Оптоэлектронный автосортировщик Советский патент 1984 года по МПК B07C5/342 

Изобретение относится к устройствам сортировки, конкретнее к оптоэлектронным автосортировщикам.

Известно устройство, содержащее преобразователь видеосигналов, блок памяти, выходами связанный через соответствующие видеоусилители с исполнительными механизмами, формирователь видеосигналов, выходом соединенный с видеоусилителем, амплитудный дискриминатор, коммутатор щагового двигателя, выходом связанный со входом щагового двигателя, и видеоконтрольное устройство 1.

Недостатком известного устройства является низкая точность сортировки.

Цель изобретения - повыщение точности сортировки.

Поставленная цель достигается тем, что оптоэлектронный автосортировщик, содержащий преобразователь видеосигналов, блок памяти, выходами связанный через соответствующие усилители с исполнительными механизмами, формирователь видеосигналов, выходом соединенный с видеоусилителем, амплитудньш дискриминатор, коммутатор шагового двигателя, выходом связанный с входом шагового двигателя, и видеоконтрольное устройство, имеет фотоприемник, пороговый элемент,блок диафрагмирования, формирователь сигналов управления, тактовый генератор, синхронизатор, блок счетчиков, распределитель, блок обработки сигналов и датчик работы щагового двигателя, при этом первый выход тактового генератора соединен через формирователь сигналов управления с входом преобразователя видеосигналов, выход которого связан с первым входом видеоконтрольного устройства и формирователем видеосигналов, второй выход тактового генератора соединен с первым входом синхронизатора, первый выход которого связан с первым входом блока счетчиков, выход которого соединен с первым входом распределителя, выход которого связан с первым входом блока обработки сигналов, первый выход которого соединен с вторым входом распределителя, при этом второй выход синхронизатора связан с -первым входом амплитудного дискриминатора, второй выход которого соединен с выходом видеоусилителя, а выход амплитудного дискриминатора связан с вторым входом блока счетчиков, при этом третий выход синхронизатора соединен со вторым входом блока обработки сигналов, второй выход которого подключен к второму входу видеоконтрольного устройства, при этом третий выход блока обработки сигналов соединен а вторым входом синхронизатора, четвертый выход блока обработки сигналов связан с коммутатором щагового двигателя, пятый выход блока обработки сигналов подключен к входу блока памяти, а выход щагового двигателя через

датчик работы щагового двигателя соединен с третьим входом блока обработки сигналов.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - компановка устройства.

Устройство состоит из преобразователя 1 видеосигналов, блока 2 памяти, выходами связанного через соответствующие усилители 3 и 4 с исполнительными механизмами 5 и 6, формирователя 7 видеосигналов, выходом соединенного с видеоусилителем 8, амплитудного дискриминатора 9, коммутатора 10 щагового двигателя, выходом связанного с входом щагового двигателя

11, видеоконтрольного устройства 12, при этом первый выход тактового генератора 13 соединен через формирователь 14 сигналов управления со входом преобразователя 1 видеосигналов, выход которого связан с

первым входом видеоконтрольного устройства 12 и формирователем 7 видеосигналов, второй выход тактового генератора 13 соединен с первым входом синхронизатора 15, первый выход которого связан с первым входом блока 16 счетчиков, выход которого

соединен с первым входом распределителя 17, выход которого связан с первым входом блока 18 обработки сигналов, первый выход которого соединен со вторым входом распределителя 17, при этом второй выход синхронизатора 15 связан с первым входом амплитудного дискриминатора 9, второй вход которого соединен с выходом видеоусилителя 8, а выход амплитудного дискриминатора 9 связан со вторым входом блока 16 счетчиков, при этом третий выход синхронизатора соединен со вторым входом блока 18 обработки сигналов, второй выход которого подключен ко второму входу видеоконтрольного устройства 12, при этом третий выход блока 18 обработки сигналов соединен со вторым входом синхронизатора 15, четвертый выход блока 18 обработки сигналов связан с коммутатором 10 щагового двигателя 11, пятый выход блока 18 обработки сигналов подключен ко входу блока 2 памяти, а выход щагового двигателя 11 через датчик 19 работы щагового двигателя соединен с третьим входом блока 18 обработки сигналов. На главной оптической оси преобразователя I видеосигналов расположены объектив 20, регулируемый светофильтр 21 и разделитель 22 светового потока, оптически связанный с фотоприемником 23, электрический выход которого через пороговый элемент 24 связан с регулируемым светофильтром 21. Освещение сортируемых изделий осуществляется от осветителя 25. Роторный транспортер 26 подает сортируемые издеЛИЯ на рабочие позиции 27. Количество усилителей 3 и 4 (остальные не показаны) соответствует к оличеству манипуляторовсталкивателей 28-31. Буферный накопитель

32 служит для накопления сортируемых изделий перед их подачей в зону контроля. Манипуляторы-сталкиватели сталкивают сортируемые изделия в соответствующие накопители 33-36, первого, второго, третьего и четвертого сортов соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Изделия, предназначенные для сортировки, при помощи толкателя (не обозначен) перемещаются из буферного накопителя 32 на рабочие позиции манипулятора 29 роторного транспортера 17 и фикси-руются в направляющих (не обозначены), расположенных на позиции 27. После установки объекта на своей позиции 27 производится обработка сигнала изображения объекта.

Обработка сигнала изображения объекта включает в себя сканирование, выделение признаков, сравнение признаков эталона с признаками объекта, и принятие рещения о принадлежности объекта к тому или иному сорту, в соответствии с информацией, заложенной оператором.

На преобразователь 1 видеосигналов проектируется изображение объекта. От тактового генератора 3 через формирователь 14 сигналов управления на преобразователь 1 видеосигналов также подаются управляющие напряжения, обеспечивающие сканирование электронного изображения, сформированного на преобразователе 1 видеосигналов. Сигналы построчнокадрового сканирования преобразователя 1 видеосигналов через формирователь видеосигналов, подключенного к выходу преобразователя 1 видеосигналов, через видеоусилитель 8, очищенные от тактовых помех, поступают на вход амплитудного дискриминатора 9. Количество входов амплитудного дискриминатора 9 соответствует числу уровней градации яркости изображения объекта, сформированного при помощи преобразователя 1 видеосигналов. Амплитудный дискриминатор 9 управляется командами синхронизатора 15, который в свою очередь синхронизируется импульсными сигналами тактового генератора 13 7 Амплитудный дискриминатор 9 выделяет импульсы заданной амплитудь, величина которой пропорциональна одному из уровней градации яркости изображения объекта, и направляет их на соответствующий вход блока 16 счетчиков. После окончания предыдущего кадра, за время которого считывалась информация освещенности определенного уровня, синхронизатор 15 выдает сигнал на подключение следующего входа амплитудного дискриминатора 9 к выходу видеоусилителя 8. Счет чики блока 16 счетчиков запоминают число импульсов каждого уровня градации яркости и преобразуют эти числа в двоичные коды, которые характеризуют площади поверхности объекта с различными градациями яркости.

Синхронизатор 15 подсчитывает количество кадров развертки, равное числу уровней градации яркости - и выдает на блок 18 обработки сигналов сигнал, разрещающий считывание кодов со всех счетчиков блока 16 счетчиков, а также, синхронно с коммутацией входов счетчиков блока 16,

0 счетчиков, коммутирует соответствующие входы амплитудного дискриминатора 9. Блок 18 обработки сигналов считывает коды счетчиков и обрабатывает полученную информацию в соответствии с заданным алгоритмом. После считывания информации со

5 всех счетчиков блока 16 счетчиков блок 18 обработки сигналов выдает разрещающий сигнал на обнуление всех, счетчиков блока 16 счетчиков. Блок 18 обработки сигналов считывает коды счетчиков блока 16 счет0чиков после получения разрешения с синхронизатора 15, для организации последовательного считывания информации от каждого счетчика блока 16 счетчиков. Блок 18 обработки сигналов через один из своих вы5ходов (не показан) коммутирует выходы счетчиков блока 16 счетчиков при помощи распределителя 17. После принятия решения о принадлежности объекта к тому или иному сорту блок 18 обработки сигналов выдает через свой выход на блок 2 памяти

0 код, численное значение которого соответствует сорту, к которому принадлежит распознанный объект, а область оперативной памяти блока 2 памяти соответствует рабочей позиции 27 роторного транспортера

5 26, и после окончания процесса распознавания объект, находящийся на рабочей позиции 2/ роторного транспортера 26, перемещается до первого 33, второго 34, третьего 35, четвертого 36 сортов накопителей.

0 После окончания движения транспортера 26 блок 2 памяти выдает команду на соответствующие манипуляторы-сталкиватели 28-31 первого, второго, третьего, четвертого 31 сортов соответственно для пере5мещения объекта в соответствующий накопитель. Если объект не принадлежит ни к одному из сортов, которые может распознавать оптоэлектронный автосортировщик, то присваивают этому объекту низщий сорт. Перевод роторного транспортера 26 произво0дится по команде от блока 18 обработки сигналов после принятия решения о принадлежности объекта к тому или иному сорту, после того как выдается команда на обнуление блока 16 счетчиков, после передачи кода распознанного объекта в блок 2 па5мяти и после наличия сигнала окончания перевода роторного транспортера 26. Сигнал об окончании перевода роторного транспортера 26 поступает на блок 18 обработки

сигналов от датчика 19 шагового двигателя.

Информация о сорте распознанного объекта с выхода блока 18 обработки сигналов поступает в блок памяти. Запомненный цифровой код сдвигается на заданное число разрядов до совпадения кода распознанного объекта с кодом дешифратора накопителя одного из четырех сортов. После окончания перевода роторного транспортера 26 и при совпадении кодов блок 2 памяти выдает через усилители 3 и 4 (остальные не показаны) сигналы на срабатывание манипуляторов -сталкивателей 28-31.

Видеоконтрольное устройство 12 с пультом управления оператора (не обозначен) обеспечивает переключение режимов работы оптоэлектронного автосортировш,ика, а также выдает на экран информацию об изображении объекта. На видеоконтрольное устройство 12 по команде с пульта оператора выводится информация статистического характера о количестве отсортированной продукции и т. п. Суцхествует два основных режима работы автосортировщика, и два вспомогательных режима. Первый основной режим работы - обучение, производится оператором путем предъявления объектов известного сорта и автоматической установки и соответствия между сортом объекта и сочетаниями кодов блока 16 счетчиков. Второй основной режим работы -распознавание, происходит способом последовательного сравнения кодов блока 16 счетчиков, которые характеризуют отношения между площадями областей объекта с различными уровнями яркости. Первый вспомогательный режим работы -отображение на экране

видеоконтрольного устройства 12 изображения объекта. В этом режиме проверяется работоспособность и качество работы преобразователя 1 видеосигнала. Второй вспомогательный режим работы - ручное управ ление, когда требуется вручную выдать команды на механические узлы оптоэлектронного автосортировщика для проверки их работоспособности, каждого в отдельности,

и для установки всех узлов в исходное состояние.

Поток излучения с поверхности объекта, проходя через регулируемый светофильтр

21и объектив 20, поступает на разделитель

22светового потока. Часть потока излучения пропускается на первый выход разделителя 22 светового потока, пространственно интегрируется фотоприемником 23. При этом выходной сигнал фотоприемника 23 пропорционален потоку излучения, проходящему через регулируемый светофильтр 21. Выходной сигнал фотоприемника 23 поступает на вход порогового элемента 24. Выходной сигнал порогового элемента 24 управляет пропусканием регулируемого светофильтра 21. Регулируемый светофильтр 21,

фотоприемник 23, пороговый элемент 24 образуют следящую систему, которая при достаточно большом усилении поддерживает неизменным регулируемый параметр - поток излучения на выходе регулируемого светофильтра 21 с заданной точностью, что

позволяет производить классификацию объектов при меняющемся в заданных пределах уровне освещенности объектов.

Предлагаемое устройство дает возможность повысить точность сортировки за счет выявления наличия трудноразличимых потоков сортируемых изделий.

б

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ АВТОСОРТИРОВЩИК, содержащий преобразователь видеосигналов, блок памяти, выходами связанный через соответствующие усилители с исполнительными механизмами, формирователь видеосигналов, выходом соединенный с видеоусилителем, амплитудный дискриминатор, коммутатор щагового двигателя, выходом связанный с входом шагового двигателя, и видеоконтрольное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности сортировки, он имеет фотоприемник, пороговый элемент, блок диафрагмирования, формирователь сигналов управления, тактовый генератор, синхронизатор, блок счетчиков, распределитель, блок обработки сигналов и датчик работы шагового двигателя, при этом первый выход тактового генератора соединен через формирователь сигналов управления с входом преобразователя видеосигналов, выход которого связан с первым входом видеоконтрольного устройства и формирователем видеосигналов, второй выход тактового генератора соединен с первым входом синхронизатора, первый выход которого связан с первым входом блока счетчиков, выход которого соединен с первым входом распределителя, выход которого связан с первым входом блока обработки сигналов, первый выход которого соединен с вторым входом распределителя, при этом второй выход синхронизатора связан с первым входом амплитудного дискриминатора, второй выход которого соединен с выходом видеоусилителя, а выход амплитудного дискриминатора связан с вторым входом блока счетчиков, при этом третий выход синхро низатора соединен с вторым входом блока обработки сигналов, второй выход которого подключен к второму входу видеоконтрольного устройства, при этом третий выход блока обработки сигналов соединен с вторым входом синхронизатора, четвертый выход блока обработки сигналов связан с коммутатором щагового двигателя, пятый выход обработки сигналов подключен к входу блока памяти, а выход шагового двигаО5 теля через датчик работы шагового двигателя соединен с третьим входом блока обСП СП работки сигналов. 4

f8