Телевизионный способ измерения геометрических размеров объектов кольцевой формы

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах технического зрения . Целью изобретения является повышение точности измерений за счет предельного увеличения изображения по ширине измеряемого кольца и вычисления координат суммированием постоянной и переменной состатшяюг х радиусавектора. Предельно увеличенные изображения сегментов объекта кольцевой формы, размеренного на прозрачной вращающейся платформе, поступают в плоскость анализа телевизионной камеры. Размеры плоскости анализа определяют величину переменной составляющей, постоянная составляющая определяется как расстояния от геометрического центра объекта до плоскости анализа телевизионной камеры. Сканирование объекта ведется по одной строке телевизионной камеры при вращении объекта вместе с прозрачной измерительной платформой. Количество сканирований определяется величиной периметра внешнего контура объекта измерений и абсолютной ошибкой измерений. 2 ил. SS О С

ÄÄSUÄÄ 16 7 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) С 01 В 2171 щ .: ванд }.П. Г,т .,-. (Да чу с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ CKHT СССР (21) 4479204/28 (. ) 31 . 08. 88 (46) 23.06.91. Бюл. 1 23 (75) Г .Г1. Русинов (53) 537. 7(088.8) (56) Барабаш 1).Л., "1арский В. В., Зиновьев Т.В., Кириченко В.С., Сапегин В.С. Вопросы статистической теории распознавания, — 11.: Советское радио, 1967, с. 26 7-2/2. (54) ТЕЛГВИЗИОНН1П1 СНОС(ЗБ ИЗГ1ЕРБНИЯ

ГБ011БтРи".Вских рА rr1Fpn8 0БЬБктОВ кг1лБ11ВВОЙ ФОРЯ1 (5 7) Изобретение относится к измер г— тельной ТрхННКр и может быть исполь— зовано в системах технического зрения. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет предельного увеличения изображения по ширине измеряемог о кольца и вьггисления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах технического зрения, в частности в аппаратуре контроля геометрических размеров объектов кольцевой форы->. !

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет предельного увеличения изображения по ширине измеряемого кольца и вычисления координат суммированием постоянной и переменной составляющих радиуса-вектора.

На фиг. 1 — измерительная плоскость, проекция изображения объекта кольцевой формы и полярная система координат суммированием постоянной и переменной составляющих радиусавектора. Предельно увеличенные изображения сегментов объекта кольцевой

Формы, размещенного на прозрачной вращающейся платформе, поступают в плоскость анализа телевизионной камеры.

Размеры плоскости анализа определяют величину переменной составляющей, постоянная составляющая определяется как расстоягв1я от геометрического ценгра объекта до плоскости анализа телевизионной камеры. Сканирование объекта ведется по одной строке телевизионной камеры при вращении объекта вместе с прозрачной 1гзмерительной платформой. Количество сканирований определяется величиной периметра . внешнего контура объекта измерений и абсолютной ошибкой измерений. 2 ил . координат, в которой определяются координаты измерительных точек, относящихся к объекту измерения; на фиг. " — структурная схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ., 1ля осуществления предлагаемого способа телевизионную камеру размеща— ют над сегментом внешнего и внутреннего контура объекта, а объектив фокусируют так, чтобы увеличенный по ширине сегмент кольца своим внутренним контуром сблизился с начальной границей поля зрения, который является окружность радиуса r (постоянная составляющая), а внешний контур сегмента

1657 )6 ) где Q — периметр внешнего контура

l изобража п я объекта измерений; заданная абсолютная ошибка измерений.

Г.аг сканирования равен

36()

hg =----- (? )

Циклическая частота враг)ения объ15 екта измерений определяется из саат— ношения

f = —,,—., (3) где Т вЂ” период сканирования .

Величина с1 1иирины плоскости анали за телевизионной камеры может бьггь получена экспериментально или теоретически по соотношению с1=)с 1., (4) где k — каэдФнциент чропорцианапl ности между 1, длиной ".инин строки те= .— 3С визионнога растра и d шириной плоскости а »ализа телевизионной камеры.

)1еабходим е количество измери гельных точек по линии сканиронания поверхности объекта для обеспечения за- 3с данной точнаст« измерения получают иэ соотношения п=dÞ|, (5) где Й вЂ” абсолюгная ошибка измерения геометрически- . размеров абъ- 40 екта.

Активная длигельность С телевизионного сиг ала строки, по которой осуществляется сканирование иэобра— жения объекта, определяют из соотношения ь = .п, (6) где n — количество точек по линии сканиронания изображения объекта, полученное па дхарму- <О ле (5); в ь — длительность, которой соответствует одна измерительная точка строки.

При шаге развертки телевизионного

55 сигнала изображения ч) в течение цикла измерений радиус-вектор r поI) лярной системы координат описывает кольца должен приблизиться к оканеч— ной границе паля зрения, которой яв— ляется окружность радиуса R=ro+d (Лиг. 1) .

Сканирование изображения объекта производят только по одной строке.

Количество г1 сканирований в одном цикле измерений определяется из соотношения

l0 (1) на измерительной плоскости полный растр, Аормируемый при круговом обзоре изображения объекта измерения.

Величина полярного радиуса и угла, соответствующего измерительной точке

A(i,j), равна

r,) О+ в (1)

,=qi, (з) где тц — величина постоянной составляющей, à fr — величина переменной составляющей полярного радиуса-вектора.

Устройство, осуществляющее данный способ (Аиг. 2), содержит блок 1, включающий прозрачную измерительную платформу с источникам подсвета и элек гропринод со схемой управления, блок / — датчик телевизионных сигналов, представляющий собой линейный преобразователь, в| пал пенный на приборе зарядовой связью, и ра» нертьи сигнала изобра.- ения по с гроке, блок 3 обработки телевизионных сигналов, блок 4 — буферное запоминающее устройство, блок 5 — электронно-вычислительную машину, блок 6 — дешифратор .

Устройство работает следующим образом, При подаче питающих напряжений с таймера блока 5 в схему развертки строки блока .? в блок 3 и в блок 4 поступают тактовые импульсы, по которым осуществляется синхронизация раб< ты этих блоков. Управление процессам измерения идет от блока 5, работающего и > заданной программе. По команде программы "Пуск" от блока 5 на дешифратор 6 поступает код, преобразуемый дешиАратором 6 в импульс, lIo которому запускается электродвигатель, и измерительная платформа с размещенным на ней объектом измерения приводится ва вращательное движение.

По команде "Измерение" ат блока 5 в блок Z датчика телевизионных сигналов и в блок 4 буг»ернаго запоминающего устройства поступает с дешиАратора 6 импульс, сформированный по коду, поступающему на вход деши<Ьратора 6 с устройства вывода блока 5 и соответствующему команде "Измерение".

По поступившему импульсу все счетные элементы указанных блоков переводятся н исходное нулевое состояние и после этого начинается автоматическое измерение изображения объекта.

1б 5 i96<>

В блоке,. телевизионного датчика

<формируется видеосигнал строки и видеосигнал, соответствующий изображ<в нию объекта измерения. Эти сигналы поступают в блок 3 обработки телев . fl5 оннь1х сигналов, где они нреобря <ую< с:-. в стробирующий импульс сигffapoff прав мого ходя строки, и «т ер вал-импул ьс, cooTRPTcTB1 Ml<Гий и зобряжен<<ю ots helcT f измерения, и измеритель<пзе импульсы, котор<ые выдаются схемой совпадения при подаче ня нее стробирующегo им— пульса сигналов прямого хода строки и тактовых импульсов с таймера блока 5. Измеритель««е импульсы просчи— тывяют я в устроистве кодирова«ия, размещенном в блоке 3, и по переднему фронту интервал-импу<зьгя устройство кодировя«з<я выдяеf код координаты пе- 20 р .менной составляющей полярного радиуса, соответствующий<, например, то <— к Л (фиг. 1), а по заднему Аро«ту код координаты, соответствую«1ий nepe«

IIo последнему измерительному им— пульсу сигналя строки в блоке 3 обработки телевизионных сигнялон < зор <иру— ется код, который поступает в блок 5

35 и приводит к считыванию содержимого блока 4 буферного запоминяющег уст— ройствя в оперативную память б.<окя

Временной интервал t в течение которого происходит запись кодов лере † менной составляющей полярного радиуса в оперативную память блок=l 5, выбирается постоянной и одинаковой величины для каждого сканиронания в цикле измерений, а «зместе с длительностью <, зы45 полнения команды записи единицы этот временной интервал г соответст<зует длительности обратного ходя сигнача развертки строки.

11осле выполнения команды записи йанных в блок 5 из блока 4 выполняется команда записи единицы в ячейку памяти блока 5, предназначенную для

< зормирования кода числя сканирований.

Единица, соответствующая ка;дому те55 кущему сканированию, складывается с содержимым ячейки памяти для кодов числа сканировании, в результате чего формируется код, соответствующий сумме всех предыдущех сканировани<". изображения оГъектя, включая и теку— щее сканирование. Iлительность ь< и выполи< ния команды записи единицы вместе с временил.<< интервалом t запи— си кодов, соотззетствующих переменной составляющей полярн,>го радиуса, и вместе с «ктинной длительностью строh ки ь состя<зляет период Т сканирования изображения объекта

Т= л+t+б. (9)

11а этом заканчивается сбор данных по одной строке сканирования изображения объекта измерений, и тут KP снова следует команда Измерение, по которой работа измерительной системы повторяется с той разницей, что также выполняется программа по расчету полярного радиуса по

Определение геометрических размеров кольца так же, кяк и расчет поляр:filx координат, осуществляется программным способом, при котором шири— ня кольца определяется в результате вь< <итяния координат в«утреннего конТур; из соответствующих координат внешнего контура.

Общее количество сканирований изображения обьектя измерений задается по < зормуле (1) и заносится в память блока 5. Тогда, когда в процессе выло;<нения прогpa fffl текущее число скянирований становится равным заданному общему числу скянирований блок 5

s выдает команду Стоп, в результате которой импульсом с Stef

Формула изобретения

Телевизионный способ измерения геометрических размеров объектов кольцевой Лормы, заключающийся в том, что <формируют изображение объекта измерения в плоскости анализа телевизионной камеры, совмещают полюс полярной системы координат с геометрическим центром изображения объекта, поочередно о;нострочно сканируют

7 165796 ) р

Составитель В. Шабанова

Техред А. Кравчук Корректор А.Обручар

Редактор Е.Полионова

Заказ )4,?9 Тираж 383 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 и поворачивают изображение объекта вокруг геометрического центра, вычисляют полярные координаты по величине радиуса-вектора и угла поворота иэображения объекта о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы- шения точности измерений, предельно увеличенное иэображение объекта Аормируют иэ сегментов, постоянная сосI тавляюв1ая радиуса-вектора определяется до начала измерений как расстояние от геометрического центра до плоскости анализа телевизионной камеры, перемен5 ная составляющая радиуса-вектора определяется шириной плоскости анализа тепевизионной камеры, а радиус-вектор равен сумме постоянной и переменной

1О составляют к °