Устройство для определения координат центра тяжести изображения объекта

 

Изобретение относится к автбматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для центрирован'ия изображения, и может быть использовано автономно или в составе систем технического зрения роботов. Цель изобретения - повышение.точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается введением двух блоков памяти, вычитателя, двух умножителей, накапливающего сумматора и двух делителей. В результате производится коррекция разброса параметров фотопреобразователя и вычисление координат в режиме реального времени. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 06 К 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБу»ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4784396/24 (22) 19,01,90 (46) 23.02.92. Бюл. М 7 (75) O.А, Батулин, В.С, Воробьев, М.А. Майорчук, Ю.А. Манухин, Ю,С, Самохин и В,Ф, Филатов (53) 681.327.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1262543, кл. 6 06 К 9/36, 1974, Авторское свидетельство СССР

М 1427395, кл. G 06 К 9/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЬЕКТА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных системах обработки изображения, распознавания образов, в роботатехнике.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства..

На фиг,1 представлена блок-схема предлагаемого устройства: на фиг.2 — пример выполнения блока управления.

Устройство содержит матрицу 1 фотопреобразователей, первый 2 и второй 3 счетчики, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, умножители 5 и 6, первый блок

7 памяти, вычитатель 8, блок 9 управления, первый 10, второй 11 и третий 12 накапливающие сумматоры, второй блок 13 памяти, первый 14, второй 15 и третий 16 делители, блок 9 управления содержит тактовый генератор 17, счетчик 18 адреса и блок 19 памяти, В работе устройства различаются следующие два режима.,; Ж„„1714632 А1 (57) Изобретение относится к автдматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для центрирования изображения, и может быть использовано автономно или в составе систем технического зрения роботов, Цель изобретения — повышение. точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается введением двух блоков памяти, вычитателя, двух умножителей, накапливающего сумматора и двух делителей. В результате производится коррекция разброса параметров фотопреобразователя и вычисление координат в режиме реального времени. 2 ил.

При включении устройства, а также по мере необходимости при работе включается режим калибровки, Этот режим заключается в том, что матрица 1 затемняется. Затем блок 9 управления устанавливает счетчики 2 и 3 в нулевое состояние.. Это состояние соответствует опросу левого верхнего элемента матрицы. На выходе появляется д аналоговый сигнал, соответствующий тем- ф новому току данного фотоэлемента. Этот сигнал оцифровывается в АЦП 4 и записывается в нулевую ячейку блока 7. По завершении записи в блок 7 счетчик столбцов увеличивает свое состояние на единицу, и начинается цикл опроса следующей фото- ) » чувствительной ячейки, цифровой код темнового тока которой также записывается в следующую ячейку блока 7. .После опроса всех ячеек блок 7 содержит цифровые коды темновых токов всех фоточувствительных ячеек — А }темновыв.

Записав темновые токи в блок 7, матрица 1 засвечивается равномерным световым

1714632

20

35

АЦ = АЦтемн АЦсигнал.

АЦ

ВЦ—

Aij калибр.

55 потоком, Уровень засветки выбирается таким, чтобы выходной сигнал фоточувствительных ячеек находился в конце линейного участка световой характеристики. Далее опрашивается каждая ячейка, оцифровывается в АЦП 4 и поступает на вычитатель 8, где для каждой ячейки находится разность

АЦкалибр АЦтемн - АЦинф

Эта РаЗНОСтЬ АЦкалибр ДЛЯ КажДОй ЯЧЕЙКИ записывается и хранится в блоке 13. На этом режим тестирования заканчивается.

Второй режим работы устройства является непосредственно режимом измерения, т.е. нахождения центра тяжести изображения. Началу режима измерения в обязательном порядке предшествует режим. .тестирования, в результате которого в блок

7 записаны цифровые коды темновых токов

АЦтемноаое фоточувствительных ячеек, à B блок 13 записана некоторая калибровочная

ВЕЛИЧИНа АЦкалибр, ПРЕДСтаВЛЯЮЩаЯ СОбай разность

АЦкалибр = АЦтемн АЦинф.

Режим нахождения центра тяжести изображения заключается в том, что матрица 1 засвечивается некоторым изображением, затем с помощью АЦП оцифровывается аналоговый GMIKBfl с каждой ячейки матрицы

Ац, B вычитателе 8 находится разность

Затем эта разность поступает в делитель, где находится отношение величин АЦ и

АЦкалибр, Полученная величина представляет собой отфильтрованный цифровой аналог сигнала, снимаемого с ячеек матрицы 1, Цифровой код ВЦ поступает одновременно на два умножителя 5-и 6, где умножается соответственно на номер столбца и номер строки. В результате умножения в умножителях 5 и 6 образуются соответственно-величины j Вц и ВЦ, Последовательность величин J ВЦ,i Вц, а также величина Вц суммируются в накапливающих сумматорах 11,12 и 10 соответственно.

Нэ выходе этих блоков образуются коды: на входе сумматора 10 —, . Вц, на выходе сумматора 11 —,, i Вц, на выходе сумматора 12

-, i: ) Bij.

Запись и вычитание темновых сигналов позволяют скомпенсировать аддитивные шумы, а нормирование по амплитуде — разброс предусилителей и чувствительности фотоячеек, т,е. мультипликативные шумы.

Калибровка в целом позволяет существенно уменьшить геометрические шумы фотоматрицы и, соответственно, увеличить ее чувствительность и динамический диапазон.

Формула изобретения

Устройство для определения координат центра тяжести изображения объекта, содержащее два счетчика, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, делитель, два накапливающих сумматора и матрицу фотопреобразователей, первый выход блока управления подключен к счетному входу первого счетчика, второй выход —. к входу синхронизации первого делителя, третий выход — к входу синхронизации первого накапливающего сумматора,о т л и ч аю щ е е с я тем, что,.с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит два блока памяти, вычитатель, два умножителя, третий накапливающий сумматор, второй и третий делители, причем выход матрицы фотопреобразователей подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, вход синхронизэции которого подключен к четвертому выходу блока управления, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к информационному входу первого блока памяти и первому информационному входу первого вычитателя, второй информационный вход когорого подключен к выходу первого блока памяти, адресный и управляющий входы которого подключены соответственно к пятому и шестому выходам блока управления, седьмой выход которого подключен к входу синхронизации первого вычитателя, выход которого подключен к информационному входу второго блока памяти и первому информационному входу первого делителя, второй информационный вход которого подключен к выходу второго блока памяти, адресный и управляющий входы которого подключены соответствен50 но к восьмому и девятому выходам блока управления; выход первого делителя подключен к информационному входу первого накапливающего сумматора и первым входам первого и второго умножителей, выходы которых подключены соответственно к информационным входам второго и третьего накапливающих сумматоров, входы синхронизации которых подключеНы к десятому выходу блока управления. одиннадцатый выход которого подключен к вхо1714632 фцс?. 1

Составитель А.Баранов

Техред М,Моргентал Корректор И. Муска

Редактор И.Горная

Заказ 695 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб:, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 дам синхронизации первого и второго умножителей, вторые информационные входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго счетчиков, а также к первому и второму адресным входам мат-, рицы фотопреобразователей, выход переполнения первого счетчика подключен к счетному входу второго счетчика, выход первого накапливающего сумматора — к первым информационным входам второго и третьего делителей, вторые информационные входы делителей — соответственно к выходам второго и третьего накапливающих

5 сумматоров и двенадцатый выход блока управления — к входам синхронизации второго и третьего делителей, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами устройства. л