Устройство для распознавания и учета предметов по типоразмеру

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для распознавания типа предмета, например тары, движущейся по ленточному конвейеру и произвольно ориентированной на нем, а также автоматического учета предметов цо типоразмеру. Устройство может найти применение в машиностроении.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1460731 А1 (д 4 G 06 M 7/02

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБ ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4269166/24-24 (22) 26.06.87

° (46) 23.02.89,Бюл. Н - 7 (7 1) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) И.Л.Ерош, В.Л.Генкин и И.Н.Марукова (53) 621 ° 374.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1181726, кл. В 07 С 5/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Р 1092539, кл. С 06 М 7/02, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

И УЧЕТА ПРЕДМЕТОВ ПО ТИПОРАЗМЕРУ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для распознавания типа предмета, например тары, движущейся по ленточному конвейеру и произвольно ориентированной на нем, а также автоматического учета предметов go типоразмеру. Устройство может найти применение в машиностроении, приборостроении, а также в других отраслях народного хозяйства, где происходит перемещение грузов в таре различных типоразмеров с помощью конвейера. Целью изобретения является повышение точности устройства . Уст". ройство для распознавания и учета предметов по типоразмеру содержит первый и второй блоки фотодатчиков

1 и 2, преобразователь кода 3, первый блок постоянной памяти 4, дешифратор 5, первые счетчики 6, второй блок 7 постоянной памяти, блок 8 уп1460731 равления, элемент ИЛИ 9, блок 10 оперативной памяти, источник 11 света, модулятор 12, фотоприемник 13, Аормирователь 14, первый элемент И 15, второй счетчик 16, триггер 17, блок

18 вычисления проекций, второй и третий элементы И 21 и 22, блок 19 сравнения, блок 20 вычисления проекции. Устройство позволяет определять габариты предметов, расположенных произвольно относительно оси движения конвейера, с большой точностью.

3 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для распознавания типа предмета, например тары, движущейся по ленточному конвейеру, произвольно ориентированной на нем, а также автоматического учета предметов по типоразмеру, и может найти применение в машиностроеяии, приборостроении, а также в других отраслях народного хозяйства, где происходит перемещение грузов в таре различных типоразмеров с помощью конвейеров.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

На фиг.1 показана функциональная схема устройства на Аиг.2 — блоксхема алгоритма работы устройства; на фиг.3 — конвейер, вид сверху; на

Аиг.4 — функциональная схема блока управления; на фиг.5 — функциональная схема блока вычисления .типоразмеров; на фиг.6 — один из вариантов выполнения блока сравнения на фиг.7 — функциональная схема блока вычисления проекций.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 блоки фотодатчиков, преобразователь 3 кода, первый блок 4 постоянной памяти, дешифратор 5, первые счетчики 6, второй блок 7 постоянной памяти, блок 8 управления, элемент ИЛИ 9, блок 10 оперативной памяти, источник 11 света, модулятор 12, приемник 13, формирователь

14, первый элемент И 15, второй счетчик 16, триггер 17, блок 18 вычисления типоразмеров, блок 19 сравнения, блок 20 вычисления проекций, второй и третий элементы И 21 и 22.

Блок 8 управления содержит триггер 23, элемент И 24, регистр 25, блок 26 постоянной памяти и генератор 27 импульсов.

10 Карта прошивки блока 26 постоянной памяти представлена в таблице.

Блок 18 вычисления типоразмеров содержит первый блок 28 вычитания, первый квадратор 29, второй блок 30

15 вычитания, третий блок 31 вычитания, второй, третий и четвертый квадраторы 32-34, первый и второй сумматоры 35 и 36, первый и второй блоки

37 и 38 постоянной памяти.

Блок 19 может быть построен на элементах 39 сравнения и селекторемультиплексоре 40.

Блок 20 вычисления проекций содержит первый и второй регистры 4 1 и 42, первый и второй триггеры 43 и 44, элемент ИЛИ 45, первый и второй элементы И 46 и 47, счетчик 48, третий регистр 49, первый блок 50 сравнения, четвертый регистр 51, второй

30 блок 52 сравнения, пятый и шестой регистры 53 и 54.

Блоки 1 и 2 фотодатчиков представляют собой линейки фотодатчиков, установленные соответственно вертикаль3g но (для определения высоты объекта, . причем выход первого Аотодатчика

3 14607 блока 1 является сигналиэатором появления объекта в зоне) и горизонтально поперек конвейера.

Преобразователь 3 кода может быть

Б реализован, например, на ПЗУ.

Модулятор 12 связан с подвижной частью транспортера кинематической передачей (не показана).

Блоки вычитания и суммирования и lp квадраторы реализованы стандартно.

В качестве квадраторов могут быть использованы, например, ПЗУ. На входе блока 30 вычитания конструктивно установлен код числа датчиков линейки. 15

Устройство работает следующим образом.

Распознаваемый предмет, например тара с грузом, перемещается конвейером, причем произвольно на нем рас- 20 положена. Предмет имеет габаритные размеры: А — длина,  — ширина, С— высота. Дно тары принадлежит плоскости ленты конвейера. Линейка фотодатчиков блока 1 срабатывает при попада- 25 нии тары в зону распознавания, причем количество сработавших датчиков соответствует высоте С. Первый датчик этого блока используется также для запуска блока 8 управления устройством путем взвода триггера 23. Элемент И 24 пропускает импульсы с генератора 27 на управляющий вход сдвигающего регистра 25, который по каждому импульсу записывает информацию, поступающую на его входы с выходов блока 26 и появляющуюся после записи на младших адресных входах блока 26.

Блок 26 выдает команду на выходе, записанную по адресу, младшие разряды которого определяются регистром 25, а старшие — условиями перехода в зависимости от состояния устройства в определенный момент времени. Блок 26 работает в соответствии с алгоритмом, 4 закодированным таблицей прошивки ПЗУ.

Сигналы с блока 1 фотодатчиков преобразуются блоком 3 в код, определяющий адрес блока 4, в котором записаны коды типов тары, различающихся по размеру С. Блок 4 выдает код тары в виде слова, младшим разрядом которого закодирована раэличность тары по размеру С (признак P). Сигнал P поступает на блок 8. Если P=l, то код типа тары, поступающий на дешифратор 5, преобразуется им в сигнал на один из первых счетчиков 6, соответствующий типу тары. Выборкой дешифра

31

4 тора 5 управляет блок 8. Если Р=О, то выборка дешифратора 5 запрещена и учета не происходит.

В этом случае для распознавания типа тары необходимо определить размеры А и В. Тара при своем движении воздействует на линейку блока 2 фотодатчиков. Датчики пронумерованы от 1 до К. Когда тара появилась в зоне линейки блока 2, то на выходе элемента ИЛИ 9 появляется сигнал, который взводит триггер 17, разрешающий прохождение импульсов через элемент И 15 от формирователя 14. При движении ленты транспортера модулятор 12 (связанный с подвижной частью транспортера кинематической передачей) периоди- чески перекрывает луч от источника 11 света, который, попадая на фотоприемник 13, вызывает на его выходе сигналы, синхронные перемещению транспортера, которые преобразуются формирователем 14 в импульсы, частота которых пропорциональна скорости движения конвейера. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 16, который адресует блок 10, а также на вход записи блока 10 через третий элемент И 22, который открыт сигналом с выхода блока 8 управления.

По соответствующим адресам в блок 10 записываются данные с выхода блока 2. Когда тара перестает воздействовать на первый датчик блока 1, то устройство переходит в режим вычисления проекций величин А и В с помощью блока 20. Блок 10 переводится в режим считывания путем сброса триггера 17, счетчик 16 сбрасывается и на него подаются импульсы с блока 8, С каждым адресом на выходе блока 10 появляется слово, соответствующее определенному состоянию линейки блока 2 фотодатчиков, которое анализируется следующим образом.

Блок 8 управления выдает сигнал записи адресованного слова блока 10 в регистр 42. Затем выдается разрешающий потенциал на элемент И 46 и сдвиговые импульсы с выхода поступают на регистр 42, а счетные импульсы ерез элемент ИЛИ 45 и элемент И 46 — соответственно на счетчик 48 до тех пор, пока триггер 43 не взведется. После этого сигнала число, полученное в счетчике 48, т.е. абсцисса точки О, записывается в регистр 41, появляясь на его выходах. Затем определяется

1460731 проекция а„ и а и адресуется следующая строка блока 10, данные записываются в регистр 42, информация сдвигается вправо до взвода тригге5 ра 44. После этого содержимое счетчика 48 сравнивается с содержимым регистра 49, в котором записано с входов максимальное число (количество фотодатчиков 6 в линейке блока 2). 10

Если блок 50 сравнения выдает сигнал того, что содержимое счетчика меньше содержимого регистра,то содержимое счетчика записывается в регистр 49. Если сигнала "Меньше" нет, 15 то в регистр 53 записывается значение с выхода счетчика 16 .(a ).

Затем счетчик 16 сбрасывается.

В счетчик 48 записывается максимальный адрес, конструктивно установленный 20 на входе. Сбрасывается триггер 44.

Подается счетный импульс на счетчик 16. Данные записываются в регистр 42. Подается разрешающий потенциал на элемент И 47 и сдвигающие им- 25 пульсы влево на регистр 42 до взвода триггера 44. Если содержимое счетчика 48 больше содержимого регистра 51, который в исходном состоянии обнулен, то информация записывается в ре- 30 гистр 51. Если блок сравнения 52 не выдает сигнал "Больше", то в регистр

54 записывается содержимое счетчика 16. После того, как в определено, вычисляются величины А и В. 35

В регистрах 49 и 51 записаны соответственно а „ и в „ . Блок 18 опре.деляет размеры А и В следующим образом. Подается синхросигнал С1 на блоки 28 и 30 вычитания, получаются 40 ,соответственно значения а „ и в„ +

+а„+а„ .. Затем, подавая сигнал С2, на выходе блока 31 вычитания имеем значение в„. Квадраторы 29, 32 и 34 дают на выходах соответственно значе- 4б ния а„, в „, а, в, которые суммируются соответственйо в сумматорах

35 и 36 по сигналу СЗ. На выходах блоков 37 и 38 имеем значения, А и В

Эти значения подаются на. элемент 39 бб сравнения блока 19, который, если выдает сигнал на выходе "Больше" "1", то заставляет блок 8 выдать адрес

"0", а селектор-мультиплексор 40 подключает на выходы первые входы, если ",1" (адрес), то вторые. Значения А и В определяют адрес блока 7, который выдает код типа тары, а блок 8 — сигнал выборки дешифратора 5. Таким образом, сигнал проходит на соответствующий первый счетчик 6.

Устройство позволяет определить габаритные размеры произвольно расположенных предметов, перемещаемых конвейером с промежутками, что позволяет использовать его при восстановлении искаженных изображений и значительно расширяет функциональные возможности устройства при распознавании, сортировке и учете предметов.

Хранение точных значений параметров объектов в памяти позволяет снизить требования к точности определения размеров, а также расширить номенклатуру распознаваемых предметов.

Формула изобретения

1. Устройство для распознавания и учета предметов по типоразмеру, содержащее первый и второй блоки фотодатчиков, первый блок постоянной памяти, дешифратор, первые счетчики, источник света, второй счетчик и блок сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены второй блок постоянной памяти, преобразователь кода, блок управления, элемент

ИЛИ, блок оперативной памяти, модулятор, фотоприемник, формирователь, первый, второй и третий элементы И, триггер, блок вычисления типоразмеров и блок вычисления проекций, первые выходы первого блока фотодатчиков соединены с входами преобразова теля кодов,.выходы которого соединены с входами первого блока постоянной памяти и являются первыми выходами устройства, вторыми и третьими выходами которого являются соответственно первые и вторые выходы блока сравнения, первые и вторые входы которого подключены соответственно к первым и вторым выходам блока вычисления типоразмеров, первые и вторые выходы блока сравнения соединены соответственно с первыми и вторыми входами второго блока постоянной памяти, выходы которого объединены с соответствующими первыми выходами первого блока постоянной памяти и подключены к соответствующим первым входам дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими первыми счетчиками, выходы второго блока фотодатчиков непосредственно соединены с

1460731 первыми входами блока оперативной.памяти и через элемент KIH с первым входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответ5 ственно с первыми нходами первого и третьего элементов И и первым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу блока оперативной памяти, третий вход кото- 10 рого соединен с выходом третьего элемента И, источник света соединен оптически через модулятор с входом фотоприемника, выход которого через формирователь подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, выходы которого подключены к первым входам блока вычисления проекций и четвертым входам Zp блока оперативной памяти, выходы которого соединены с вторыми входами блока вычисления проекций, первые выходы которого подключены к первым входам блока вычисления типоразмеров, 25 второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока управления, четвертый выход которого является четвертым выходом gp устройства, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления соединены соответственно с вторыми входами триггера, второго счетчика и дешифратора, второй выход первого блока фото35 датчиков подключен к первому входу блока управления, восьмой выход которого соединен с третьим входом блока сравнения, третий выход которого подключен к второму входу блока уп- . 40 равления, с девятого по пятнадцатый выходы которого соединены соответственно с третьего по девятый входами блока вычисления проекций, второй, третий, четвертый и пятый вы- 45 ходы которого подключены соответственно к третьему, четвертому, пятому, шестому входам блока управления, с шестнадцатого по двадцать второй выходы блока управления соединены соответственно с десятого по шестнадцатый входами блока вычисления проекций, второй выход первого блока постоянной памяти подключен к седьмому входу блоха управления, двадцатый выход которого соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления содержит триггер, элемент И, регистр, блок постоянной памяти и генератор импульсов, выход триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу регистра, выходы которого соединены с первыми входами блока постоянной памяти, с первого по двадцать третий выходы которого являются соответственно двадцать третьим, шестым, пятым, первым, вторым, третьим, седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым, двенадцатым, тринадцатым, четыр надцатым, пятнадцатым, шестнадцатым, семнадцатым, восемнадцатым, девят,надцатым, двадцатым, двадцать первым, днадпать вторым и четвертым выходами блока управления, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым и седьмым входами которого янляютсл соответственно первый »ход триггера и второй вход блока постоянной памяти, третий, четвертьп, пятый, шестой, седьмой и восьмой входы блока постоянной памяти, двадцать четвертые выходы которого соединены с вторыми входами регистра, выход генератора импульсов подключен к второму входу элемента И, двадцать пятый выход блока постоянной памяти соединен с вторым входом триггера, 3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок вычисления типоразмеров содержит пер»ый, второй и третий блоки вычитания,первьп1, второй, третий и чет»ертый квадраторы, первьп и второй сумматоры и первый и второй блоки постоянной памяти, первые входы первого,.второго и третьего блоко» вычитания, второй вход первого блока вычитания и входы третьего и четвертого к»адраторов являются первыми входами блока вычисления типоразмеров, вторым, третьим и четвертым входами которого являются соответственно третий, второй входы соотцетстненно первого,и второго блоков вычитания, второй вход третьего блока вычитания и первые входы первого и второго сумматоров, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго блоков постоянной памяти, выходы которых являются соответственно первым н вторым выходами блока вычисления типоразмеров, выходы перво -о и нторого блоков вычитания соединены соответственно через первый к»; дратор с нто14б 073

ВходнрЛ щ рес

Внходной

Упрееллнщне снгнелы ед ес .7 6 5 4 3 2 l 2 2 2х 2 2 2 2 2 2 2 О 1 2 3 4 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13 16 17 18 19 20 21 22 23

О О О О О 0,0 о

P С

О О О 0 О О О О О 1 1 1 1

О О О О О ! О 1 о !

О О О О 1 О 0 0 О 0

1 1 1 О 1 1 1. 1 О 1

:1 1 1 О 1 О О О 1 О

О О О l 0 0 0 0 1 1 1 1

О О О 1 О О 1 О О

0 0 î Î î î 0

О О 0 О О ! О о,о ! о о о

00 О 1 1 О 0-1 1 1

1 О О 1 1 О 1 О О О

О 1 О О О О 1 О О t

О О О 1 О 1 0 1 О рыми входами первого сумматора и непосредственно — с третьими входами третьего блока вычитания, выходы которого через второй квадратор под5 ключены к вторым входам второго сумматора, третьи входы которого соединены с выходами четвертого квадратора, выходы третьего квадратора подключены к третьим входам первого суммато- 1О ра.

4. Устройство no п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок вычисления, проекций содержит первый, второй,третий, четвертый, пятый и шестой ре- !5 гистры, первый и второй триггеры; элемент ИЛИ, первый и второй элементы И, счетчик и первый и второй локи сравнения, первые входы пятого и шестого регистров являются первым 9п входом блока вычисления проекций,вторыми входами которого являются соответствующие первые входы второго регистра, первый и второй выходы которого подключены соответственно к пер- 25 вым входам первого и второго триггеров, выходы которых являются соответственно вторыы и и третьим выходами блока вычисления проекций,с третьего по шестнадцатый входами которого 30 являются соответственно первый вход счетчика, перво!и вход третьего регистра, второй вход счетчика, второй

1 l0 вход второго регистра, первый вход первого элемента И, цервый вход первого регистра, второй вход первого триггера, второй вход пятого регистра, второй вход второго триггера, первый вход четвертого регистра, первый вход второго элемента И, второй вход шестого регистра, третий и четвертый входы второго регистра, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с третьим и четвертым входами счетчика, выходы которого подключены к вторым входам третьего и четвертого регистров, первым входам первого и второго блоков сравнения, второму входу первого регистра, выходы первого и второго блоков сравнения являются соответетвенно четвертым и пятым выходами блока вычисления проекций, первьпчи выходами которого-являются выходы первого, пятого и шестого регистров и выходы третьего и четвертого регистров, которые соединены с вторыми входами соответственно первого и второго блоков сравнения, первый и второй входы элемента ИЛИ объединены соответственно с третьим и четвертым входами второго регистра, выход элемента ИЛИ подключен к вторым входам соответственно первого и второго элементов И.

1460731

l2

Продолжение таблицы

ШШШ одно!! с

Упраэлмнегне скгналы

2 2 2 2 2

76543212, 2 2 2 2

О 1 О 1.0 О 1 О I 1

О 1 О 1 1 0 1 О О

О 1 9 0 1 О 0 1

1 О О 0 1

1 О О 1 0

1 О О О

I 0 О 1 1 1

1 О О 1 1 1 О 1 О 0

1 1 О 0 t 1 1 0 1

1 1 О 1 О 1 1 О О

1 1 О 1 1 ! 1 О О

1 1 1 О 0 О О О О О

6 р к м е с а н н е: Незаполненною поенкю соответствуют нуннн

0 О 1 1 0 0 О 1 1 О О ,10 1 1 О 0 0 г 1 О

О 1 О t 1 О О О 1 1 1 О

О 1 t 1 0 0 1 1 1 1

0 1 1 1 1 О 0 О О

1.0 0 О О 1 0 0 О 1

0 1 0 1 О О 1 0 О О 1 1 1 О 1 О 0 1 0 О !

0 1 1 О t О О 1 0 1 1 О

1 0 1 О 1 1 0 О 0 1

1 0 1 1 0 I О 1 I 1

1 0 1 1 1 1 0 О О, 1 О 0 0 1 0 0 1

1 1 О 0 1 1 t 0 1 О

О 1 2 3 4 3 б 7 8 9 10 I I t2 13 14 15 16 tl 18 19 20 2! 22 23

146073 ) 1460731 иигика 0m датчикод

Иа И21и 022

Я наст16

Я 717

Ц) на!8 ч на5

A на!9 с иа сто с еаеУ я иа cmЧВ

С наЧ2

1 на Фб с aran )1 сйа ь

ЯТЧ с на

- - но с на5Ф на42 юыход усшройсада

1460731

Фи@ 7

Редактор В.Данко

Заказ 543/56 Тираж 667 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ-СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. -4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

czy(p

С 23(/

Составитель И.Рыбаков

Техред М.Ходаннч . Корректор И.Самборская