Устройство для подсчета предметов,перемещаемых конвейером

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЁТА ПРЕДМЕТОВ, ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ КОНВЕЙЕРОМ, содержащее блок источников света и блок фотодатчиков, установленных над конвейером в зоне движения предметов, пороговый блок, выход которого соединен с информационным входом вычислительного блока, выход которого через блок считывания подключен к счетчика , генератор импульсов, первый выход которого через делитель частоты соединен с первым управляющим входом вычислительного блока, второй управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены коммутатор и распределитель импульсов, вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, выходы распределителя импульсов подключены к управляющим входам коммутаторов, выходы первого из которых соединены с входа (Л ми блокаисточников света, выходы блока фотодатчиков через второй коммутатор подключены к входу порогового блока. 111-;--11 ft

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТКЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 06 N 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3356695/18-24 (22) 11.11.81 (46) 23.07.83. Бюл. В 27 (72) Л.A.Ïèãàðåâ, В.С.Зарицкий, В.Б.Светник, Р.П.Сыромятников и P.P.Äóáèíåö (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт (53) 621.374.32(088 ° 8) (56) 1. Патент США Р 41 39766, кл. G 06 N 7/00, опублик. 1976.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 760140, кл. G 06 M 7/02, 1978 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА

ПРЕДМЕТОВ, ПЕРЕМЕЩАЕМЫХ КОНВЕЙЕРОМ, содержащее блок источников света и блок фотодатчиков, установленных над конвейером в зоне движения предметов, пороговый блок, выход которого сое„.SU 1030819 А динен с информационным входом вычислительного блока, выход которого через блок счнтывайия подключен к вхо;ду счетчика, генератор импульсов, первый выход которого через делитель частоты соединен с первым управляющим входом вычислительного блока, второй управляющий вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены коммутатор и распределитель импульсов, вход которого соединен с вторым выходом ге- нератора импульсов, выходы распределителя импульсов подключены к управляющим входам коммутаторов, выходы Я первого из которых соединены с входами блока ристочников света, выходы блока .фотодатчиков через второй комыутатор подключены к входу порогово- ( го блока.

Фн

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок выполнен иэ регистров сдвига, элемента И, реверсивного счетчика и блока элементов И, выходы которого соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, выход которого является выходом вычисли тельного блока, информационный вход .которого является первым входом первого регистра сдвига, первый, второй и третий регистры сдвига соединены последовательно, выходы трех последних ячеек первого, второго и третье-, го регистров сдвига через элемент И подключены к первому входу четвертого регистра сдвига, четвертый и пятый регистры сдвига соединены последовательно, а выходы их последних двух ячеек подключены к первым входам блока элементов И, второй вход которого является первым управляющим входом вычислительного блока, вторые входырегистров сдвига объединены и являются вторым управляющим входом вычислительного блока.

Изобретение относится к автомати-. ке, к электронным устройствам счета предметов, перемещаемых конвейером, и может быть использовано для учета различных предметов, ограниченных 5 выпуклыми поверхностями, имеющих разные размеры и произвольным обра. зом расположенных на ленте конвейере; в частности может быть использовано на птицефабриках для подсчета 30 .количества яиц, поступающих на магист-. ральный конвейер из различных цехов, для контроля количества яиц, производящихся в каждом цехе, и т.п.

Известно устройство для подсчета движущихся предметов, использующие принцип формирования изображения учитываемых предметов и дальнейшей его логической обработки, содержащее осветитель, блок фотодатчиков (или оптоэлектронную систему}, пороговые и логические блоки для обработки формируемых иэображений Г1).

Недостатком этого устройства является недостаточная точность при подсчете предметов, имеющих разные геометрические размеры, что связано с использованием общего осветителя и случайным положением предметов на конвейере.

Наиболее близким к изобретению.по технической сущности является устройство для подсчета штучных предметов, перемещаемых конвейером, содержащее блок источников света и блок фото35 датчиков, установленные над конвейером з.зоне движения предметов, пороговый блок, выход которого соединен с информационным входом вычислительного блока, выход которого через блок 40 считывания подключен к входу счетчика, генератор импульсов, первый выход которого через делитель частоты ,соединен с первым управляющим входом вычислительного блока, второй управ- 45

Р ляющий вход которого подключен к второму выходу генератора импульсов.

Это устройство обеспечивает учет предметов, имеющих выпуклую форму и произвольным образом расположенных на ленте конвейера, путем получения иэображения учитываемых предметов, стирания контуров изображений соприкасающихся объектов и подсчета числа изолированных областей (числа Эйлера), определяющих количество прошедших предметов 2 J.

Основным недостатком известного устройства является большая ошибка счета, зависящая от взаимного расположения учитываемых предметов и источника света. При совпадении фотометрической оси источника света с осью, проходящей через. точку соприкосновения двух или нескольких предметов,за счет их выпуклых поверхностей и диффузного характера отражения уровень освещенности в области соприкосновения возрастает по отношению к освещенности соответствующей точки изолированного предмета. Это приводит к тому, что в процессе формирования двухградационного изображения предме,тов при постоянной величине напряже ния порога, устанавливаемого в пороговом блоке, возможен пропуск мелких предметов или учет нескольких крупных за один. поскольку как размеры, так и расположение предметов на конвейере носит случайный характер.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для подсчета предметов, перемещаемых конвейером, содержащее блок источников света и блок фотодатчиков, установленные над конвейером в зоне движения предметов, пороговый блок, выход которого соединен с информационным входом вычислительного блока, выход которого

1030819 через блок считывания подключен к входу счетчика, генератор импульсов, первый выход которого через делитель частоты соединен с первым управляю щим входом вычислительного блока, второй управляющий вход которого под- 5 ключен к второму выходу генератора импульсов, введены коммутаторы и распределитель импульсов, вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, выходы распределителя импульсов подключены к управляющим входам коммутаторов, выходы первого из которых соединены с входами блока источников света, выходы блока фотодатчиков через второй коммутатор 15 подключены к входу порогового блока.

Кроме того, вычислительный блок выполнен из регистров сдвига, элемента И, реверсивного счетчика и блока элементов И, выходы которого соедине- 20 ны с соответствующими входами реверсивного счетчика, выход которого является выходом вычислительного блока,, 1 ,информационный вход которого является первым входом первого регистра сдвига, первый, второй и третий регистры сдвига соединены последовательно, выходы трех последних ячеек первого, второго и третьего регистров сдвига через элемент И подключены к первому 30 входу четвертого регистра сдвига, четвертый и пятый регистры сдвига соединены последовательно, а выходы их последних двух ячеек подключены к первым входам блока элементов И, второй вход которого является первым уп- З5 равляющим входом вычислительного блока, вторые входы регистров сдвига объединены и являются вторым управляющим входом вычислительного. блока.

На фиг.1 изображена- структурная 40 схема устройства, на фиг.2 — функциональная схема выполнения вычислительного блока.

Устройство содержит конвейер 1, блок 2 источников света, блок 3 фото- 45 датчиков, генератор 4 импульсов, распределитель 5 импульсов, первый б и второй 7 коммутаторы, пороговый блок

8, вычислительный блок 9, делитель частоты 10, б ок 11 считывания и 50 .счетчик 12. Вычислительный блок 9 со- держит первый 13, второй 14 и третий

15 регистры сдвига, элемент И 16, четвертый 17 и пятый 18 регистры сдвига, блок 19 элементов И и ревер.сивный счетчик 20 °

Устройство работает следующим образом. .Над движущейся лентой конвейера .

1 в плоскости, перпендикулярной ее движению, установлены блок 2 источников света и блок 3 фотодатчиков.

Источники света и фотодатчики этих блоков расположены с одинаковым шагом, величина котор ого зависит от размеров учитываемых предметов. 65

Источники света и фотоприемники работают в инфракрасном частотном диапазоне, что позволяет устранить влияние внешней освещенности и обеспечивает устойчивое формирование изображений предметов. Генератор 4 импульсов вырабатывает две последовательности импульсов: первая — с частотой следования несколько сотен герц и определяющей период формирования одной строки изображений учитываемых предметов, вторая — с большей в W раз частотой следования, где л — количество источников света и фотоприемников в соответствующих блоках. С приходом первого импульса второй последовательности на первом выходе распределителя 5 импульсов формируется импульс, поступающий на первые управляющие входы первого б и второго 7 коммутаторов. Импульс, сформированный на выходе второго распределителя 5 импульсов, открывает первый ключ первого коммутатора б.и первый ключ второго коммутатора 7. При этом первый источник счета блока 2 источников света формирует импульс инфракрасного излучения с длительностью,- равной ительности импульса .второй последо- вательности. Диаметр эоны освещенноси, создаваемый источником света, за-; висит от высоты расположения линейки излучателей от поверхности учитываемых предметов и в данном случае не превышает их шага расположения в линейке.

Таким образом, источник света можно считать приближенно точечным, а так как в каждый момент времени работает только один соответствующий ему фотоприемник, исключается эффект переотражений от поверхности учитываемых предметов. Импульс излучения, отраженный от поверхности учитываемого предмета, воспринимается первым фотоприемником блока 3 фотодатчиков и на его выходе генерируется напряжение, поступающее на информационный вход первого ключа второго коммутатора 7. Это напряжение через открытый ключ поступает на вход порогового блока 8 ° Если величина напряжения, генерируемого фотодатчиком, больше установленной величины напряжения порога, на выходе порогового блока 8 формируется сигнал ".Логической единицы", в противном случае

"Логический нуль". Таким образом, формируется один дискрет двухградационного изображения учитываемого предмета.

С приходом l1 -го импульса второй последовательности срабатывает h -й ключ первого коммутаторов, и -й источник-света блока 2 источников све« та и соответственно > --е фотодатчик блока 3 фотодатчиков и ключ второго коммутатора 7. На выходе порогового

1030819 блока 8 формируется и -й дискрет двухградационного изображения, а на втором выходе генератора 4 импульсовимпульс первой последовательности. Заканчивается формирование одной строки двухградационного изображения учитываемых предметов.

Синхронно с формированием каждого дискрета двухградационного изображения информация с выхода порогового блока 8 поступает на информационный вход вычислительного блока 9, на управляющий вход которого подается вторая последовательность импульсов, а на другой вход, через делитель 10 частоты, фиксирующий четную или не- 15 четную пару строк двухградационного изображения, первая последовательность с частотой, деленной на два. Вычио- . лительный блок 9 реализует алгоритм стирания контуров изображения учиты- Я ваемых предметов и подсчет числа изолированных областей (числа Эйлера), соответствующих количеству прошедших по конвейеру предметов. С выхода вычислительного блока 9 информация о 25 количестве предметов периодически или непрерывно считывается блоком 11 считывания и поступает на счетчик 12

Стирание контуров изображений вычислительным блоком 9 реализуется следующим образом. Информация о каждом дискрете двухградационного изображения поступает на информационный вход первого регистра 13 сдвига, последовательно соединенного с вторым и 35 третьим регистрами 14 и 15 сдвига, число разрядов которых равно числу фотодатчиков, и с приходом импульса второй последовательности, поступающего на тактирующие входы сдвига 4{) всех регистров сдвига, записывается в первый разряд первого регистра 13 сдвига. С приходом второго импульса второй последовательности в первый разряд записывается новая информация, 45 а. предыдущая сдвигается во второй разряд и т.д. Таким образом, после

И-го импульса второй последовательности в первом регистре 13 сдвига окажется информация, соответствующая одной строке двухградационного изображения. Затем начинается процесс формирования второй строки изображения, при этом синхронно с записью информации в первый регистр 13 сдвига

его содержимое переписывается во второй регистр 14 сдвига. В следующем такте содержимое второго регистра 14 сдвига переписывается в третий регистр 15 сдвига, содержимое первого регистра 13.сдвига — во второй ре- 60 гистр 14 сдвига, а в первый записывается информация о третьей строке.

По три старших разряда первых трех регистров сдвига соединены элементом И 16 на девять входов. Синхронно 65 с процессом формирования каждого дискрета изображения осуществляется операция стирания контуров изображений. При этом стирается элемент, отличный от нуля, если хотя бы один из девяти элементов имеет значение логического нуля, т.е. значение логической единицы заменяется на логический нуль. Результат поступает на информационный вход четвертого регистра 17 сдвига, последовательно соединенного с пятым регистром 18 сдвига. Таким образом, после сформирования трех строк йзображения в четвертый регистр 17 сдвига будет записано соответствующее им "стертое" изображение, которое к моменту окончания формирования очередной строки исходного изображения перепишется в пятый регистр 18 сдвига, а в четвертый регистр 17 сдвига будет записано новое "стертое" изображение.

Алгоритм счета числа изолированных областей (число Эйлера) осуществляется синхронно с алгоритмом стирания контуров изображения. С этой целью по два старших разряда четвертого регистра 17 сдвига и пятого регистра 18 сдвига соединены с одним из входов блока 19 элементов И, на другой вход которого подается сигнал "Логический нуль" нечетная пара анализируемых строк или "Логический нуль" четная пара строк с делителя 10 частоты.

При этом при анализе нечетной пары строк в блоке 19 элементов И учитываются все четверки единиц изображения, горизонтальные пары единиц, правые единицы и правые вертикальные пары, т.е. после минимизации известными методами реализуется логическая функция вида

Э„(и)=(И „ли )ч(И„„АИ„)ч(й„ли. ) где и с индексом — соответствующий элемент изображения, записанный в четвертом 17 и пятом 18 регистрах сдвига.

Левые единицы и левые вертикальные пары изображения учитываются после сдвига информации. в этих регистрах на один шаг (разряд). С первого выхода блока 19 элементов И результат при каждом сдвиге информации на один шаг поступает на прямой счетный вход реверсивного счетчика 20. При анализе четной пары строк предыдущая строка изображения и вновь сформированная очередная учитываются правые вертикальные пары единиц изображения и четверки единиц изображения или после минимизации реализуется логическая функция вида

Э<(n) =(и ли z)v (Й>„ Й „) 1030819

Фиг.

Составитель Г. Усачев

Редактор Н.Джуган ТехредМ.Гергель Корректор A.Ïoâõ

Заказ 5215/50 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Левые вертикальные пары единиц иэображения учитываются на следующем шаге, а остальные элементы формулы Эйлера — при анализе очередной нечетной пары строк.

С второго, выхода блока 19 элемен- 5 тов И результат поступает на обратный счетный вход реверсивного счетчика 20 и вычисляется иэ предыдущих показа- .- ний, записанных при анализе нечетной пары строк. Таким образом, в ревер- 10 сивный счетчик 20 все время записывается число, соответствующее количест ву предметов, прошедших по конвейеру, Использование изобретения в .ряде ,областей народного хозяйства, например на крупных птицефабриках, позволяет по сравнению с известным устройством повысить точность учета продукции, более гибко на этой основе проводить изменения в технологическом процессе с целью оптимизации выхода готовой продукции птицефабрик, а так.же снизить бой яиц на лентах конвейера путем исключения контактного взаимодействия с учитываемым предметом, например, в электромеханических счетчиках. продукции.