorm Cloud Based on the ThreeDimensional Atmospheric Electric Field Apparatus // Journal of Sensors. 2021. Vol. 9. P. 1–13. DOI:10.1155/2021/8856033.Yang X., Xing H., Wei X. [et al.]. A Moving Path Tracking Method of the Thunderstorm Cloud Based on the Three- Dimensional Atmospheric Electric Field Apparatus // Journal of Sensors. 2021. Vol. 9. P. 1–13. DOI:10.1155/2021/8856033. (In Engl.).Миролюбов Н. Н., Костенко М. В., Левинштейн М. Л. Методы расчёта электростатических полей. Москва: Высшая школа, 1963. 415 с.Mirolyubov N. N., Kostenko M. V., Levinshteyn M. L. Metody raschëta elektrostaticheskikh poley [Calculation methods for electrostatic fields]. Moscow, 1963. 415 p. (In Russ.).Пиотровский Я. Теория измерений для инженеров: пер. с польск. Москва: Мир, 1989. 335 с.Piotrovskiy Ya. Teoriya izmereniy dlya inzhenerov [Measurement theory for engineers] / trans. from Polish. Moscow, 1989. 335 p. (In Russ.).Leberl F. Introduction to the mathematics of inversion in remote sensing and indirect measurement //Tectonophysics. 2013. Vol. 65, no. 3. P. 376–378.Leberl F. Introduction to the mathematics of inversion in remote sensing and indirect measurement //Tectonophysics. 2013. Vol. 65, no. 3. P. 376–378. (In Engl.).Колмогорова С. С., Кутузов М. Е. Обработка измерительных данных алгоритмами искусственного интеллекта: cвидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2022666360; заявл. 24.08.22; опубл. 31.08.22.Kolmogorova S. S., Kutuzov M. E. Obrabotka izmeritel’nykh dannykh algoritmami iskusstvennogo intellekta: cvidetel’stvo o gosudarstvennoy registratsii programmy dlya EVM [Measurement data processing by artificial intelligence algorithms: Certificate of State Registration of a Computer Programme]. No. 2022666360. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.