Способ измерения площади плоской фигуры,ограниченной контуром,и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01B21/28 

Ит|1бретеиие (п- 1пгится к итмери- TPJTbHoii Tex)fHKf и может быть применено для оперативиог о определения площадей при пллпировапии клрьерньк полей в горном деле, л также при из- мерепки площлдей ледников, лесных и воднг)|х массивов па а эре- и космических cjfnMTrax, площадей поражения участков оргапов на рентгеноиских и фотоснимках в медицине, криминалистике и т.д.

Цель изобретения - повьш1ение точности за счет уменыпепия ошибки измерения площади плоской фигуры, вносимой другими фигурами, соприкасающимися или пересекаюш1мися с ней, путем выделения этой фигуры реперами. I

На фиг. 1 показано выделение реперами фигуры в направлении строк растра; на фиг. 2 - блок-схема устройства для измерения гшошади.

Устройство для измерения плошали содержит источник 1 света, планшет 2 с носителем, на котором изображены фигуры, одна из которых вьщелена на- ложенияьа на носитель реперами, причем толщина реперов в 3-А раза больше толщины линий фигур, телевизионную передающую камеру 3, формирователь 4 видеосигнала, интегрирующую цепь 5, компаратор 6, первый счетчик 7, первую схему ПНИ 8, инвертор 9, первую схему 10 задержки, первый триггер 11, первую cxeNfy И 12, второй 13 и третий 14 триггеры, генератор 15 импульсов заполнения, вто схему 16 задержки, первый формирователь 17 импульсов сброса, вторую схему И 18, nepBbtfi делитель 19, вторую схему ЯТИ 20, второй счетчик 21, третью схему И 22, третью cxeNry 23 задержки, второй формирователь 24 импульсов сброса, четвертую схему И 25 второй делитель 26, третью cxeNry ИЛМ 27, третий счетчик 28, пятую схему И 29, четвертую схему ИЛИ 30, блок 31 разверток, пятую схему ИЛИ 3 шестую схему ИЛИ 33, сумматор 34, дешифратор 35 и блок 36 индикации.

Выход телевизионной передающей камеры 3 соединен с входом формирователя 4 видеосигнала, выход которого соединен с первым входом первой схемы И 12, выходы строчных и кадровых синхроимпульсов блока 31 разверток соединены с соответствующими входами телевизионной передающей камеры 3,

70

пыходы дешифрато15а 3 соединены с входами блока 36 индикапии, выход формиропателя 4 видеогиг нала соединен с входом компаратора 6, выход последнего соединен со гчетным входом первого счетчика 7 и нерной схемы 10 задержки, вьтходь; псрпого счетчика 7 соединены с входами первой cxeNfti 11ПИ 8, выход которой соединен с входом инвертора 9, пькод последнего соединен с первыми входами второй 18, третьей 22, четвертой 25 и пятой 29 схем И, выход первс й схемы 10 задержки соединен со счетным входом первсзго триггера 1 1 , выход которого соединен с вторым входом первой схе- N0)1 И 12, выход которой соединен со счетньм входом второго триггера 13, вькод которого соединен с тактовым

входом третьего триггера 14, вторым входом пятой схемы И 29, входами второй схемы 16 задержки и первого формирователя 17 импульсов сброса, выход последнего соединен с первым входом второй cxeMfii ИЛИ 20, выход третьего триггера соединен с входом третьей схемы 23 задержки, вторым входом третьей схемы И 22 и входом второго формирователя 24 импульсов

сбро са, выход которого соединен с первым входом третьей схемы ИЛИ 27.

Выход генератора 15 импульсов заполнения соединен с вторыми входами второй 18 и четвертой 25 схем И, выходы второй 16 и третьей 23 схем задержки соединены с третьими входами соответственно второй 18 и четвертой 25 И схем, выходы которых соединены соответственно с входами пер-

вого 19 и второго 26 делителей. Выходы последних соединены соответственно со счетными входами второго 21 и третьего 28 счетчиков, выходы которых соединены с третьими входами третьей 22 и пятой 29 схем И, первый вход четвертой схемы ИЛИ 30 соединен с выходом компаратора 6, ее второй вход соединен с выходом первой схемы Р1ЛИ 8, третий вход - с выходом кадровых синхроимпульсов блока 31

разверток и входами установки нуля делителей 19 и 26 и сумматора 34, выход строчных синхроимпульсов блока 31 разверток соединен с четвертым входом четвертой схемы ИЛИ 30 и входом установки нуля первого счетчика 7, выход четвертой схемы ИЛИ 30 соединен с входами установки нуля, первого 11, второго 13 и третьего 14 триггеров и ВТОРЫМ1Т входами второй 20 н третьей 27 схем ШТИ, выходь которых соединены с входами установки нуля соответственно второго 21 и третьего 28 счетчиков, входы пятой схе- мы ИЛИ 32 соединены входами сумматора 34 и выходами шестой схемы ИЛ1 33 входы которой соединены с выходами третьей 22 и пятой 29 схем Н, выходы сумматора ЗА соединены с входами дешифратора 35.

Способ реализуется следующим образом.

Сначала на фигуру накладывают реперы, ограничивающие ее контур по направлению строчной развертки. Фигуру с реперами преобразуют в оптическое изображение. Полученное изображение проецируют на фоточувствительную поверхность телевизионной передающей камеры, преобразуют это изображение с помощью растрового разложения в видеосигнал, выделяют в каждой строке видеоимпульсы реперов, вьщеляют в каждой строке временные интервалы между первым и последним видеоимпульсами контуров фигур, находящихся между видеоимпульсами реперов, заполняют эти интервалы импульсами, подсчитьгоают количество импульсов в каждой строке, сзгммиру- ют эти импульсы в кадре и по их количеству определяют площадь фигуры.

Устройство работает следующим образом.

На планшет 2 помещают геолого- маркшейдерский план, на котором нанесены контуры рудных тел и выработок. После этого на план накладываются реперы, которыми выделяют по направлению сканирования фигуру,площадь которой необходимо измерить. План проецируется объективом телевизионной передающей камеры 3 на фотомишень, которая построчно скани- руется электронным лучом. Блок строчной и блок 31 разверток вырабатьшает необходимые для перемещения электронного луча напряжения.. Видеосигнал с выхода телевизионной передающей камеры 3 поступает в формирователь 4 видеосигнала, представляющий собой пороговое устройство, который преобразует его в видеоимпульсы. Ширине измеряемой фигуры в пределах одной строки пропорционален временной интервал между первым и последним коротким импульсами, получившимися в

результате двух пересечений сканиру- лучом контура измеряемой фигуры. Интегрирующая цепь 5 и компаратор 6 осуществляют селек1уто импульсов-меток, формируют последовательность импульсов-меток.

Для того, чтобы устройство обра- батьшало только тот интвервал видеосигнала, KOTopbtfi заключен между первым и вторым импульсами-метками, первьп счетчик 7 считает импульсы- метки. Так как все разрядные выходы его, кроме самого младшего разрядного выхода, подключены к входам первой схемы ИЛИ 8, то после прихода второго импульса-метки на выходе первой схемы ИЛИ 8 появляется логическая 1, которая запрещает работу электронных блоков, сбрасьшая их в .О.

Измерение временного интервала начинается с приходом первого короткого импульса и заканчивается с приходом последнего короткого импульса. Для того, чтобы определить характер очередного импульса - короткий это импульс или импульс-метка, процесс измерения временных интервалов между короткими импульсами организован в два этапа. Нечетные интервалы измеряет первая измерительная цепь, а четные интервалы измеряются второй измерительной цепью. При этом каждый раз перед измерением очередного интервала первый и второй счетчики сбрасьшаются в О. Если очередной импульс оказывается импульсом меткой, то на пятую схему И 29 не подается сигнал разрешения на запись в сумматор 34, при этом третий счетчик 28, измеривший этот интервал, сбрасывается в О.

Импульсы-метки, задержанные схемой 10 задержки на время длительности каждого импульса-метки, поступают на вход первого триггера I1. Задержка нужна для того, чтобы на выходе второго триггера 13 появилась логическая I не после прихода первого импульса-метки, а после прихода первого короткого импульса. Первый триггер 11 и второй триггер 13 работают в счетном режиме. Выход второго триггера 13 подключен к тактовому входу третьего триггера 14. Последний работает следующим образом. Когда приходит импульс с выхода второго триггера 13, третий триггер 14 сбрасыва5

ется в О, кот да этот импульс ковч- чается, его отрицательный фронт тактирует запись логической 1 в третий триггер 14.

Импульсы, поступающие с генератора импульсов заполнения, заполняют измеряемые временные интервалы и подсчитываются вторым счетчиком 21 и третьим счетчиком 28. Длительность импульсов второго триггера 13 равна длительности нечетных интервалов. Эти импульсы определяют время работы второго счетчика 21 и являются разрешающими при записи двоичного числа с выхода третьего счетчика 28 в накапливающий сумматор 34. Длительность импульсов третьего триггера 14 равна длительности четных интервалов. Эти импульсы определяют время работы третьего счетчика 28 и являются разрешающими при записи двоичного числа с выхода второго счетчика 21 в сумматор 34.

Для организации сброса первого и второго счетчиков перед измерением очередного временного интервала в устройство введены первый 17 и второй 2Д формирователи импульсов сброса, которые формируют короткие импульсы заданной длительности по передним фронтам импульсов, поступающих на их вход. Схемы задержки вторая 16 и третья 23 задерживают импульсы на величину длительности импульсов сброса. Это необходимо для синхронизации работы счетчиков и триггеров.

Третья схема И 22 и пятая схема И 29 являются многоэлементными. Они содержат элементы И, количество которых равно количеству разрядных выходов первого и второго счетчиков Шестая схема ИЛИ 33 также является многоэлементной. Она содержит элементы ИЛИ, количество которых равно количеству разрядных выходов второго или третьего счетчика. Это обеспечивает поочередный параллельный перенос чисел в двоичном коде с выходов счетчиков на первые разрядные входы сумматора 34. Вторые разрядные входы этого сумматора соединены с соответствующими его разрядньи и выходами Выход кандого элемента шестой схемы ИЛИ 33 подключён также к входам пятой схемы ИЛИ 32, выход которой подключен к входу синхронизации записи сумматора 34.

526706

Каждый строчньй импульс с выхода блока 31 развертки сбрасьгоает в О nepBf.M 7, второй 21 и третий 28 счетчики и триггеры 11, 13 и 14. Каждьш 5 кадровый импульс сбрасывает в О первый 19 и второй 26 делители и сумматор 34.

Разрядность второго 21 и третьего 28 счетчиков, сумматора 34, де- 10 шифратора 35 и коэффициент деления делителей частоты определяются частотой импульсов заполнения, поступа- ющ1гх с выхода генератора 15 импульсов заполнения, т.е. задаваемой точ- 15 ностью измерения. Разрядность первого счетчика 7 определяется максимально возможным числом пересечений реперов сканирующим лучом за время одной строки. Дешифратор 35 преобразует 20 двоичное число в десятичное и подает его на вход блока 36 индикации.

Формула изобретения

5 1. Способ измерения площади плоской фигуры, ограниченной контуром, заключающимися в том, что фигуру преобразуют в изображение, проецируют изображение на фоточувствительную 0 поверхность телевизионной передающей камеры, преобразуют изображение с помощью растрового разложения в видеосигнал, выделяют в каждой строке вре- менные интервалы между видеоимпульса5 ,ми контура фигуры, заполняют эти ин- Тервалы импульсами, подсчитьтают количество импульсов в каждой строке, суммируют эти импульсы в кадре и по их количеству определяют площадь фи0 гуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения ощибки измерения площади плоской фигуры, вносимой другими фигурами, соприкасающимися или

5 пересекающимися с ней, сначала на

фигуру накладьшают реперы, ограничивающие ее контур по направлению строчной развертки, вьщеляют в каждой строке видеоимпульсы реперов, а вре0 менные интервалы вьделяют между первым и последним видеоимпульсами контуров фигур, находящихся между видеоимпульсами реперов.

2. Устройство для измерения площади плоской фигуры, ограниченной контуром, содержащее источник света, телевизионную передающую камеру, формирователь видеосигнала, блок раз71

верток, перрую схему И, генератор импульсов заполнения, перньй счетчик деинфратор и индикатор, причем вмход телевизионной передающей камеры соединен с входом формирователя видео- сигнала, выход которого соединен с первым входом первой схемы И, выходы строчных и кадровых си}1хроимпудь- сов блока разверток соединены с соответствующими входами телевизионной передающей камеры, выходы дешифратора соединены с входами блока индикации, отличающееся тем, что в него введены интегрирующая цепь, компаратор, шесть схем IMI, инвертор, три схемы задержки, вторая, третья, четвертая и пятая схемы И, три тригг ера, два делителя, два формирователя импульсов сброса, второй и третий счетч1п и и сумматор, выход формирователя видеосигнала соединен с входом интегрирующей цепи, выход которой соединен с входом ком- царатора, выход компаратора соединен со счетным входом первого счетчика и входом первой схемы задержки, выходы первого счетчика соединены с входами первой схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом инвертора, выход инвертора соединен с первыми входами второй, третьей, четвертой и пятой схем И, выход первой схемы задержки соединен со счетным входом первого триггера, вьсход которого соединен с вторым входом первой схе

мы И, выход первой схемы И соединен со счетным входом второго триггера, выход которого соединен с тактовым входом третьего триггера, вторым, входом пятой схемы И, входами второй схемы задержки и первого формирователя и fпyдьcoв сброса, выход первого формирователя импульсов сброса

5 0 5 о

5

708

соединен с парным входом второй схемы или, выход третьего триггера со- с Входом третьей схемы задержки, вторым входом третьей схемы И и входом второго формирователя импульсов сброса, выход которого соединен с первым входом третьей схемы ЮТТ, выход генератора импульсов заполнения соединен с вторыми вхо- даг-ш второй и четвертой схем И, выходы второй и третьей схем задержки соединены с третьими входами соответственно второй и четвертой схем И, выходы которых соединены соответственно с входами первого и вто- ро. о делителей, выходы первого и второго делителей соединены со счетными входами соответственно второго и третьего счетчиков, выходы которых соединены с третьими входами третьей и пятой схем И, первьй вход четвертой схемы ИЛИ соединен с выходом компаратора, ее второй вход соединен с выходом первой схемы ИЛИ, третий вход - с выходом кадровых синхроимпульсов блока разверток и выходами установки нуля делителей и сумматора, выход строчных синхроимпульсов блока разверток соединен с четвертым входом четвертой схемы ИЛИ и входом установки нуля первого счетчика, выход четвертой схемы ИЛИ соед1гаен с входами установки нуля первого, второго и третьего триггеров и вторыми входами второй и третьей схем ИЛИ, выходы которых соединены с входами установки нуля соответственно второго и третьего счетчиков, входы пятой схемы ИЛИ соединены с входами сумматора и входами шестой схемы ИЛИ, входы которой соединены с выходами третьей и пятой схем И, выходы сумматора соединены с входами дешифратора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для оперативного определения площадей при планировании карьерных полей в горном деле. Изобретение может быть применено также при измерении площадей ледников, лесных и водных массивов на аэро- и космических снимках; площадей поражения участков органов на рентгеновских и фотоснимках в медицине, криминалистике и т.д. Целью изобретения является повышение точности измерения площади плоской фигуры, ограниченной контуром, за счет уменьшения ошибки, вносимой другими фигурами, соприкасающимися или пересекающимися с ней, путем выделения этой фигуры реперами. Согласно способу реперами вьще- ляют по направлению сканирования плоскую фигуру, площадь которой необходимо измерить, проецируют изображение на фотомишень телевизионной передающей камеры и суммируют выделенные за время одного кадра видеосигналы, соответствующие ширине плоской фигуры по направлению сканирования, находящейся между реперами. 2 с. п. ф-лы, 2 ил. с СО

Редактор М. Бланар

futZ

Составитель Ю. Курбатов

Техред М.Ходаннч Корректор М. Шароши

Заказ 4615/АЗ Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4