Устройство для измерения площади плоских фигур

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Технический результат при использовании изобретения позволяет повысить точность измерения площади плоских криволинейных фигур. Результат достигается тем, что видеосигнал телекамеры 1, сканирующей контролируемый объект, после выделения блоком 3, дифференцируясь в блоке 5, формирует импульсы, соответствующие границам фигуры для данной строки сканирования, которые открывают на соответствующее время ключ 7. В течение открытого состояния ключа на вход счетчика 8 поступают импульсы с выхода умножителя 6 частоты, на вход которого поступают строчные импульсы, выделенные из полного видеосигнала блоком 4. Коэффициент умножения блока 6 выбран из соотношения: N = f_с/f_к, где f_с - частота строчных импульсов, f_к - частота кадровых импульсов. 2 ил.

Устройство относится к измерительной технике и предназначено для измерения площади плоских фигур, например швейных лекал, кож, листьев.

Аналогами предлагаемого изобретения являются фотоэлектрические устройства, содержащие линейку излучателей и линейку фотоприемников, вдоль которых с помощью транспортера перемещается контролируемая фигура: а. с. N 1364869, N 1350503, N 1337659, N 1203335. Недостатками аналогов являются низкая точность, громоздкость конструкции, малое быстродействие, обусловленное наличием движущихся механических частей.

Прототипом предлагаемого изобретения является устройство для измерения геометрических параметров изображения объекта по а. с. N 1308836, содержащее телекамеру, блоки селекции строчных и кадровых импульсов, блок выделения видеосигнала, три генератора линейно-изменяющегося напряжения, компараторы, триггеры. Недостатками прототипа являются сложность конструкции и недостаточная точность, обусловленная сложностью синхронизации схемы, а также зависимостью результатов измерений от освещенности контролируемого объекта.

Целью изобретения является повышение точности измерений. Для достижения поставленной цели в устройстве для измерения площади плоских фигур, состоящем из видеоконтрольного устройства и телекамеры, соединенной со входами блока выделения видеосигнала и блока селекции строчных импульсов, согласно изобретению выход блока выделения видеосигнала подключен к входу дифференцирующего устройства, выход которого подключен к управляющему входу ключа, выход блока селекции строчных импульсов подключен к входу умножителя частоты, выход которого подключен к второму входу ключа, выход которого соединен с входом счетчика, а коэффициент умножения умножителя частоты выбирается из соотношения N f_с/f_к, где f_с частота строчных импульсов, f_к частота кадровых импульсов.

Это дает возможность повысить точность измерений, так как дифференцирование позволяет наиболее точно сформировать сигналы, соответствующие границам фигуры, избавиться от влияния освещенности, а выбор частоты генератора по указанному соотношению обеспечивает независимость результата от положения измеряемой фигуры относительно оптической оси телекамеры.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом и аналогами позволило установить соответствие их критерию "Новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники, признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, а на фиг. 2 - диаграммы напряжений на выходах отдельных блоков для одной строки сканирования измеряемой фигуры.

Устройство состоит из телекамеры 1, выход которой соединен со входами видеоконтрольного устройства 2, блока выделения видеосигнала 3 и блока селекции строчных импульсов 4. Выход блока выделения видеосигнала 3 подключен к входу дифференцирующего устройства 5, а выход блока селекции строчных импульсов 4 соединен с входом умножителя частоты 6, выход которого подключен к одному из входов логического ключа 7, другой вход которого подключен к выходу дифференцирующего устройства 5, а выход ключа подключен к входу счетчика 8.

Устройство работает следующим образом. Видеосигнал телекамеры 1, сканирующей контролируемый объект, после выделения блоком 3 дифференцируется в блоке 5 и создает на его выходе импульсы, соответствующие границам фигуры для каждой строки сканирования, фиг. 2а, б, в. Первый, отрицательный импульс дифференцирующего устройства 5, соответствующий левой границе фигуры в данной строке, открывает ключ 7, а второй, положительный импульс, соответствующий правой границе фигуры, закрывает ключ 7. В течение открытого состояния ключа на вход счетчика 8 поступают импульсы с выхода умножителя частоты, на вход которого поступают строчные импульсы. Коэффициент умножения N умножителя частоты равен числу строк в кадре телекамеры, т.е. выбран из соотношения: N f_с/f_к (1), где f_с частота строчных импульсов, f_к частота кадровых импульсов. В этом случае общее число импульсов, поступивших в счетчик 8 в результате сканирования всего экрана, будет пропорционально площади фигуры и не будет зависеть от положения ее в кадре. Действительно, при указанных условиях полной длине строки будет соответствовать N импульсов в счетчике, а полному экрану NxN импульсов. Таким образом, весь экран разбивается равномерно на квадраты, где каждому элементарному квадрату площади соответствует один импульс в счетчике, т.е. независимо от положения и поворотов криволинейной контролируемой фигуры содержимое счетчика будет всегда соответствовать ее площади. При невыполнении соотношения (1) очевидно, что содержимое счетчика будет сильно зависеть от ориентации фигуры.

Использование предложенного устройства позволяет значительно повысить точность и быстродействие измерений, добиться тем самым экономии материалов, повысить производительность раскройных работ на швейных предприятиях.

Формула изобретения

Устройство для измерения площади плоских фигур, содержащее телекамеру, блок выделения видеосигнала и блок селекции строчных импульсов, соединенные с выходом телекамеры, отличающееся тем, что оно снабжено видеоконтрольным устройством, подключенным к выходу телекамеры, последовательно соединенными логическим ключом и счетчиком импульсов, дифференцирующим устройством, включенным между входом блока выделения видеосигнала и первым входом логического ключа, умножителем частоты на число строк в кадре, включенным между входом блока селекции строчных импульсов и вторым входом логического ключа, а коэффициент умножения умножителя частоты N выбирается из соотношения N f_с/f_к, где f_с частота строчных импульсов телекамеры; f_к частота кадровых импульсов телекамеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2