Устройство для считывания изображений объектов

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в системах технического зрения. Цель изобретения - повышение точности устройства. За счет выравнивания передаточной функции фотоприемной матрицы путем коррекции коэффициентов усиления для сигнала каждого элемента фотоприемной матр-цы, достигается повышение точности считывания изображения, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ((I) (si)s G 06 К 9/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849287/24 (22) 10,07.90 (46) 30.10.92, Бюл, ¹ 40 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Старт" (72) А, В, Юрицын, В. А, Бабкин, Н. Ф, Никитенко, Ю. А. Колесников и Н, В. Свечкарева (56) Авторское свидетельство СССР

N 1309058, кл. G 06 К, 1987.

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано в системах технического зрения промышленных роботов.

Цель изобретения — повышение точности устройства, На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг, 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство для считывания изображений объектов содержит оптико-электронный преобразователь 1 и блок управления 2, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов оптико-электронного преобразователя 1 (ОЭП). а второй, третий и четвертый выходы раздельно соединены со вторым, третьим и четвертым входами ОЭП; генератор 3, два элемента И 4, 5, элемент ИЛИ 6, одновибратор 7, счетчик

8, блок памяти 9 в виде ОЗУ, коммутатор кодов 10, кодоуправляемый усилитель и компаратор 12, причем первый вход первого элемента И 4 соединен с выходом генератора 3, второй вход — соединен с первым (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

ИЗОБРА)КЕНИЙ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано s системах технического зрения. Цель изобретения— повышение точности устройства. За счет выравнивания передаточной функции фотоприемной матрицы путем коррекции коэффициентов усиления для сигнала каждого элемента фотоприемной матр-цы, достигается повышение точности считывания изображения, 2 иг, входом второго элемента И 5, инверсным входом элемента ИЛИ 6.

Оптико-электронный преобразователь

1 содержит объектив 13, фотодиодную матрицу 14, дешифратор 15, коммутатор 16 и компенсатор нулевых уровней 17, Блок управления 2 содержит два счетчика 18, 19, задающий генератор 20, одновибратор 21 сброса и формирователь импульсов управления 22.

Устройство работает следующим образом. Изображение объекта с помощью объектива 13 формируется на светочувствительной поверхности фотодиодной матрицы 14. Поочередное считываwe информации со всех ячеек фотодиодной матрицы 14 осуществляется посредством дешифратора 15 и коммутатора t 6, которые управляются адресными кодами, поступающими с выходов первого и второго счетчиков 18, 19 (первая группа выходов блока управления 2). При этом на выходе коммутатора 16 появляется лишь сигнал ячейки с заданным адресом. Одновременно со сме1772812

10

50 ной адресных кодов одновибратор 21 сброса формирует импульс сброса, осуществляющий стирание информации во всех ячейках рабочей поверхности матрицы 14, При этом сигнал на выходе каждой ячейки будет иметь определенное значение Хл, Значения X для различных ячеек могут существенно изменяться. Компенсацию начальных уровней отдельных ячеек осуществляет компенсатор нулевых уровней 17, управляемый сигналами формирователя импульсов управления 22 (второй и третий выходы блока управления 2), Задающий генератор 20 задает частоту работы счетчиков 18, 19, одновибратора 21 сброса и формирователя импульсов управления 22.

Устройство работает в двух ре>кимах—

"Коррекция" и "Работа".

В режиме "Коррекция" для каждого элемента матрицы 14 при считывании изображения молочно-белой пластины (эталона), обеспечивающей равномерную освещенность Е, всех элементов матрицы 4, формируются в виде кода и запоминаются коэффициенты усиления К* необходимые для достижения выходными сигналами Х > элементов матрицы 14 опорного уровня

Uon

В режиме "Коррекция" на вход задания режима устройства и, следовательно, на второй вход первого элемента И 4, первый вход второго элемента И 5, и управля ощий вход коммутатора кодов 10 поступает потенциал логической единицы, а перед обьективом помещается равномерно освещенная молочно-белая пластина (эталон), При этом первый же импульс частотой

ft с пятого выхода блока управления 2 (первый выход задающего генератора 20) (фиг, 2, а) осуществляет через элемент ИЛИ 6 обнуление счетчика 8. Одновременно разрешается праха>кдение через первый элемент И 4 на вход счетчика 8 импульсов заполнения частотой f2 с выхода генератора

3 (фиг. 2, в). Счетчик 8 начинает заполняться.

Его увеличивающийся выходной код (фиг. 2, r) поступает на информационные входы блока памяти 9, а также; через коммутатор кодов 10, на управляющий вход кодоуправляемого усилителя 11, на информационном входе которого в течение време1 ни Т= — присутствует напряжение XIj c

11 выхода оптико-электронного преобразователя 1 (фиг, 2, б), Когда выходное напряжение усилителя 11, линейно возрастая, достигает опорного уровня Uon (фиг. 2, д), заданного на опорном входе устройства. срабатывает компаратор 12 (фиг, 2, е), устанавливая нулевой потенциал на соответствующих входах элементов И 4, 5. При этом запрещается заполнение счетчика 8, и его выходной код М*; соответствующий коэффициенту усиления К* 1 для ij — того элемента матрицы 14, по приходу импульса с выхода одновибратора 7 (фиг. 2, ж), переписывается в ячейку блока памяти 9, адрес которой определяется выходными кодами блока управления 2. При этом напряжение на выходе усилителя 11 определяется выражение

UIj=XIjN*Ij=TCEoSIjNM = Uon, (1) где Т вЂ” время накоплейия сигнала íà ij— элементе матрицы;

С вЂ” площадь элемента;

Ес, — освещенность элемента;

SI> — крутизна характеристики элемента;

M — коэффициент передачи усилителя

11 при управляющем коде, равном 1.

Из выражения (1) следует:

Uon

SIjNIj= Т С Е М = const (2)

По приходу следующего импульса f, с пятого выхода блока управления 2 счетчик 8 опять устанавливается в нулевое состояние и происходит опрос следующего элемента матрицы, В результате, по окончании опроса всего кадра фотодиодной матрицы 14, в блок памяти 9 записаны коды М*<<,...N*mn, соответствующие коэффициентам усиления

K*11„..К"mn каждого элемента матрицы 14 при считывании изображения эталона, При считывании изображения какоголибо объекта устройство переключается в режим "работа". При этом на его вход задания режима и, следовательно, на входы первого и второго элементов И 4, 5, а также на управляющий вход коммутатора кодов 10 поступает нулевой уровень, запрещающий работу счетчика 8 и разрешающий прохождение на выход коммутатора кодов 10 информации с его второго информационного входа, Поочередный опрос элементов матрицы 14 и их подключение к информацион- ному входу усилителя 11 осуществляется в соответствии с адресными кодами, выбрасываемыми в блоке управления 2. При этом на управляющий вход усилителя 11 также поочередно, в соответствии с изменениями адресных кодов, с выходов блока памяти 9 через второй информационный вход коммутатора кодов 10, поступают коды N*Ij. Усилитель 11 осуществляет преобразование значения напряжения XIj в выходное напряжение UIj пропорциональное коду И* 1

1772812

ТСEU MUîï Uîï

ТСЕоМ о йод задания ремина аа ggopMc20 уройа

Uq=TCE)iMSiiN>i.

С учетом выражения (2) получим: откуда видно, что напряжение Ui на выходе устройства не зависит от значений коэффициентов Я 1, а определяется лишь яркостью изображения объекта. l0

Формула изобретения

Устройство для считывания изображений объектов, содержащее оптико-электронный преобразователь и блок управления, первая группа выходов которо- 1=i

ro соединена с первой группой входов оптико-электронного преобразователя, а второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым входами оптико-электронного 20 преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены генератор импульсов, два элемента И, элемент ИЛИ, одновибратор, счетчик, блок памяти, коммутатор кодов, ко- 25 доуправляемый усилитель и компаратор, первый вход первого элемента И соединен с выходом генератора импульсов, второй вход соединен с первым входо л второго элемента И, инверсным входом элемента

ИЛИ, управляющим входом коммутатора кодов и является входом задания режима устройства, третий вход первого элемента И соединен с вторым входом второго элемента И и подключен к выходу компаратора, первый вход которого является входом опорного уровня устройства, а второй вход соединен с выходом кодоуправляемого усилителя, являющимся выходом устройства, счетный вход счетчика подключен к выходу и pPofo э IBMGliTR И, а установочный Bxop— к выходу элемента ИЛИ, прямой вход которого соединен с пятым выходом блока управления, выход второго элемента И через одновибратор соединен с управляющим входом блока памяти, адресные входы которого подключены к первой группе выходов блока управления, информационные входы блока памяти соединены с первсй группой информационных входов коммутатора кодов и подключены к выходам с етчика, выходы блока памяти связаны со второй группой информационных входов коммутатора кодов, выходы которого подключены к управляющим входам кодоуправляемого усилителя, информационный вход которого соединен с выходом оптико-электронного преобразователя, 1772812

Составитель А,Кашин

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор M.Màêcèìèøèíåö

Редактор

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

Заказ 3847 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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