Устройство для измерения размеров топологических фигур фотошаблонов с ортогональным проводящим рисунком Советский патент 1988 года по МПК G01B21/00 

го

4

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в качестве аппаратуры измерения и контроля САПР фотошаблонов.

Цель изобретения - повышение быстро- :Действия и достоверности результатов измерений за счет реализации средствами вычислительной техники алгоритма автомати- 1ческой селекции угловых точек топологических фигур фотошаблонов.

дами счетчиков 9 и 10 координат X и У и вычислитель 12, один вход которого соединен с выходом ОЗБ 11, а другой - с выходом блока 1 перемеш,ения, один выход вычислителя 12 соединен с входом блока 1 переме- ш,ения, а другой является выходом устройства.

Формирователь 5 последовательности сигналов (фиг. 2) состоит из восьми линий 13

На фиг. 1 изображена функциональная 0 задержки и девяти девятиразрядных ре- схема устройства; на фиг. 2 - структурнаягистров 14 сдвига, причем выход АЦП 4 сое- схема формирователя последовательности сигналов; на фиг. 3 - функциональная схема вычислителя; на фиг. 4 - алгоритм сединен с входом первого регистра 14.1 сдвига и входом первой линии 13.1 задержки, выход которой соединен с входами второй лекции угловых точек; на фиг. 5 - времен- линии 13.2 задержки и второго регистра 14.2 ные диаграммы, иллюстрирующие работусдвига и т. д. Выходы регистров сдвига а.,, ...,

вычислителя.а, Ь,, ..., Ь, с,, ..., с, d,, ..., d, являются

Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 перемещения, телевизионную (ТВ) камеру 2, установленную так, чтобы рабочая зона

выходами формирователя 5 последовательности сигналов.

Вычислитель 12 (фиг. 3) содержит генеблока 1 перемещения находилась в поле эре- 20 ратор 15 тактовых импульсов (ГТЦ), по- ния ТВ-камеры 2, блок 3 видеоконтролястоянный запоминающий элемент 16 (ПЗЭ),

(БВК) и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, входы которых соединены с выходом ТВ-камеры 2, формирователь 5 последопервый, второй, третий и четвертый буферные регистры 17-20, первый и второй элементы НЕ 21 и 22, первый и второй суммавательпости сигналов (ФПС), вход которо- 25 торы 23 и 24, причем вход ГТЦ 15 соединен

с вы.ходом блока 1 перемещения, один выход соединен с одним входом первого буферного регистра 17, другой вход которого соединен с выходом ПЗЭ 16 и одним входом первого сумматора 23, а выход с входом блока перевина первой группы выходов соединена с инверсными входами элементов И 7.1 и 7.8 и с прямыми входами элементов Ц 7.4 и 7.5, первая половина второй группы выходов соединена с инверсными входами элементов Ц 7.1 и 7.6 и с прямыми входами элемен- 1тов И 7.2 и 7.5, вторая половина второй группы выходов соединена с прямыми вхо35

го соединен с выходом АЦП 4, блок 6 селекции угловых точек (блок селекции), состоящий из восьми элементов Ц 7.1-7.8 с прямыми и инверсными входами и элемента ИЛИ 8, при этом первая половина первой

группы выходов соединена с прямыми вхо- 30 мещения, другой выход ГТИ 15 соединен с дами элементов И 7.1 и 7.8 и с инверснымиодним входом второго буферного регистра

входами элементов И 7.1 и 7.5, вторая поло-18, с одним входом третьего буферного регистра 19 и с входом первого элемента НЕ 21, выход которого соединен с входом ПЗЭ 16 и с одним входо.м четвертого буферного регистра 20, другой вход которого соединен с выходом первого сумматора 23, другой вход которого соединен с выходом второго буферного регистра 18, другой вход которого соединен с выходом ОЗБ И, выход дами элементов Ц 7.1 и 7.6 и с инверсными 40 четвертого буферного регистра 20 соединен входами элементов И 7.2 и 7.5 первая поло-с другим входом третьего буферного регист;вина третьей группы выходов соединена сра 19 и с входом второго элемента НЕ 22,

:инверсными входами элементов И 7.2 и 7.7 выход которого соединен с одни.м входом вто- :и с прямыми входами элементов Ц 7.3 и 7.6, рого сумматора 24, другой вход которого вторая половина третьей группы выходов ,c соединен с выходом третьего буферного ре- еоединена с прямыми входами элементов гистра 19, а выход является выходом вычис- Ц 7.2 и 7.7 и с инверсными входами элемен- лителя 12.

тов И 7.3 и 7.6, первая половина четвертойУстройство работает следующим обрагруппы выходов соединена с инверсными вхо- зом (фиг. 1).

дами элементов И 7.3 и 7.8 и с прямыми вхо-В рабочей зоне блока 1 перемещений усдами элементов Ц 7.4 и 7.7, вторая половина 50 танавливается объект измерений - фоточетвертой группы выходов соединена с при- шаблон. В качестве рабочего органа блока 1 входами элементов И 7.3 и 7.8 и с перемещений может быть использован, на- инверсными входами элементов И 7.4 и 7.7,, пример, координатный стол от установки а выходы восьми элементов И 7.1 и 7.8 сое- ЭМ-552. Блок 1 передвигается до тех пор, динены с входами элемента ЦЛИ 8, счет- пока в поле зрения ТВ-камеры 2 не попадает чик 9 координаты X, счетчик .10 координа- нулевая точка объекта измерений. Блок 1 ты У, оперативный запоминающий блок

(ОЗБ) 11, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 8, а другие входы - е выхоперемещения выдает на вычислитель 12 сигнал «Стол на позиции, в ответ на который вычислитель выдает блоку 1 перемещедами счетчиков 9 и 10 координат X и У и вычислитель 12, один вход которого соединен с выходом ОЗБ 11, а другой - с выходом блока 1 перемеш,ения, один выход вычислителя 12 соединен с входом блока 1 переме- ш,ения, а другой является выходом устройства.

а, Ь,, ..., Ь, с,, ..., с, d,, ..., d, являются

выходами формирователя 5 последовательности сигналов.

Вычислитель 12 (фиг. 3) содержит генератор 15 тактовых импульсов (ГТЦ), по- стоянный запоминающий элемент 16 (ПЗЭ),

первый, второй, третий и четвертый буферные регистры 17-20, первый и второй элементы НЕ 21 и 22, первый и второй сумма торы 23 и 24, причем вход ГТЦ 15 соединен

с вы.ходом блока 1 перемещения, один выход соединен с одним входом первого буферного регистра 17, другой вход которого соединен с выходом ПЗЭ 16 и одним входом первого сумматора 23, а выход с входом блока перемещения, другой выход ГТИ 15 соединен с одним входом второго буферного регистра

танавливается объект измерений - фотошаблон. В качестве рабочего органа блока 1 перемещений может быть использован, на- пример, координатный стол от установки ЭМ-552. Блок 1 передвигается до тех пор, пока в поле зрения ТВ-камеры 2 не попадает нулевая точка объекта измерений. Блок 1

перемещения выдает на вычислитель 12 сигнал «Стол на позиции, в ответ на который вычислитель выдает блоку 1 перемещения координаты X и У первого фрагмента, предварительно записанные в ПЗЭ 16 (фиг. 3), по которым происходит перемещение. После окончания движения ТВ-камера 2 считывает изображение фрагмента и передает его на БВК 3 и АЦП 4. С АЦП видеосигнал, преобразованный в цифровой код, поступает на вход ФПС 5, который преобразует его в четыре группы сигналов , {ЬЛ,

{ WilЭти четыре группы сигналов попарно подаются на каждый из восьми элементов И 7, работающих согласно переключательным функциям (1 - 1), сигналы с выходов эт-их элементов подаются на входы элемента ИЛИ 8, на выходе которого появляется сигнал в мо.мент обнаружения одного из восьми прямых углов (фиг. 4). Этот сигнал подается на управляющий вход ОЗБ 11, в которой записываются координаты X и У со счетчиков 9 и 10 координат X и У, соответствующие расположению угловой точки внутри фрагмента. Счетчик 9 координаты X подсчитывает количество тактовых импульсов от начала строки до угловой точки, счетчик 10 координаты У - количество строк от начала фрагмента до угловой точки. По окончании сканирования координаты угловых точек из ОЗБ i 1 считываются в вычислитель 12 Вычислитель 12 пересчитывает координаты угловой точки относительно нулевой точки объекта и вычисляет размеры топологических фигур как разность координат. Временные диаграммы работы вь1числителя приведены на фиг. 5.

Формирователь 5 последовательности сигналов работает следующим образом (фиг. 2). Видеосигнал с АЦП .4 поступает на девятиразрядный регистр 14.1 сдвига, с которого .можно снять параллельно девять сигналов, задержанных относительно друг друга на такт, и на первую линию 13.1 задержки, с выхода которой передается на второй регистр 14.2 сдвига, с которого также можно снять параллельно девять сигналов в один момент времени, задержанных один относительно другого на такт, таким образом, используя восе.мь линий 13 задержки и девять регистров 14 сдвига, можно получить одновременно 9X9 сигналов, задержанных один относительно другого на такт или на строку («электронное окно), в конкретном примере используются сигналы с выходов

-bs, с,.

d,,

d..

Устройство позволяет селекционировать углы (фиг. 4) стороны которых ортогональны осям координат.

Алгоритм авто.матической селекции угловых точек формулируется следующим образом. Угловая точка совпадает с центром «электронного окна, если две его соседние стороны на две равные части сторонами угла.

0

(I-I)

Алгоритм позволяет избежать ложного срабатывания на неровностях края и пропуска углов, имеющих радиус скругления

,

где -размер «электронного окна (количество строк или столбцов); Г - размер элемента разрещения ТВ -

камеры.

Переключательные функции, соответствующие конкретным случаям (фиг. 4). f(a,b) 1; f(b, а) 1 f(b, с) 1; f(c, b) l f(c,d) l; f(d.c) I f(d,a) l; f(a,d) l;

-/2-n t i/a t

5 где f(X, У) Л Xi Л X, A У Л У. - (1-2) i/г+г Ui t/ги

Устройство позволяет полностью исключить участие оператора в определении координаты точки и устранить субъективную ошибку совмещения метки с измеряемой

0 точкой, увеличивая таким образом достоверность результатов измерений. Кроме того, устройство отличается высоким быстродействием, так как позволяет производить измерение координат всех угловых точек дан5 ного фрагмента изображения за время одного кадра телевизионной развертки - 40 мс.

Формула изобретения

Q Устройство для измерения размеров топологических фигур фотощаблонов с ортогональным проводящим рисунком, содержащее блок перемещения, телевизионную камеру, установленную так, чтобы рабочая зона блока перемещения находилась в поле

5 зрения телевизионной камеры, блок видеоконтроля и аналого-цифровой преобразователь, входы которых соединены с выходом телевизионной ка.меры, и вычислитель, вход которого соединен с выходом блока перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и достоверности результатов измерений, оно снабжено формирователем последовательности сигналов, блоком селекции угловых точек, содержащим восемь элементов И с прямыми и ин5 версными входами и элемент ИЛИ, счетчиком координаты X, счетчиком координаты У и оперативно-запоминающи.м блоко.м, при этом вход формирователя последовательности сигналов соединен с выходом аналого- цифрового преобразовате,1я, а четыре груп0 пы выходов формирователя последовательности сигналов соединены попарно с входа- .ми каждого из восьми элементов И, при этом первая половина первой группы выходов соединена с прямыми входами первого

5 и восьмого элементов И и с инверсными входами четвертого и пятого элементов И, вторая половина первой группы выходов соединена с инверсными входами первого и

0

восьмого элементов И и с прямыми входами четвертого и пятого элементов И, первая половина второй группы выходов соединена с инверсными входами первого и шестого элементов И и с прямыми входами второго и пятого элементов И, вторая половина второй группы выходов соединена с прямыми входами первого и шестого элементов И и с инверсными входами второго и пятого элементов И, первая половина третьей группы выходов соединена с инверсными входами второго и седьмого элементов И и с прямыми входами третьего и шестого элементов И, вторая половина третьей группы выходов соединена с прямыми входами второго и

10

вая половина четвертой группы выходов соединена с инверсными входами третьего и восьмого элементов И и с прямыми входами четвертого и седьмого элементов И, вторая половина четвертой группы выходов соединена с прямыми входами третьего и восьмого элементов И и с инверсными входами четвертого и седьмого элементов И, а выходы восьми элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом оперативно-запоминаю- шего блока, другие входы которого соединены с выходами счетчиков координат X и У, а выход соединен с другим входом вычислителя, один выход которого соединен с вхоседьмого элементов И и с инверсными вхо- 5 ДОм блока перемеш.ения, а другой является дами третьего и шестого элементов И, пер- выходом устройства.

вая половина четвертой группы выходов соединена с инверсными входами третьего и восьмого элементов И и с прямыми входами четвертого и седьмого элементов И, вторая половина четвертой группы выходов соединена с прямыми входами третьего и восьмого элементов И и с инверсными входами четвертого и седьмого элементов И, а выходы восьми элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом оперативно-запоминаю- шего блока, другие входы которого соединены с выходами счетчиков координат X и У, а выход соединен с другим входом вычислителя, один выход которого соединен с вхо

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия и достоверности результатов измерений за счет реализации средствами вычислительной техники алгоритма автоматической селекции угловых точек тонологических фигур фотошаблонов. Блок перемещений, управляемый вычислителем, осуществляет перемещение фотошаблона в рабочей зоне, находящейся в ноле зрения телевизионной камеры, обеспечивая пофрагментное считывание изображения телевизионной камеры. С последней видеосигнал, преобразованный в цифровой код, поступает на вход формирователя последовательности сигналов, выполненного в виде матрицы из восьми линий задержки и девяти девятиразрядных регистров сдвига, на выходах которого одновременно формируются четыре группы сигналов, задержанных друг относительно друга на некоторое число тактов или строк таким образом, что они образуют «электронное окно. В блоке селекции угловых точек осуществляется обработка сигналов в соответствии с алгоритмом автоматической селекции: угловая точка совпадает с центром «электронного окна если две его соседние стороны делятся на две равные части сторонами угла. 5 ил. SS (Л

на поз.

YZZZZ

Рез{/м/псл7

/ ел

77777

игЛ

вых.1 rn

BblX.Z C/77O/7

на

квг.

K61

К6 KG

П36

Адрес Yl

фиг. 5