Устройство для определения размера изображения объекта Советский патент 1986 года по МПК G06K9/46 

Р1зобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля (промышленных роботах) для измерения линейных размеров контрастных объектов.

Цель изобретения - расширение- функциональных возможностей путем обеспечения возможности определения максимального размера хорды, проходящей через заданную точку на изображении объекта, и повьшение быстродействия устройствав ,

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства;, на фиг,2 область фотокатода очерченная прямоугольником, и проекция объект (треугольник); на фиг.З -эпюры напряжений, поясняющие работу устройства; на фиг.4 - схема блока управления; на фиго 5 - эпюры напряжений и различных точках блока управлени

Устройство (фиг,1) содержит фотоэлектрический преобразователь с отклоняющей системой (диссектор) аналоговые умножители 2 и 3, генератор 4 квадратурных напряжений (ГКН), блок 5 управления), ключи 6 и 7, пиковый детектор 8, компаратор 9, элемент 10 задержки ключ: 1 сумматор 12, пиковый детектор 13, ключ 14,

Блок 5 управления (фиг.4) содержит генератор 15 пилообразного напряжения (ГПН), ключ 16j пороговый элемент 17, формирователь . 18 импул сов, пороговые элементы 19-21,

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства апертура фотоэлектрического преобразова- теля 1 находится в центра О фотокатода (фиг,2), так как напряжения на выходах аналоговых умножителей 2 и 3, управляющие отклоняющей системой фотоэлектрического преобразователя 1, в первый момент равны нулю. Появление на сигнальном выходе преобразователя 1.видеосигнала, поступающего на вторые входы аналоговых умножителей 2 и 3, образует на их выходах квадратурно- связанные напряжения U и UQ, которые вызывают отклонение апертуры от центра О и сканирование (сле жение) ее по контуру изображения об екга в соотве,тствии с уравнениями:

U,(t)

u,(t.)u,sin(at.ujt)/u,;t

- „U,j(t)U coscot-U(t)/Uc,nst .. где ) HUij(t) - напряжения на отклоняющей системе фотоэлектрического преобразователя 1 с выходов аналоговых умножителей 2 и 3, определяющие координаты апертуры на контуре изображения объекта в текущий момент времени;

Ug(t) - напряжение видеосигнала, пропорциональное освещенности в месте нахождения апертуры на контуре изображения в текущий момент времени;

U sincjt и UjjCoscot - квадратурные напряжения с частотой на выходах генератора 4j

постоянный множитель, имеющий размерность напряжения, Величина отклонения апертуры от центра (радиус-вектор r(t)) определяется модулем U.(t) напряжений

и Uy(t):

и,(1)л|и ,а)-ю;(Г7 f-;-- --и (t),(1)

п л k в т.

который, как

cona t

следует из (1) ,

пропор

ционален напряжению видеосигнала, Таким образом, осуществляется ра- диус-векторное слежение по контуру изображения. Форма напряжения видеосигнала Ug, получающаяся при сканировании апертуры по контуру изображения объекта (фиг.2), показана на фиг,За, Амплитуда Ug в соответствии с уравнением (1) определяет величину радиуса-вектора - расстояние от центра О до апертуры на контуре в текущий момент времени. Изменение напряжения Up (фиг.За) зависит от угла Cf°, отсчитываемого от оси X против часовой стрелки при обходе апертуры по контуру изображения, Так„ при О амплитуда Ug (фиг,За) соответствует величине радиуса ОА (фиг,2). Максимальному радиусу ОБ и соответственно напряжению U, соответствует ,

N

Появление видеосигнала включает в работу и блок 5 управления. Видеосигнал размыкает ключ 16 (фиг,4), блокирующий генератор 15, вследствие чего последний начинает генерировать пилообразное напряжение U (фиг,5а), каждый период которого определяет один цикл измерения. По

ГПК

ДОСмере роста, напряжения U тигая-уровней U o, Ug и Uj, ерабатывают пороговые элементы 17, 19-21, выходные напряжения которых

Unv Unv используются для управле°нип циклом измерения. Перед началом

кагдого цикла от скачка напряжения

и

ПУ„

(фиг.56) на в| 1ходе порогового

устройства 17 в момент t формируется с помощью формирователя 18 и импульс иф(фиг.5в), сбрасывающий (обнуляющий) напряжения на пиковых детекторах 8 и 13. В момент t, (фиг.З) сигналом другого выхода блока 5 управления открывается ключ 6 и напряжение видеосигнала U поступает на пиковый детектор 8, заряжая его до максимального значения (фиг.Зб), соответствующего величине максимального радиуса ОБ (фиг.2). Выходное напряжение и„. пикового детектора В является напряжением сравнения для компаратора 9 и оно же через аналоговый сумматор 12 поступает на второй пиковь детектор 13 (фиг.Зв). В момент t (фиг.З), отстоящий от t, на время, несколько превьппающее время обхода Tggjj контура изображения , управляющее напряжение И с блока 5 открывает ключ 7, пропуская текущее напряжение видеосигнала U на второй вход компаратора 9. Б момент t достижения максимальной амплитуды напряжения U, когда апертура проходит точку Б контура изображения (фиг.2), на выходе компаратора 9 образуется импульс сравнения, которьй запускает элемент 10 задержки на время, равное половине времени обхода контура (т.е. до точки С на фиг.2). Б зтот момент элемент 10 образует на выходе кратковременный импульс, открывающий ключ 11, в результате чего напряжение Uj, , соответствующее значе- нию радпуса ОС, складываясь в сумматоре 12 с выходным напряжением и„а пикового детектора 8 (соответствующим радиусу ОВ), заряжает

I второй пиковьш детектор 13 до напряжения Од (в момент t,a на фиг.Зв), амплитуда которого определяет максимальный размер СБ изоб- раженйя объекта. Это напряжение вы-, деляется в виде импульса (фиг.Зг) на выходе ключа 14, открываемого в интервале времени ,, управляющим напряжением с блока 5. .

0 Окончание цикла одного измерения совпадает с моментом t окончания одного периода пилообразного напряжения (фиг.4), после чего наступает очерёдной цикл, аналогичный пре5 дьщущему. Амплитуду импульса

(фиг.Зг), несущую информацию о максимальном размере изображения объекта, легко измерить, например, импульсным вольтметром, подклю0 ченным к выходу ключа 14.

Таким образом, в преддтагаемом устройстве использование той особенности следящей радиус-вектор5 ной развертки, что амплитуда видеосигнала несет информацию о размере изображения, позволяет в течение трех обходов контура изображения определить его максимальный разQ мер, проходящий через заданную точку (центр слежения) путем измерения и сложения двух амплитуд видеосигналов в диаметрально противоположных точках контура, из которых по крайней мере одна максимально удалена от центра слежения. Б течение первого обхода фиксируется максимальная амплитуда видеосигнала, соответствующая максимальному радиусу изображения, во время второго обхода регистрируется момент прохождения апертурой фотопреобразователя максимально удаленной точки контура, а в течение третьего обхода определяется амплитуда видеосигнала, соответствующая радиусу, составляющим один диаметр с максимальным радиусом.

5

5

Фиг.

От 5л. 1

на

наблб

на 6л 7

наЗл1

Фиг.

а}

е)

Составитель Ничипорович Редактор А.Ревин Техред М.Пароцай Корректор л.Пилипенко

Заказ 290/59 Тираж 673 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Фиг. 5