Стереометрический способ определения координат поверхности объекта

 

Изобретение относится к автоматике. Цель изобретения - упрощение способа и повышение производительности труда. Способ заключается в импульсном высвечивании каждой измерительной точки узконаправленным световым лучом, пересекающим линию базиса в одной и той же точке, в определении координат впадин на плоской поверхности объекта посредством измерительных точек на плановой плоскости, положение которой совпадает с плоской поверхностью объекта, последовательном высвечивании световых лучей в каждой измерительной плоскости, включающей линию 2-4 базиса, световые лучи, строку матрицы источника 3 подсвета, элементы которой высвечивают лучи данной измерительной плоскости, соответствующую строку матрицы светочувствительного прибора 1. По анализу видеосигналов устанавливается наличие впадин, а координаты каждой измерительной точки впадины определяются по сигналу с неотображенным высвечиванием измерительной точки. 2 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

КСПУБ ЛИК (19) (11) (50 4 С 01 С 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4285202/24-10 (22) 16.07.87 (46) 30.06 ° 89 ° Бюл. 1(24 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) 10.Â.Âîðoáüåâ и Е.И.Русинов (53) 528.72 (088.8) (56) Иванницкий Г.P. и др. Автоматический анализ микрообъектов. М.-Л.:

Энергия, 1967, с.100, 128.

Авторское свидетельство СССР

В 979854, кл. С 01 С 11/26, 23.06.81.

2 (54) СТЕРЕОИЕТРИЧЕСК1Й СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ПОВЕРХНОСТИ ОБЬЕК-1

ТА (57) Изобретение относится к автоматике. Цель изобретения — упрощение способа и повышение производительности труда. Способ заключается в импульсном высвечивании халдой измерительной точки узконаправленным световым лучом, пересекающим линию базиса в одной и той же точке, в определении координат впадин на плос1490487

10 кой поверхности объекта посредством измерительных точек на плановой плоскости, положение которой совпадает с плоской поверхностью объекта, последовательном высвечивании световых лучей в. каждой измерительной плоскости, включающей линию 2-4 базиса, световые лучи, строку матрицы источника 3 подсвета, элементы которой высвечиИзобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах технического зрения, в частности, в аппаратуре бесконтактного контроля плоской поверхности металла для выявления дефектов в виде литьевых раковин, вмятин, забоин и т.д.

Цель изобретения — упрощение способа и повышение производительности труда.

На фиг.l изображено сечение сег-: 25 мента объекта одной из измерительных плоскостей, проекция плановой плоскости (ПП), источник подсвета (ИП), светочувствительный прибор (СП), измерительные точки (I II III и IV), 30 световые лучи (Ъ1, %2, %3 и %4) источника подсвета, лучи (91, Ъ2, 3 и 4 ) наблюдения измерительных точек, высвеченные токи (2, и 3,) на поверхности впадины и соответствующие им точки (2, и 3, ) наблюдения поверхности впадины; на фиг.2 структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство для осуществления 40 предлагаемого способа содержит светочувствительный прибор 1, расположенный в фокальной плоскости объектива

2, источник 3 подсвета, оптический центр 4 которого удален на базисное 45 расстояние от оптического центра объектива 2, блок 5 обработки сигналов, подключенный к выходу светочувствительного прибора 1, и блок 6 управления, подключенный к источнику

3 подсвета, светочувствительному прибору 1 и блоку 5 обработки сигналов.

Светочувствительный прибор 1 с зарядовой связью (ПЗС) выполненный в виде матрицы, имеет строчную структуру и расположен так, что строки его параллельны линии базиса и лежат на линии пересечения светочувствительвают лучи данной измерительной плоскости, соответствующую строку матрицы светочувствительного прибора l.

По анализу видеосигналов устанавливается наличие впадин, а координаты каждой измерительной точки впадины определяются по сигналу с неотображенным высвечиванием измерительной точки. 2 ил. ной матрицы с измерительными плоскостями.

Источник 3 подсвета, выполненный в виде матрицы, состоит иэ элементарных излучателей, имеющих узкую диаграмму направленности и расположенных так, чтобы их центральные лучи при попадании на исследуемую поверхность пересекались в оптическом центре 4 источника 3 подсвета. Количество излучателей источника 3 подсвета, приходящихся на одну строку светочувствительного прибора 1, равно количеству световых лучей в измерительной плоскости, т.е. числу и, которое определяется на основе априорных данных о размерах впадин, а также требований к стереометрическому устройству по быстродействию и разрешающей способности.

Благодаря предлагаемой геометрии взаимного расположения источника 3 подсвета, светочувствительного прибора 1 и плановой плоскости, а также направленности лучей источника 3 подсвета и лучей наблюдения в измерительные точки, синхронизации в высвечивании измерительных точек и развертка сигнала изображения, на каждый элемент разложения изображения по строке попадает высвеченная измерительная точка, в результате чего светочувствительный прибор 1 выдает сигнал с отображенным высвечиванием измерительной точки, если она расположена на поверхности объекта, совпадающей с плановой плоскостью, или сигнал с не отображенным высвечиванием измерительной точки, если измерительная точка расположена над поверхностью впадины.

Устройство работает следующим образом.

Считанные со светочувствительного прибора 1 сигналы поступают в

Формула изобретения

Nut.t

Составитель Л.Качесова

Редактор А.Ревин Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Заказ 3740/45 Тираж 683 Подписное

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

5 4904 блок 5 обработки сигналов, где осуществляется селекция сигналов с неотображенным высвечиванием измерительных точек и формируются цифро5 вые коды координат Х „измерительных точек в системе координат (Х„, Y ), связанной со светочувствительным прибором 1 (фиг.2), а затем эти коды засыпаются в память ЭВМ. 10

На фиг.2 показаны три системы координат: (Х, У,1,) — связанная с источником 3 подсвета, (Х„, Y„) связанная со светочувствительным прибором 1, и (K Y Z) — простран- 15 ственная, связанная с измерителем координат (например, с объективом 4).

Координаты впадин на поверхности объекта рассчитываются с помощью

ЭВМ, в памяти которой заложены коор- 20 динаты каждого элемента источника 3 подсвета. При осуществлении алгоритма работы на ЭВМ, каждой Х „ координате измерительной точки впадины приводятся в соответствие координаты (Х 1,, У ; ) элемента источника 3 подсвета, высветившего эту измерительную точку и для каждой, полученный таким образом тройки чисел (Y,,, Х „,, Х,) по известным фотограмметри- 30 ческим формулам производится расчет соответствующих координат (Х,,Y;) измерительных точек впадин (например, точек II u III на фиг.1) в пространственной системе координат (Х,Y,Z).

Стереометрический способ определения координат поверхности объекта, при котором ориентируют матричные импульсный источник подсвета и светочувствительный блок относительно поверхности объекта, направляют узконаправленные световые лучи на поверхность объекта одновременно по столбцу и последовательно по строкам матрицы источника подсвета, фиксируют для каждой точки поверхности объекта линейный параллакс, вводят его в блок обработки и производят обработку результатов измерений с определением координат поверхности объекта, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повыщения производительности, ориентирование источника подсвета и светочувствительного блока производят относительно усредненной плоской поверхности объекта, при фиксировании линейного параллакса учитывают только его наличие или отсутствие и регистрируют для каж" дой точки поверхности объекта столбец и строку источника подсвета с отсутствием линейного параллакса, а при обработке результатов измерений определяют координаты поверхности объекта по заранее введенный в блок обработки матрице координат.