В выполнении работ отчетного периода №5 приняли участие преподаватели, аспиранты, магистранты и студенты 4 кафедр и 2-х подразделений ЮФУ: «Встраиваемых и радиоприемных систем», «Теоретических основ радиотехники», «Антенных и радиопередающих устройств», Института «Радиотехнических систем и управления»; «Синергетики и процессов управления» Института «Компьютерных технологий и информационной безопасности»; а также ОКБ «РИТМ», НТЦ «Техноцентр» ЮФУ.

При выполнении работ по корректировке программной документации пользовательского программного обеспечения, блока обработки изображений и модуля реконструкции по результатам приемочных испытаний активное участие принимали аспиранты и молодые ученые ЮФУ. Поддерживается тесный контакт со специалистами Института прикладной математики и автоматизации – филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр «Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук», принимавшими непосредственное участие в разработке и выпуске программной документации. При тесном взаимодействии научных сотрудников и инженеров ООО «Севкаврентген-Д» и ФГАОУ ВО ЮФУ по результатам, достигнутым при разработке пользовательского программного обеспечения подготовлены материалы публикации «SART algorithm parallel implementation with Siddon and MBR methods for digital linear tomosynthesis using OpenCL».

При реализации проекта отчетного периода было привлечено 5 молодых ученых со степенью кандидата наук в возрасте до 35 лет, 10 студентов и магистрантов, 1 аспирантов, 7 инженерно-технический работник.

Основные результаты совместных работ ФГАОУ ВО ЮФУ, ООО «Севкаврентген-Д» и ИПМА КБНЦ РАН

По результатам приемочных испытаний откорректирована конструкторская документация на Комплекс, на блок обработки изображений, на модуль пространственной реконструкции объекта, на блок управления приводами прецизионными программируемыми. Откорректирована программная документация на пользовательское программное обеспечение. Откорректированы Технические условия и Эксплуатационная документация на Комплекс. Откорректирован программный блок для реализации метода реконструкции изображений АРМ Комплекса.

– Получены положительные решения по заявкам на изобретение № 2018115164/28(023670) «Программируемый оптический датчик перемещения и способ измерения сдвига с автоматической коррекцией погрешности измерения» и полезную модель № 2019117497/09(033436) «Устройство получения объемного изображения в рентгеновских комплексах».

– Подготовлены материалы для научной публикации « SART algorithm parallel implementation with Siddon and MBR methods for digital linear tomosynthesis using OpenCL».

На основании полученного положительного решения по заявке на изобретение № 2018115164/28(023670) «Программируемый оптический датчик перемещения и способ измерения сдвига с автоматической коррекцией погрешности измерения» подана международная заявка PCT № РСТ/RU2019/000828 «Programmable optical motion sensor and method of measuring shear with automatic correction of measurement error».

Работы по организации производства

  • приобретено технологическое оборудование для механической обработки (2 очередь);
  • завершены работы по капитальному ремонту участка механического цеха;
  • оценка готовности созданного производства к выпуску Комплекса;
  • принято участие в 2019 г. в мероприятиях Минобрнауки России с презентациями результатов выполнения работ по комплексному проекту.

Результаты развития кооперации ООО «Севкаврентген-Д» и ФГАОУ ВО «ЮФУ»

Научно-педагогическими работниками ЮФУ совместно со специалистами ООО «Севкаврентген-Д» продолжена работа по организации учебной и производственной практики по следующим направлениям: аппаратно-программные комплексы обработки изображений, системы управления приводами, управляющее программное обеспечение рентгеновского комплекса с функцией томографического синтеза изображений.

В отчетном периоде проводились совместные совещания с участием научно-педагогических работников ЮФУ и специалистов ООО «Севкаврентген-Д» с целью устранения замечаний, выявленных в ходе приемочных испытаний, а также подготовки документов для передачи в Росздравнадзор. Силами ООО «Севкаврентген-Д» проведены квалификационные испытания комплекса, подтверждающие характеристики Комплекса и являющиеся основанием для проведения дальнейших процедур по его сертификации.

2711244

um195396

um199568

Описание проделанных работ

НИОКТР, выполненные Головным исполнителем НИОКТР

  • выполнены расчеты для блока управления приводами прецизионными программируемыми (далее БУ ППП), подтверждающие технико-экономические показатели, установленные Техническим заданием на комплекс. Сделан выбор и обоснование технических решений БУ ППП, обеспечивающих показатели надежности, установленные техническим заданием на Комплекс. Скорректированы технические решения по результатам испытаний макета БУ ППП;
  • выполнены расчеты для блока обработки изображения, подтверждающие технико-экономические показатели, установленные Техническим заданием на комплекс. Сделан выбор и обоснование технических решений блока обработки изображения, обеспечивающих показатели надежности, установленные техническим заданием на Комплекс;
  • выполнены расчеты для модуля пространственной реконструкции изображения объекта (далее МПРИО), подтверждающие технико-экономические показатели, установленные Техническим заданием на комплекс. Сделан выбор и обоснование технических решений МПРИО, обеспечивающих показатели надежности, установленные техническим заданием на Комплекс;
  • разработан технический проект на пользовательское программное обеспечение;
  • изготовлен макет БУ ППП;
  • проведены исследовательские испытания макета БУ ППП.

НИОКТР, выполненные Соисполнителем Головного исполнителя НИОКТР 

  • разработан алгоритм получений проекционных данных для реализации метода реконструкции изображений. Разработан алгоритм взаимного перемещения детектора излучателя рентгеновского комплекса.

НИОКТР, выполненные за счет дополнительного софинансирования проекта

  • разработана рабочая КД на приводы стола прецизионного программируемого, излучателя прецизионного программируемого и детектора прецизионного программируемого;
  • оценена технологичность изготовления Комплекса в условиях производства ООО «Севкаврентген-Д»;
  • разработаны конструктивные решения механики перемещения частей штативного устройства, получения проекций рентгеновских изображений;
  • изготовлены опытные образцы приводов стола прецизионного программируемого, излучателя прецизионного программируемого, детектора прецизионного программируемого;
  • разработаны программы и методики предварительных испытаний для опытных образцов приводов стола прецизионного программируемого, излучателя прецизионного программируемого, детектора прецизионного программируемого.

Работы по организации производства

  • приобретено технологическое оборудование для линии по изготовлению электронных плат, разъемов, кабельных соединений монтажного участка и оборудования для сборочного и контрольно-испытательного участков;
  • завершены работы по реконструкции инженерных коммуникаций. Осуществлен монтаж системы газолучистого отопления, и коммунальных систем сборочного цеха;
  • изготовлено нестандартное технологическое оборудование.

Эффекты от внедрения результатов проекта

В выполнении работ отчетного периода №2 приняли участие преподаватели, аспиранты, магистранты и студенты 8 кафедр и 3-х подразделений ЮФУ: «Встраиваемых и радиоприемных систем», «Теоретических основ радиотехники», «Летательных аппаратов», «Систем автоматического управления» Института «Радиотехнических систем и управления»; «Синергетики и процессов управления» и «Дискретной математики и методов оптимизации» Института «Компьютерных технологий и информационной безопасности»; «Электрогидроакустической и медицинской техники» и «Нанотехнологий и микросистемной техники» Института «Нанотехнологий, электроники и приборостроения», а также НКБ «Миус», ОКБ «РИТМ», НТЦ «Техноцентр» ЮФУ.

Подготовлена и защищена магистерская диссертация на тему «Система ориентации беспилотного летательного аппарата по оптическому потоку», автор Зыкина М.В., гр.РТмо2-2. Результаты диссертационного исследования использованы при подготовке заявки на патент «Программируемый оптический датчик перемещения и способ измерения сдвига с автоматической коррекцией погрешности измерения».

В процессе разработки алгоритмов реконструкции технического проекта на пользовательское программное обеспечение активное участие принимали аспиранты и молодые ученые ЮФУ. В реализации этих алгоритмов, а так же интерфейса пользовательского ПО, участвовали студенты, магистранты и аспиранты ЮФУ. На всех стадиях разработки ПО поддерживается тесный контакт со специалистами Института прикладной математики и автоматизации (ИПМА) Кабардино-Балкарского научного центра РАН, принимавшими непосредственное участие в оптимизации алгоритмов трассировки. В работах по выбору и обоснованию технических решений компонентов Комплекса и выполнении расчетов, подтверждающих показатели, установленные Техническим заданием приняли участие научные сотрудники,  инженеры и преподаватели ЮФУ. Молодые специалисты получили опыт проведения самостоятельного научного и конструкторского творчества. Полученный опыт будет применен при работе над собственными курсовыми проектами, магистерскими и кандидатскими диссертациями.

При тесном взаимодействии научных сотрудников и инженеров ООО «СЕВКАВРЕНТГЕН-Д» и ФГАОУ ВО ЮФУ были подготовлены и проведены исследовательские испытания макета блока управления приводами прецизионными программируемыми, а так же подготовлена программа и методика предварительных испытаний опытного образца привода детектора прецизионного программируемого.

При реализации проекта отчетного периода было привлечено 5 молодых ученых со степенью кандидата наук в возрасте до 35 лет, 15 студентов и магистрантов, 7 аспирантов, 13 инженерно-технических работников.

Результаты работы по проекту были представлены на IV Международной научной конференции «Актуальные проблемы прикладной математики» (22-26 мая 2018 г. Нальчик-Эльбрус), результаты доложены на секции «Цифровые методы рентгеновской диагностики», с докладами выступали сотрудники Южного федерального университета:

- Акользин А.Н. «Разработка и исследование алгоритмов управления приводами для обеспечения высокой точности параметров движенипя элементов конструкции телеуправляемого стола-штатива»;
- Ковтун Д.Г. «Оценка влияния искажений в исходных данных на качество реконструкции в задачах рентгеновской томографии»;
- Линьков В.С. «Особенности параллельной реализации итерационных алгоритмов томографической реконструкции с использованием гетерогенной системы CPU-GPU»;

а так же директор Института прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН Алиханов А.А. «Об одном методе распараллеливания решения систем уравнений при реконструкции изображения в методе цифрового томосинтеза».

Конференция проведена при частичной финансовой поддержке Минобрнауки РФ (договор № 03.G25.31.0225) в рамках реализации проекта «Разработка и создание высокотехнологичного производства отечественного инновационного цифрового рентгеновского комплекса с функцией томографического синтеза изображений», опубликован сборник материалов конференции.

Публикации в 3-м отчётном периоде

1. О.Ю. Воронков, Д.Г Ковтун, С.А. Синютин. Метод расчёта траекторий распространения рентгеновских лучей на основе алгоритма Сяолиня. Известия ЮФУ. Технические науки. - № 3 (июнь-июль), 2018. URL: http://old.izv-tn.tti.sfedu.ru/?p=24811

2. А.О.Беляев, А.С. Болдырев, Е.Б.Горбунова, Д.Г.Ковтун. Анализ влияния способа формирования проекций на качество реконструкции при томографическом синтезе изображений (Influence analysis of the projection forming method on the reconstruction quality in the digital tomosynthesis). PROCEEDINGS OF SPIE 2018, Remote Sensing Technologies and Applications in Urban Environments III, 9 October 2018, Germany. - Vol.10793, DOI: 10.1117/12.2513311.

3. Д.Г. Ковтун, Е.Б. Горбунова, А.А.Алиханов, А.М.Апеков, А.О. Беляев, А.С. Болдырев, А.В. Угольков. Применение нелинейной сетки распределения вокселей для ускорения вычисления реконструкции линейного томосинтеза (Application of nonlinear voxel distribution grid forcomputational speedup for of linear tomosynthesis reconstruction). PROCEEDINGS OF SPIE 2018, Remote Sensing Technologies and Applications in Urban Environments III, 9 October 2018, Germany. - Vol.10793, DOI: 10.1117/12.2513308.

Разрабатываемый в рамках проекта многофункциональный рентгеновский комплекс с функцией цифрового томосинтеза представляет собой высокотехнологичное устройство для проведения рентгенологических исследований в медицине. В отличие от дорогостоящей рентгеновской компьютерной томографии (РКТ), для которой стоимость установок достигает порядка 1 млн. долларов США и выше, метод цифрового томосинтеза по своим диагностическим возможностям занимает промежуточное положение между традиционной проекционной и высокодозовой РКТ, но имеет существенно меньшую стоимость. Оснащение проектируемого комплекса  цифровой системой (на основе динамического плоскопанельного детектора) получения, обработки и визуализации рентгеновских изображений позволяет существенно повысить точность диагноза, что в конечном итоге во многом обуславливает эффективность лечебного процесса.

Разрабатываемый рентгеновский комплекс с функцией томосинтеза предназначен для использования в рентгенодиагностических кабинетах медицинских учреждений. Комплекс позволяет проводить следующие виды исследований: рентгенография, рентгеноскопия, линейная томография и цифровой томосинтез. Комплекс является более доступным отечественным аналогом рентгеновского диагностического оборудования таких известных производителей, как Shimadzu (Япония) и General Electric (США). Комплекс поддерживает работу в инфраструктуре отраслевого стандарта DICOM.

Полученный при разработке комплекса задел в части алгоритмов и систем управления, прецизионных приводов и программного обеспечения послужит основой в модернизации линейки выпускаемого рентгенодиагностического оборудования, а так же освоения выпуска новых видов диагностических систем, таких как конусно-лучевые томографы, комплексы для цифрового томосинтеза в маммографии и ортопедии.

Для достижения поставленной цели планируется решение следующих научно-технических задач:

- разработать оригинальную систему прецизионного перемещения системы детектор-излучатель;
- разработать оригинальные алгоритмы и программное обеспечение для получения, рекоснтрукции и визуализации рентгеновских изображений методом цифрового томосинтеза;
- разработать программное обеспечение - автоматизированное рабочее место врача-рентгенолога, обеспечивающиее управление многофункциональным рентегновским комплексом.

Описание проделанных работ

НИОКТР, выполненные Головным исполнителем НИОКТР

  • разработана рабочая конструкторская документация на модуль пространственной реконструкции объекта, на блок управления приводами прецизионными программируемыми и на блок обработки изображений;
  • разработана рабочая конструкторская документация на Комплекс;
  • разработана рабочая программная документация на пользовательское программное обеспечение;
  • изготовлены опытные образцы модуля пространственной реконструкции объекта, блока управления приводами прецизионными программируемыми и блока обработки изображений;
  • разработаны программы и методики предварительных испытаний опытных образцов модуля пространственной реконструкции объекта, блока управления приводами прецизионными программируемыми и блока обработки изображений, а также комплекса в целом;
  • разработана программа и методики предварительных испытаний пользовательского программного обеспечения;
  • проведены предварительные испытания пользовательского программного обеспечения.

НИОКТР, выполненные Соисполнителем Головного исполнителя НИОКТР

  • разработан программный блок для реализации метода реконструкции изображений в составе АРМ Комплекса.

  НИОКТР, выполненные за счет дополнительного софинансирования проекта

  • проведены предварительные испытания опытных образцов приводов стола прецизионного программируемого, излучателя прецизионного программируемого и детектора прецизионного программируемого;
  • проведены предварительные испытания опытных образцов модуля пространственной реконструкции объекта, блока управления приводами прецизионными программируемыми и блока обработки изображений;
  • изготовлены опытные образцы привода излучателя прецизионного программируемого и привода детектора прецизионного программируемого;
  • изготовлен опытный образец Комплекса;
  • проведены предварительные испытания опытного образца Комплекса;
  • разработана конструкторская документация на оснастку и на нестандартное оборудование для изготовления опытного образца Комплекса;
  • разработана рабочая технологическая документация. 

Работы по организации производства

  • введение оборудования сборочного и монтажного участков в эксплуатацию;
  • приобретено технологическое оборудование для механизированной подготовки и окрашивания поверхностей (1 этап);
  • реконструировано производственное помещение сборочного цеха №8 с устройством помещения контрольно - испытательного участка ( рентгенозащитного бокса);
  • принято участие в мероприятиях Минобрнауки России с презентацией результатов выполнения работ по комплексному проекту.

Эффекты от внедрения результатов проекта

В выполнении работ отчетного периода №3 приняли участие преподаватели, аспиранты, магистранты и студенты 8 кафедр и 3-х подразделений ЮФУ: «Встраиваемых и радиоприемных систем», «Теоретических основ радиотехники», «Летательных аппаратов», «Систем автоматического управления» Института «Радиотехнических систем и управления»; «Синергетики и процессов управления» и «Дискретной математики и методов оптимизации» Института «Компьютерных технологий и информационной безопасности»; «Электрогидроакустической и медицинской техники» и «Нанотехнологий и микросистемной техники» Института «Нанотехнологий, электроники и приборостроения», а также НКБ «МИУС», ОКБ «РИТМ», НТЦ «Техноцентр» ЮФУ.

В процессе разработки пользовательского программного обеспечения, а так же программного блока обработки изображений и модуля реконструкции активное участие принимали аспиранты и молодые ученые ЮФУ. На всех стадиях разработки ПО поддерживается тесный контакт со специалистами Института прикладной математики и автоматизации (ИПМА) Кабардино-Балкарского научного центра РАН, принимавшими непосредственное участие в разработке и выпуске программной документации.

При тесном взаимодействии научных сотрудников и инженеров ООО «Севкаврентген-Д» и ФГАОУ ВО ЮФУ были подготовлены и проведены предварительные испытания блока управления приводами прецизионными программируемыми, а так же подготовлена программа и методика предварительных испытаний опытных образцов приводов прецизионных программируемых стола, излучатели и детектора, так же проведены предварительные испытания модуля пространственной реконструкции объекта, блока обработки изображений и блока управления приводами прецизионными программируемыми.

При реализации проекта отчетного периода было привлечено 10 молодых ученых со степенью кандидата наук в возрасте до 35 лет, 20 студентов и магистрантов, 10 аспирантов, 22 инженерно-технических работника.

Результаты работ по проекту были представлены в Берлине на международной конференции SPIE Security + Defence 2018, организованной международным Обществом оптики и фотоники (Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers - SPIE). Был представлен очный доклад на тему «Application of nonlinear voxel distribution grid for computational speedup of linear tomosynthesis reconstruction» (Применение нелинейной сетки распределения вокселей для ускорения вычисления реконструкции линейного томосинтеза), а так же стендовый доклад на тему «Influence analysis of the projection forming method on the reconstruction quality in the digital tomosynthesis» (Анализ влияния способа формирования проекций на качество реконструкции при томографическом синтезе изображений). По материалам доклада опубликованы научные статьи в сборнике конференции.

Также результаты проекта представлены на 9-м Фестивале Науки Юга России, состоявшемся 20-21 октября 2018 г. в помещениях стадиона "Ростов-Арена" в г. Ростове-на-Дону. В рамках Фестиваля состоялся круглый стол «Новые подходы к организации обучения команд специалистов в условиях технологических вызовов, с учетом опыта участия обучающихся в реализации комплексных проектов, выполняемых в ЮФУ». Председатель - зав. кафедрой Встраиваемых систем ИРТСиУ ЮФУ, зам. директора по науке НТЦ "Техноцентр" ЮФУ, к.т.н., доцент Синютин С.А. С докладом выступил представитель ООО "Севкаврентген-Д" - Табухов Аскер Муаедович, директор департамента по вопросам маркетинга и сбыта продукции. Обсуждались актуальные проблемы трансфера кадров между ВУЗом и предприятием, обозначены потребности завода в компетенциях выпускников для их трудоустройства. В завершение круглого стола с речью выступила врио ректора Южного Федерального университета Инна Константиновна Шевченко.

Описание проделанных работ

НИОКТР, выполненные Головным исполнителем НИОКТР

  • откорректирована конструкторская документация по результатам предварительных испытаний для: модуля пространственной реконструкции объекта, блока управления приводами прецизионными программируемыми, блока обработки изображений;
  • откорректирована конструкторская документация Комплекса, документации присвоена литера «О»;
  • откорректирована программная документация на пользовательское программное обеспечение по результатам предварительных испытаний, документации присвоена литера «О»;
  • разработана программа и методика приемочных испытаний опытного образца Комплекса;
  • проведены приемочные испытания опытного образца Комплекса в части Пользовательского программного обеспечения, Блока управления приводами прецизионными программируемыми, Блока обработки изображений и Модуля пространственной реконструкции объекта;
  • разработан проект технических условий на Комплекс;
  • разработана эксплуатационная документация на Комплекс;
  • проведены патентные исследования на предмет патентной чистоты разрабатываемого Комплекса и его составных частей;
  • проведена метрологическая экспертиза технической документации.

НИОКТР, выполненные Соисполнителем Головного исполнителя НИОКТР

  • откорректирован программный блок для реализации метода реконструкции изображений АРМ Комплекса по результатам предварительных испытаний опытного образца Комплекса.

  НИОКТР, выполненные за счет дополнительного софинансирования проекта

  • откорректирована КД по результатам предварительных испытаний для привода стола прецизионного программируемого, привода излучателя прецизионного программируемого, привода детектора прецизионного программируемого;
  • проведены приемочные испытания опытного образца Комплекса;
  • откорректирована технологическая документация по результатам предварительных испытаний Комплекса.

Работы по организации производства

  • выполнен капитальный ремонт участка механического цеха в соответствии с планом установки приобретаемого оборудования для механической обработки;
  • приобретено технологическое оборудование для механизированной подготовки (1 очередь);
  • приобретена спецтехника для межцехового перемещения производственных грузов и автотранспорта для обеспечения технологического процесса изготовления Комплекса.

Эффекты от внедрения результатов проекта

В выполнении работ отчетного периода №4 приняли участие преподаватели, аспиранты, магистранты и студенты 4 кафедр и 2-х подразделений ЮФУ: «Встраиваемых и радиоприемных систем», «Теоретических основ радиотехники», «Антенных и радиопередающих устройств» Института «Радиотехнических систем и управления»; «Синергетики и процессов управления» Института «Компьютерных технологий и информационной безопасности»;а также ОКБ «РИТМ» и НТЦ «Техноцентр» ЮФУ.

При выполнении работ по корректировке пользовательского программного обеспечения, блока обработки изображений и модуля реконструкции активное участие принимали аспиранты и молодые ученые ЮФУ. Поддерживается тесный контакт со специалистами Института прикладной математики и автоматизации (ИПМА) Кабардино-Балкарского научного центра РАН, принимавшими непосредственное участие в разработке и выпуске программной документации.Совместно подготовлена к публикации статья «About one method of parallelization of calculations during the reconstruction of a tomographic image», в которой использованы результаты исследований в области оптимизации алгоритмов реконструкции.

При тесном взаимодействии научных сотрудников и инженеров ООО «Севкаврентген-Д» и ФГАОУ ВО ЮФУ на базе Южного федерального университета были подготовлены и проведены приемочные испытания Комплекса в части блока управления приводами прецизионными программируемыми, блока обработки изображений, модуля пространственной реконструкции и пользовательского программного обеспечения. На базе ООО «Севкаврентген-Д» проведены приемочные испытания штативной части Комплекса, а так же рассмотрены результаты испытаний ЮФУ, в результате чего Комплекс признан прошедшим приемочные испытания и соответствующим заявленным требованиям.

При реализации проекта отчетного периода было привлечено 5 молодых ученых со степенью кандидата наук в возрасте до 35 лет, 10 студентов и магистрантов, 5 аспирантов,16 инженерно-технических работников.

Уникальные результаты, достигнутые при работе над проектом, были оформлены в виде заявок на патент РФ (полезная модель):

№ 2019116264/07 (031061) "Бесконтактный датчик абсолютного положения с микроэлектромеханическим чувствительным элементом",
№2019117497/28 (033436) "Устройство получения объемного изображения в рентгеновских комплексах",
№2019110019/28 (019222) "Устройство измерения углового положения излучателя сканирующей системы".

Каждая из заявок успешно прошла стадию формальной экспертизы, о чем получены соответствующие уведомления.

Также результаты проекта представлены на 10-м Фестивале Науки Юга России, состоявшемся 21-22 сентября 2018 г. в помещениях стадиона "Ростов-Арена" в г. Ростове-на-Дону.

Краткое описание выполненных работ:

1. Разработана комплектность технической документации для разработки Комплекса.

2. Разработано техническое предложение на многофункциональный комплекс рентгеновский диагностический с функцией цифрового томосинтеза (далее - Комплекс).

3. Сформированы технические требования к блоку обработки изображения на основании анализа технических требований к Комплексу. Выявлены возможные варианты решения задач обработки изображений, проведен сравнительный анализ и обоснована реализация блока обработки изображений.

4. Сформированы технические требования к модулю пространственной реконструкции изображений объекта на основании анализа технических требований к Комплексу. Выявлены возможные варианты решения задач реконструкции изображений, проведен сравнительный анализ и обоснование реализации модуля пространственной реконструкции изображений.

5. Сформированы технические требования к блоку управления приводами прецизионными программируемыми на основании анализа технических требований к Комплексу. Выявлены возможные варианты решения задач управления приводами, проведен сравнительный анализ и обоснование реализации блока управления приводами прецизионными программируемыми.

6. Разработано техническое задание на пользовательское программное обеспечение.

7. Изготовлен лабораторный стенд системы управления приводами.

8. Проведен анализ методов получения проекционных данных и реконструкции изображений методом цифрового томосинтеза. Выбран оптимальный метод решения задачи.

Эффекты от внедрения результатов проекта

В выполнении работ отчетного периода №1 приняли участие преподаватели, аспиранты, магистранты и студенты 8 кафедр и 3-х подразделений ЮФУ: «Встраиваемых систем», «Теоретических основ радиотехники», «Радиотехнических систем», «Систем автоматического управления» Института «Радиотехнических систем и управления»; «Синергетики и процессов управления» и «Дискретной математики и методов оптимизации» Института «Компьютерных технологий и информационной безопасности»; «Электрогидроакустической и медицинской техники» и «Нанотехнологий и микросистемной техники» Института «Нанотехнологий, электроники и приборостроения», а также НИИ МВС, ОКБ «РИТМ», НТЦ «Техноцентр» ЮФУ.

В процессе исследования методов реконструкции изображений активное участие принимали студенты, аспиранты и молодые ученые ЮФУ, в разработке и изготовлении лабораторного стенда систему управления прецизионными приводами участвовали преподаватели, научные сотрудники и инженеры ЮФУ. На основании требований к системе перемещения и характеристикам проектируемого комплекса были сформированы требования к его составляющим (блоку обработки изображений, модулю пространственной реконструкции изображений и блоку управления прецизионными приводами), выполнен анализ и исследование различных вариантов исполнения компонентов комплекса.

При реализации проекта отчетного периода было привлечено 10 молодых ученых со степенью кандидата наук в возрасте до 35 лет, 21 студент и магистрант, 10 аспирантов, 21 инженерно-технический работник.

Молодые специалисты получили опыт проведения самостоятельного научного и конструкторского творчества. Полученный опыт будет применен при работе над собственными курсовыми проектами, магистерскими и кандидатскими диссертациями.

Результаты работы по проекту были представлены на XXI ежегодной Всероссийской научно-технической конференции с международным участием КомТех-2017, проходившей с 7 по 9 июня  в Таганроге на базе Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета. В рамках конференции проведен круглый стол «Проблемы реконструкции изображений» на котором рассматривались вопросы разработки оригинальных алгоритмов обработки проекционных данных, конструктивных особенностей штатива «КОСМОС-Д» от ООО «СЕВКАВРЕНТГЕН-Д» для съема информации, схем и методов реконструкции трехмерных изображений объекта при ограниченном угле сканирования. Заместитель директора по науке НТЦ «Техноцентр» ЮФУ Сергей Синютин на пленарном заседании конференции выступил в качестве спикера по совместному докладу «Система для цифрового томосинтеза на основе штатива «КОСМОС-Д» от ООО «СЕВКАВРЕНТГЕН-Д».

Результаты работы по проекту также были доложены на Международной научной конференции «Актуальные проблемы прикладной математики и физики», проходившей с 17 по 21 мая 2017 г. в Нальчике (КБР) на базе Института прикладной математики и автоматизации (ИПМА) Кабардино-Балкарского научного центра РАН. В докладе на тему «Алгоритмическое обеспечение цифрового томосинтеза на телеуправляемом столе-штативе «Космос-Д» ООО «Севкаврентген-Д» (секция «Математическое моделирование в физике и технике») представлены математические и технические особенности реализации метода рентгеновской томографии в задачах с ограниченным набором проекционных данных.

Так же результаты выполнения проекта были представлены на ежегодной национальной выставке «Вузпромэкспо-2017», проходившей 13-14 декабря 2017 года в Москве.

Фото
Сотрудник
Область научных интересов
Беляев А.О.

Беляев Алексей Олегович, н.с., к.т.н., начальник сектора, ответственный исполнитель по проекту.

Системы автоматизации и управления, измерительные системы и оборудование, в частности температурные измерения динамических тепловых процессов. Беспроводные технологии передачи информации, беспроводные датчиковые сети. В 2013 году защитил диссертацию на соискание ученой степени к.т.н. на тему «Разработка и исследование моделей элементов и устройств сбора и обработки сигналов терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления».
Синютин С.А.

Синютин Сергей Алексеевич, с.н.с., к.т.н., доцент, зав. кафедрой ВиРС ИРТСиУ ЮФУ, зам. директора по науке НТЦ "Техноцентр" ЮФУ.

Обработка сигналов. Распознавание образов. Разработка медицинских диагностических систем. Интеллектуальные датчики.

Семенистая Елена Сергеевна, н.с., руководитель отдела разработки АПК (№1), ответственное лицо за выполнение показателей по проекту.

Исследования в области регистрации и обработки ФПГ-сигнала. Управление проектами.

Линник Надежда Сергеевна, ведущий инженер, нач. сектора.

Логистика, делопроизводство, издательская деятельность, организация общественных мероприятий.

chernecky Чернецкий Роман Иванович, начальник отдела №2.  
konivec m Конивец Дмитрий Васильевич, нач. сектора.  
v linkov Линьков Вадим Сергеевич, ведущий инженер-конструктор.  
naumenko Науменко Данил Валерьевич, ведущий инженер-конструктор.  
s petrenko m Петренко Сергей Николаевич, начальник отдела №3.  
silenok m Силенок Александр Борисович, нач. сектора.  
ushakov m Ушаков Илья Николаевич, нач. сектора.  
denis privalov Привалов Денис Владимирович, начальник отдела №4.  

 

Сведения о привлечённых молодых учёных, ИТР, студентах и аспирантах

Должность/этап 1 этап 2 этап 3 этап 4 этап 5 этап
Молодые учёные со степенью 10  5  8  5  9
Студенты 21  15 8  10 16
Аспиранты 10  7  5  5 3
ИТР 21  12  20  16  22

 

15 декабря 2016 г. был опубликован список проектов, выигравших 8-ю очередь конкурса по отбору организаций на право получения субсидий на реализацию комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства в рамках развития кооперации российских вузов и производственных предприятий по Постановлению Правительства РФ N218. В числе проектов-победителей - проект, поданный от Предприятия-Инициатора - ООО "Севкаврентген-Д" (г.Майский) совместно с Южным федеральным университетом. 

Тема проекта: «Разработка и создание высокотехнологичного производства отечественного инновационного цифрового рентгеновского комплекса с функцией томографического синтеза изображений».

Заявка подготовлена коллективом НТЦ «Техноцентр» ЮФУ. Руководителем работ является зам.директора по науке НТЦ «Техноцентр» ЮФУ, зав.кафедрой Встраиваемых систем Сергей Синютин.

Целью выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторско-технологических работ является разработка отечественного инновационного рентгеновского комплекса с функцией томографического синтеза изображений и создание высокотехнологичного производства для его серийного выпуска на базе производственных мощностей ОАО «Севкаврентген-Д» и научного потенциала Южного Федерального Университета.

В рамках работы над данным проектом предстоит решить следующие задачи:

· создание эффективных алгоритмов сбора и обработки аналоговых и цифровых сигналов, получаемых с электромеханических датчиков, датчиков позиционирования, рентгеновских плоскопанельных цифровых детекторов;

· разработка алгоритмов прецизионного позиционирования источников рентгеновского излучения и рентгеновских плоскопанельных цифровых детекторов;

· разработка эффективных алгоритмов цифровой обработки, реконструкции и визуализации рентгеновских изображений для реализации мультисрезовой линейной томографии (томосинтеза),

· создание вычислительного комплекса (станции) для управления многофункциональным рентгеновским комплексом в целом и др.

Решение этих задач возможно только с применением передовых математических, компьютерных, полупроводниковых и электромеханических технологий. В ходе выполнения проекта планируется широкое применение отечественных компонентов как в основных частях комплекса (плоскопанельный детектор и излучатель), так и в системах управления (микроконтроллеры производства АО «ПКК Миландр» и ОАО НПЦ «Элвис»). В результате будет решена задача разработки отечественного рентгеновского комплекса с большим процентом отечественных высокотехнологичных компонентов.

Коллектив НТЦ «Техноцентр» ЮФУ сотрудничает с ООО «Севкаврентген-Д» в области создания отечественных высокотехнологичных изделий на протяжении трех лет. За это время велись консультации по определению номенклатуры отечественных компонентов для новых рентгеновских комплексов. В результате было решено, что разработка такого уровня потребует более тесного взаимодействия между ВУЗом и предприятием, что и было реализовано в форме заявки на получение субсидии для реализации комплексного проекта.

Учитывая важность диагностических задач, решаемых МРКТ, а также быстро растущий рынок спроса, не вызывает сомнений актуальность задачи создания собственного отечественного производства МРКТ, конкурентоспособного на российском и мировом рынках.

Успешная реализация проекта по созданию многоцелевого рентгеновского комплекса с функцией томосинтеза  позволит в перспективе создать производство целой линейки специализированных диагностических систем различного назначения.