Компаратор для измерения координат изображений объектов

 

Изобретение относится к фотограмметрическому приборостроению и позволяет повысить точность измерений координат изображений объектов на фотоснимке. Компаратор для измерения координат изображений объектов содержит проекционно-осветительную систему 1, каретку 10 с узлами и датчиками перемещения, фоконы 7 и светодиод 6. В состав компаратора входят также пульт 2 управления, блок 3 питания, генератор 8 тактовых импульсов и регистратор 24. По положению светодиода 6, жестко связанного с измерительным экраном, путем регистрации его излучения матрицей приборов с зарядовой связью и последующей обработкой сигнала определяются координаты изображения на фотоснимке. 2 ил. 1 з.п.ф.и.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) С 01 С 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4389120/24-10 (22) 07.01.88 (46) 23.10.90. Бюл. N 39 (72) А.В.Летуновский, С.Л.Плисов и Е.Ю.Талызин (53) 54.084(088,8) (56) Лобанов А.Н. Фотограмметрия.

М.: Недра, 1984, с. 552.

Авторское свидетельство СССР

М 1250851, кл. G 01 С 11/04, 1984 ° о (54) КОМПАРАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к фотограмметрическому приборостроению и позволяет повысить точность измере2 ний координат изображений объектов на фотоснимке. Компаратор для измерения координат изображений объектов содержит проекционно-осветительную систему 1, каретку 10 с узлами и датчиками перемещения, фоконы 7 и. светодиод 6. В состав компаратора входят -,àêæå пульт 2 управления, блок 3 питания, генератрр 8 тактовых импульсов и регистратор 24. По окончании светодиода 6, жестко связанного с измерительным экраном, путем регистрации его излучения матрицей, приборов с зарядовой связью и последующей обработкой сигнала определя.ются координаты изображения на фотоснимке. t з.п. ф-лы, 2 ил.

1601 19

Изобретение относи.ся к ., . ото,-рамметрическому приборостроению и позвоЛяеT оВ с Т TG÷íàñòü измерг,;-:лй коор=динат объектов на фотоснимке.

Цель изобретения -. повыщенле точности измерения координат::зображений объектов на фотоснимке.

На фиг. 1 представлена структурная схема компаратора; на фиг. 2 =структурная схема матрицы приборов с зарядовой связью (ПЗС) .

Компаратор содержит проекционноосветительную систему (ПОС) 1, пульт ,2 управления, блок 3 питания (ЕП), измерительный экран 4 с нанесенной

::на него эталонной измери-ельной маркой, каретку 5 с узлами перемещения, .светодиод 6, фоконы 7. генера,тор 8 тактовых импульсов (ГТИ), ге- 20 нератор 9 счетных импупьсов (ГСИ), каретку 10 перемещения по оси (Х или .Y), матрицу 11 ПЗС, триггер 12, ключи 13 и 18, циклический счетчик 14, линия 15, 20 и 25 задержки, блок 16 25 элементов И, генератор 17 нуля, блок 19 умножения на два, сумматор

2l, аналого-цифровой преобразователь 22, вычитающее устройство 23, .регистратор 24..

Матрица ПЗС (фиг. 2) содержит стоп-каналы 26, выходной регистр 27, выходное устройство 28.

Матрица ll ПЗС предназначена для преобразования лучистого потока светодиода 6, поступающего через фоконы 7, в электрический сигнал, анализ которого позволяет определить координаты изображений объектов. Ее особенность состоит в том, что стоп-ка" налы 26 выполнены в виде ломаных линий, благодаря чему ячейки соседних строк матрицы сдвинуты друг относительно друга на величину

AX 3 и- 1 где L " линейный размер ячейки в горизонтальном направлении, 5О мкм и. число строк B Md трице о

Компаратор работает следующим образом, Включение компаратора осуществля55 ется оператором с пульта управления (ПУ) 2. Далее оператор, рассматривая объект в отраженном све е, создаваемом ПОС l, устанавливает с помощью каре..к.. 5 марку измерительного экрана 4 на изображение объекта. ПеремеUlая измерительный экран 4 кареткой

5 вдопь осей Х и Y (фиг. 1), оператор добивается, чтобы перекрестие эталонной марки, нанесенной на экране, совпало с выбранной точкой, центром объекта. Одновременно с перемещением экрана будет перемещаться светодиод

6 и фоконы 7, жестко соединенные с измерительным экраном 4 и находящиеся со стороны подложки снимка. После того как данные операции будут вы= полнены, процесс наведения можно считать законченным, Далее оператор с пульта ПУ 2 переводит прибор в режим автоматического счлтывания координат.

В режиме считывания с ПУ 2 выключается ПОС l. Одновременно включаются ГТИ 8, ГСИ 9 v через БП 3 подается напряжение дпя перемещения кареток 10 и светодиода 6. Исходное положение кареток = за пределами участка измерений, Каретка l0 и закрепленная за ней матрица 11 перемещаются перпендикулярно оси Y (в соответствии с направлением зарядовой связи в матрице 11). а выходной регистр ее остается параллельным оси

У, что позволяет измерить координату

Y изображения объекта, Каретка, 10 и закрепленная на ней матрица 11 перемещаются г..ерпендикулярно оси Х, а вь.ходной регистр ее остается параллельным оси X и соответственно обеспечивается измерение координаты Х, Световой пучок, Формируемый светодиодом 6, переносится фоконами 7 в плоскости перемещения матриц ПЗС 11, причем площадка, освещаемая фоконом, равна площади ячейки матрицы ПЗС (фиг. 2). Поступающие с ГТИ 8 импульсы управления на матрицы ПЗС 11 обеспечивают перемещение зарядоаых пакетов по матрицам г направлении за " рядовой связи.При выключенной в режиме считывания ПОС сигнал на выходе матриц ПЗС появится только после того, как соответствующая матрица пройдет выходной торец фокона 7. При этом в выходном реги =тре образуется сигнальный пакет зарядов,. размещенный в трех соседних ячейках с номерами К, К+1„К+2.

Ймпульсы с ГСИ 9 поступают на вход циклического счетчика 14, цикл счета которого соответствует числу Я эле160151 ментов выходного регистра 27 матрицы ПЗС. На выходе счетчика 14 непр..= рывно Формируется параллельный р-разрядный двоичный код размера (мкм) выходного регистра 27 от начала до его опрошенной ячейки, который по.-дается на Р aêîqoâ блока 16 элементов

Й и прсход врез него при наличии на других р входах одновременно импульса с блока 15-1. Этот импульс

Формируется следующим образом. Выходное устройство 28 Формирует сигнальные импульсы, соответствующие зарядам Q<, 0, 0 соответственно (третьего импульса может и не быть, если 0 = О, поэтому измерения производятся по первым двум). Первый сигнальный импульс поступает на сиг=нальные входы ключей ".3 и 18 и Hà 20 счетный вход триггера 12. Триггер перебрасывается из исходного состояния и запирает ключ 13 и первый сигнальный импульс проходит только через ключ l8, так как на выходе генератора 17 нуля в исходном состоянии имеется логическая единица. В блоке

19 он усиливается в два раза, а в блоке 20 задерживается до псявления второго сигнального импульса.

Второй сигHaPbHb!й импулbc с ходного устрой-..тва перебрасыва-. -:. триггер 12, электронный ключ открывается и второй сигнальный импульс проходит на вход линии 15 задержки генератора 17 и сумматора 20. ЛиниЗБ ей 15 задержки второй сигнальный импульс задерживается и появляется на указанных р входах блока 16 элементов И в момент времени, когда из вы"

4Q ходного регистра 27 матрицы ПЗС ll выводится заряд из ячейки с номером K+2. Поэтому на первом входе устройства вычитания 23 появляется в двоичном параллельном р-разрядном коде число (К+2) L (мкм).

Генератор 17 нуля переходит a состаяние с логическим нулем íà выходе, ключ 18 размыкается и сигнальные импульсы второй и третий в схему измерений не проходят, Генератор 17 нуля возвращается в исходное состояние через время, определяемое выбраннь:,ми параметрами самого генератора, .после окончания измерений. Одновременно второй сигнальный импульс с выхода ключа 18 поступает на первый вход сумматора 21, на второй вход которого поступает удвоенный первый

:...::.гнальный . мп...sñ с вьхода линии 20 задержки. Су .марный импульс, соответствующий заряду ?Q 1 + 0<, появляется на выходе сумматора 21. После -адеожки его в линии 25 задержки он подается на вход АЦП 22, равномерная шкала квантования которого имеет шаг, соответствующий величине / ;п(п-1). На второй вход устройства

23 вычитания с выхода А!(П 22 подаетс;--; параллельный q-разрядный код двоÄ 2Q 1 + Q2 и--:нога числа ((мкм), причем ап(п-1 — -.к как N-1;= и, то р q q. В этот же момент зремени на первь и вход блока

23 приходит р-разрядное двоичное числа, гост.,пившее на второй вход.

В результате на выходе вычитателя образуется р-разрядное двоичное число (К+2) L — -=- — — T., которое пре2-<+ Qz

qn (n-1) образуется в регистраторе в десятичное -.исло, выражающее координату

Х в мкм. и отображается в таком виде.

Структура канала измерения каор, ; и:aòû Y и процессы, протекающие в аналогN !Hbl описанному каналу из ерения координаты Х.

Компара=:ор обеспечивает измерение коо".динат Х 1: Y изображения объекта на фотоснимке с точностbe порядка мкм.

- :ормула изобретения

1,. Ксмпаратор для измерения координат изображений объектов, содержа" ший проекционно-осветительную систему, каретку с узлами перемещения, измерительный экран, выполненный 3 виде стеклянной пластинки с нанесенным на нее эталонным измерительным крестом и закрепленный на каре-.ке, два датчика перемещения кареток, блок питания, пульт управления, генератор тактовых импульсов, регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены вторая и третья каретки с узлами перемещения в параллельных плоскостях, светодиод и два Фокона, причем измерительный экран оасположен со стороны основы снимка, входы фоканов расположены непосредственно перед светодио1601519

2. Компаратор по и. 1, о т л и

Ч а ю шийся тем, что датчик перемещений кареток содержит матрицу

ПЗС, генератор счетных импульсов, циклический счетчик, блок элементов

И, первый и второй ключи, генератор нуля, сумматор, блок умножения, триггер, аналого-циФровой преобразователь, первую, вторую и третью линии задержки, вычитающее устройство, выход матрицы ПЗС соединен с первыми

Входами первого, второго ключей и входом триггера, выход которого соединен с вторым входом первого ключа, . выход которого соединен через первую

37

Фие. 2

Составитель В.Лрыч

Техред П.Сердюкова Корректор С.Шевкун

Редактор Л.Зайцева

Заказ 3266 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35> Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 191 дом, первый, второй и третий выходы пульта управления соединены соответственно с входами проекционно-осветительной системы генератора такто1

5 вых импульсов и входом блока питания, выход блока питания соединен с каретками, светодиодом, датчиком перемещений и пультом управления, четвертый выход которого подключен к входам управления датчиками перемещеНий, тактовые входы которых подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а инФормационные входы соединены соответственно с выходами фоконов.

1: линию задержки с вторым входом блока элементов И, первым входом сумматора и с управляющим входом генератора нуля, выход которого соединен с вторым входом второго ключа, выход которого через блок умножения и вторую линию задержки соединен с вторым входом сумматора, выход которого через третью линию задержки и аналого-циФровой преобразователь соединен с первым входом вычитающего устройства, второй вход которого соединен с выходом блока

И, первый вход которого соединен с выходом циклического счетчика, вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, первый вход которого соединен с третьим выходом пульта управления, выход вычитающего устройства соединен с входом регистратора, причем в матрице ПЗС стоп-каналы выполнены в виде ступенчатых линий со сдвигом на величину, равную отношению линейного размера элемента по строке к количеству строк в матрице ПЗС без одной, а уп-, равляющий вход матрицы ПЗС соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом генератора счетных импульсов.