Нужна помощь специалиста по оборудованию

Уважаемые коллеги, добрый день.
Речь идёт о потенциальной возможности применения теодолита (скажем для определённости, DigiTeo-20 компании ADA Instruments) в медицине. Может быть, кому-то это покажется странным, поэтому коротко поясню суть проблемы.
Существует медицинская методология, в соответствие которой объект медицинского исследовании (человеческий орган массой 2 кг max) размещают на расстоянии 2.5 метра от фотографической камеры в заданном пространственном положении относительно её главной оптической оси. Затем, последовательно меняя пространственное объекта по двум осям (по азимуту А и по высоте места Н) выполняют серию фотографий в диапазоне ±10̊ от исходного положения, с точность позицирования ±1’. В дальнейшем, полученные изображения объекта обрабатывают средствами специализированного программного обеспечения и выносят медицинский диагноз, относительно состояния пациента.
Т. о., предполагается использовать теодолит не в качестве измерительного прибора, а в качестве устройства пространственного позицирования объекта исследований. Существующие для этой цели приборы невероятно громоздки, не точны, сложны в обслуживании, имеют множество невостребованных функций, и наконец, весьма дорогостоящи.
Мы отдаём себе отчёт в том, что на этом Форуме присутствуют, в основном люди, занятые практической геодезией, а не геодезической техникой. Тем не менее, может быть, кто-то мог бы помочь нам связаться с организацией, а лучше с конкретным специалистом (не исключаю, такие люди могут присутствовать на Вашем Форуме) для обсуждения конкретных вопросов относительно возможностей модификации электронного теодолита в устройство пространственного позицирования объекта медицинских исследований?
Заранее благодарен.

 

Не до конца понятно что вам надо. Орган где то закреплен и поворачивается по азимуту и еще меняет свою высоту?
Высоту меняет +/- 10 градусов от оси камеры?
Вам надо точно знать координаты обьекта при каждой фотографии?
Может вам заменить фотосьемку на лазерное сканирование?

 

Для этого вам нужно 2 теодолита и закреплённый базис (длина которого измеряется как можно точнее) с принудительным центрированием. Ежели всё это есть, то схема измерения "объекта" и фотокамеры относительно базиса ровно такая же, как "Определение отклонения опор (комментарий #6)".

 

zvezdochiot, я так понял, что они хотят размещать орган на трубе теодолита

 

Уважаемый Wolodya, Вы абсолютно правильно всё поняли. Орган, с помощью специального кронштейна, смонтированного на тубусе зрительной трубы теодолита, фотографируют с расстояния 2.5 метров, и получают его изображение в указанном диапазоне углов относительно оптической оси камеры. В дальнейшем обрабатывают серии изображений объекта в известных положениях по А и Н.
3D сканирование не решает проблемы, поскольку ошибка позицирования лазеров превышает разумный предел, и не выводит численных значений углов сканирования. Кроме того, стоимость такого оборудования (+ПО) и стоимость электронного теодолита не сопоставимы.
Должен сказать, что подобное устройство много лет назад, было создано в единственном экземпляре на базе оптического теодолита 2Т30П, и до сих пор успешно применяется. Т. е., прототип прибора как бы есть.
Вопрос грубее и проще: выдержит ли современное прецизионное (китайское) устройство столь глубокую модификацию без утраты метрологических свойств угломерной системы. Теодолиты советского производства выдерживали. Конечно, это не единственный вопрос. Есть и другие, менее абстрактные.

--- Сообщения объединены, 19 фев 2025, Оригинальное время сообщения: 19 фев 2025 ---

Уважаемый zvezdochiot, нам нужны не углы, под которыми снят объект, а его изображения в известных угловых положениях относительно оси фотокамеры.

 

Мне кажется выдержит. Получается вы отчеты с теодолита снимаете? Ну конечно углы будет погрубее мерить, но вам наверное секунды и не нужны?

 

А чем стедикамы не подходят?

 

MedKrim, свяжитесь с Сергеем Ковалевым, обсудите с ним эти проблемы. Это специалист и конструктор оптического оборудования. Его телефон +7 916 908 47 90. Скажите вам посоветовал Юрий Амбателло. На данном форуме Африка. Не знаю почему это не могу написать вам в личку. Наверное уже "товарищ майор" за всем следит, и не успевает записывать.

 

Оффтоп

Afrika, новенький же вот в личку и нельзя пока не наберет 25постов

--- Сообщения объединены, 20 фев 2025, Оригинальное время сообщения: 20 фев 2025 ---

Китайские теодолиты не думаю что хорошая идея , оптика то у них не прям чтобы хорошая , на мой взгляд самая класная оптика была у дальта и тримбл 3305DR от карл сейца или же у вас все на трубе монтируется и камера и объект который фотографируется?, люди есть прототип есть так что помогут даже франкештейна собрать наверно. китай он на то и китай, металл другой и т.д и т.п в принципе не только китай сейчас этим грешит.

 

Уважаемый Wolodya, мы не снимаем, а задаём у углы с помощью теодолита. Т. е., решаем задачу обратную той, для решения которой обычно предназначен теодолит. Точность ±1’ нас вполне устраивает.
Мне не хотелось вносить избыточный натурализм в это обсуждение, но для ясности поясню: в медицинской науке есть обширная область, которая называется «Судебная медицина». В ней есть раздел «Судебно-медицинская криминалистика». Она решает множество разнообразных задач, одна из которых – «Кранио-портретная идентификация личности» (на чисто русском языке - «Идентификация личности человека по черепу и прижизненной фотографии»). Эта задача решается разными способами, но при всех обстоятельства, результатом решения является медицинский диагноз: «Череп, с вероятностью р принадлежит (или не принадлежит) личности, изображённой на прижизненной фотографии». При р < 0.75 задачу идентификации признают не решённой. В этой задаче очень мало медицины и очень много математики. Нашей Рабочей группой, которую я здесь представляю, в 1993 году разработана методология идентификации с привлечением сложного математического аппарата на базе одного из методов математической статистики, под названием «Нелинейный нейросетевой анализ» (ближайший аналог – «Линейный дискриминантный анализ»). Отмечу вскользь: это сегодня о нейронных сетях рассуждают все, от утюгов и чайников до банкиров и президентов. В 1993, даже в среде профессиональных математиков и программистов, мало кто о них слышал.
Непреложным условием применения методологии идентификации является получение изображения черепа в ракурсе головы на прижизненном изображении. В наших терминах понятие «ракурс» определено так:

Ракурс объекта. Трехкомпонентная угловая характеристика, численно описывающая пространственное положение объекта относительно главной оптической оси фотографической камеры. Включает:

• Ракурсный азимутальный угол - А - Азимут - угол поворота объекта вокруг вертикальной оси вращения, перпендикулярной главной оптической оси фотокамеры.
• Ракурсный высотный угол - H - Высота - угол поворота объекта вокруг горизонтальной оси вращения, перпендикулярной главной оптической оси фотокамеры.
• Ракурсный угол наклона - N - Наклон - угол поворота объекта вокруг горизонтальной оси вращения, параллельной главной оптической оси фотокамеры.

Все углы измеряются в градусах и отсчитываются от 0. Угол поворота объекта вокруг соответствующей оси в направлении против часовой стрелки - положителен (+), в направлении по часовой стрелке - отрицателен (-). Применительно к задаче кранио-портретной идентификации, равенство нулю всех трех ракурсных углов соответствует точному положению объекта анфас на его изображении.

Именно для того, чтобы получить изображение черепа в ракурсе головы на прижизненном изображении, мы используем теодолит в некоторой модификации. В наших терминах модифицированный теодолит называется «Устройство пространственного позицирования черепа (УППЧ)». Оно изображено на первом снимке. Поясню, чтобы исключить недоразумения: видеокамера «присобачена» для переноса изображения измерительных шкал на экран видеомонитора компьютера, только и всего. На втором снимке череп, установленный на УППЧ в точное положение анфас относительно фотокамеры. На третьем снимке – так выглядело рабочее место С-М эксперта-криминалиста в 1993 году. Как видим, тогда применялся теодолит ТТ-2, если мне память не изменяет. Снимки взяты из Информационно-справочной системы нашего ПО.



Уважаемый разметкин, стедикамы стабилизируют изображение при движении камеры. Т. е., они выполняют функцию, и не создают информацию. Кроме того, в нашей задаче и объект и камера статичны, так что в этой функции нужды нет.

Уважаемый Afrika, мы Вам очень признательны за предоставленный контакт. Обязательно свяжемся с Сергеем, со ссылкой на Вас.
Не, «товарищ майор» пока отдыхает - устал записывать. Сер-гео всё объяснил.

Уважаемый Сер-гео, именно китайское происхождение большинства электронных теодолитов нас и смущает. Качество оптики не интересует. Более того, зрительную трубу мы намерены демонтировать вообще. Относительно китайских металлов Ваше мнение полностью разделяю. Но самое страшное – китайская логика. Зачастую невозможно понять, чем руководствовались китайские конструктора при разработке того или иного изделия. Скорее всего ценой, в ущерб всем остальным качествам. Помните, у нас был такой глубокомысленный лозунг: «Экономика должна быть экономной!» (Л. И. Брежнев). Так вот, по-моему, китайцы этот лозунг воплотили в жизнь. Нет бы чему-нибудь хорошему у нас поучиться…

 

Тот, который мне попадался, был вполне пригоден для позиционирования. Имел функцию доехать до определенной точки и остановиться. Точка задавалась с внешнего пульта вертикальным и горизонтальным углом с точностью 0,5 градуса.

Если вы все таки склоняетесь к теодолиту, то обратите внимание на приборы с дополнительными опциями:
- лазерный указатель, который позволяет выставлять трубу не по экрану, а по специально размеченным точкам на стене;
- коммуникационный порт и внутренняя память.

 

MedKrim, вам точно нужно связаться с Ковалевым, у него сейчас как раз в процессе работа с устройством которая вам может пригодиться

 

Куда ушел прогресс ...

 

к энтузиастам своего дела, остальные "великие производители" сейчас только китайские этикетки на оборудование меняют на свои... типа сами сделали

 

Интересно а фотограмметрия в их деле не поможет? три камеры или сколько их там надо под нужными углами

 

Я думаю при весе исследуемого обьекта 2-3 кг - тем более крепление его по оси вращения горизонтального круга - китайский теодолит должен уложиться в точность 1 минуту. Но точно дать ответ на этот вопрос может только практика. А так если позволяют средства для вас лучше всего роботизированный тахеометр который позволяет дистанционно задавать углы (если вам нужно поворачивать обьект точно на заданный угол)
Так же если у вас есть возможность - лучше вместо нового китайского электронного теодолита купить б.у. старый тахеометр типа Геодиметр или Тримбл. Они крепкие и надежные.

--- Сообщения объединены, 20 фев 2025, Оригинальное время сообщения: 20 фев 2025 ---

Я думаю поможет. Но у них видимо уже обкатанная методика.

 

Уважаемый разметкин, всё-таки, по-моему, Вы исходите из того, что меняется положение камеры, а не объекта. Это не так.

Уважаемый Afrika, мы обязательно свяжемся с С. Ковалёвым, просто деваться некуда. Но разговор со специалистом должен быть предметным. Мы рассчитываем на обмен по электронной почте. Тогда мы смогли бы показать ему чертежи (точнее, эскизы с указанием размеров) комплектующих, которыми намерены «дооснастить» теодолит, и выслушать его мнения или советы. Подготовка такого обмена требует некоторого времени, полагаю, дня два. Ещё раз спасибо Вам за «наводку».

По поводу тахеометра мы тоже размышляли. Визуально он выглядит солиднее теодолита (в смысле механики). Но есть три фактора: 1) Избыточность. Огромное количество функций, которые в нашей задаче никогда не найдут применения. Кроме того, «заавтоматизированность» устройства отключает мозг оператора, а ему думать надо. 2) Инженеры знают, что надёжность устройства обратно пропорциональна его сложности. Мы с этим сталкивались неоднократно. 3) Цена устройства. Есть риск вылететь за рамки бюджета. Идея с бу тахеометром хорошая. Спасибо. Обсужу с начальством, может быть, пройдёт.
Относительно фотограмметрии Вы тоже правы. Менять подход сегодня, это означало бы начать всё заново, отбросив 20 лет экспериментов. Лучше уж совершенствовать обкатанную методику.

Уважаемый vicyur, да, прогресс ушёл. Далеко. Правда, он так петляет, что складывается впечатление будто бы он только что вышел из бара, и не вполне осознаёт, в каком направлении двигаться…

Уважаемый Сер-гео, в сущности, мы делаем то же самое, что делается средствами фотограмметрии. В диапазоне углов 0̊ ±10̊ с шагом 1̊ по каждой оси нам понадобилось бы для фотограмметрии в её классическом виде 20 * 2 + 1 = 41 фотокамера. Знаете, в УК РФ есть статья 285.1 «О не целевом расходовании бюджетных средств» (или как-то так). Не хотелось бы стать её «реципиентом». Лучше уж покрутить череп перед единственной фотокамерой. Тем более, что наш объект не планета Земля, не материк Евразия и даже не строительная площадка.

 

У него уже практически готов прибор который как раз решит ваши проблемы (по моему мнению) и теодолит свой вы сдадите в музей

 

Это примерно так выглядит (с 14:00). Только представьте мысленно вместо фотоаппарата - череп М.М. Герасимова

 

Уважаемый Afrika, не подскажете ли отчество Сергея Ковалёва? Неловко как-то обращаться к незнакомому человеку по имени. Панибратство какое-то.