Устройство для определения экстремальных размеров изображения объектов Советский патент 1992 года по МПК G06K9/46 

у

fe

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах промышленного контроля объективов при измерении их линейных размеров в случае контрастных объектов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения инвариантности результатов измерения относительно поворота и параллельного сдвига изображения, - достигается посредством совмещения оптической оси устройства с центром тяжести изображения объекта, для чего вводятся два ждущих мультивибратора, два детектора нуля, два блока перемещения фотопреобраэователя. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в системах промышленного контроля для измерения линейных размеров контрастных объектов и является усовершенствованием изобретения по авт.св. №11Ш53.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения инвариантности результата измерения экстремальных размеров изображения объектов относительно поворота и параллельного сдвига объектов.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства: на фиг.2 - схема блока перемещения фотопреобразователя; на фиг.З - временные диаграммы работы устройства.

Устройство для определения экстремальных размеров изображения объектов (фиг.1) содержит генератор 1 квадратурных

напряжений, первый умножитель 2, второй умножитель 3. фотопреобразователь 4, первый блок 5 перемещения фотопреобразователя, второй блок 6 перемещения фотопреобразователя, первый детектор 7 нуля, второй детектор 8 нуля, первый ждущий мультивибратор 9, второй ждущий мультивибратор 10. первый ключ 11, второй ключ 12, сумматор 13, первый блок 14 памяти, второй блок 15 памяти, видеоусилитель 16, генератор 17 биполярных импульсов, дифференциальный усилитель 18, детектор 19.

Блок перемещения фотопреобразователя (фит.2) содержит первый аналого- цифровой преобразователь 20, второй аналого-цифровой преобразователь 21, первый накапливающий сумматор 22, второй накапливающий сумматор 23, первую группу элементов И 24. вторую группу элементов И 25, элемент 26 сравнения, меха ч|

4 О О

8

ю

низм 27 перемещения, элемент И 28, элемент НЕ 29, первый информационный вход 30, второй информационный вход 31, первый 32, второй 33, третий 34 и четвертый 35 управляющие входы, выход 36.

На временных диаграммах работы устройства (фиг.З) изображены импульсы 37 на выходах генератора квадратурных напряжений, импульсы на первом 38 и втором 39 выходах генератора биполярных импульсов, импульсы на выходах первого 40 и второго 41 детекторов нуля, импульсы нз выходах первого 42 и второго 43 ждущих мультивибраторов, импульсы на входах Обнуление первого 44 и второго 45 накапливающих сумматоров.

Устройство работает следующим образом

При включении устройства апертура фо- гопреобразователя 4,находится в центре фотокатода, где спроектировано изображение объекта, так как напряжения на выходах умножителей 2 и 3, управляющих фотопреобразователей 4, в первый момент времени равны нулю. Появление на выходе фотопреобразователя 4 видеосигнала, поступающего через видеоусилитель 16 и сумматор 13 на вторые входы умножителей 2 и 3, образует на их выходах квадратурно-связанные напряжения, которые вызывают отклонение апертуры от центра и ее сканирование по контуру изображения объекта

Для определения полной длины хорды, проходящей через центр слежения,в устройстве реализована радиус-векторная развертка с периодическим перескоком апертуры фотопреобразователя на диаметрально-противоположные точки контура во время слежения Это достигается периодической сменой знака управляющих импульсов генератора 17 биполярных импульсов (ГБИ) Представим движение апертуры по контуру изображения и пусть полярность управляющих импульсов на выходах ГБИ в это время такова, что второй ключ 12 и второй блок 15 памяти выключены, а первый ключ 11 и первый блок 14 памяти включены,. при этом видеосигнал с первого выхода видеоусилителя 16 через сумматор 13 проходит на вторые входы умножителей 2 и 3. В этот же момент на первые информационные входы блоков 5 и б перемещения фотопреобразователя поступает видеосигнал с выхода первого ключа 11В течение присутствия импульса положительной полярности на первом выходе ГБИ запускается АЦП 20 в блоках 5 и 6 перемещения фотопреобразователя (фиг 2), и к моменту смены полярности импульса на этом выходе ГБИ на выходе АЦП 20 формируется двоичный код,

соответствующий сканируемому радиус- вектору изображения объекта

При смене полярности управляющих импульсов первый ключ 11 и первый блок 14

памяти выключаются, а второй ключ 12 и второй блок 14 памяти включаются, и на вход сумматора 13 поступает видеосигнал другой полярности С второго выхода видеоусилителя 16. Так как ГБИ имеет два

противофазных выхода 38,39 (фиг.З), аналогичным образом запускается АЦП 21. Запись информации в накапливающие сумматоры 22 и 23 происходит при присутствии на входе Разрешающие записи

уровня логической 1 и лишь в моменты переброса состояния тактового входа с Лог.1 в Лог.О. Поэтому при отрицательной смене полярности управляющих импульсов на первом выходе ГБИ и при нал ичш

импульса 42 (фиг.З) длительностью t на выходе ждущего мультивибратора 9 (фиг.1) происходит суммирование двоичных кодоъ с выхода АЦП 20 в накапливающем сумматоре 22. А при отрицательной смене полярности импульсов на втором выходе ГБИ происходит суммирование двоичных кодов с выхода АЦП 21 в накапливающем сумматоре 23.

При прохождении сигнала 37 {фиг.З) с ,

первого выхода генератора 1 квадратурных

напряжений (фиг 1) йа выходе детектора 7

нуля вырабатываются короткие импу льсы

40, 41 (фиг.З), которые при совпадении с

импульсами на выходе ждущего мультивибратора 9 (фиг.1) проходят на выход элемента И 28. Эти импульсы 44, 45 (фиг 3) обнуляют накапливающие сумматоры 22, 23. По истечении т ti - to, с момента to обнуления на выходах накапливающих сумматоров 22, 23

формируются двоичные коды А и Б, соответствующие Двум площадям, ограниченным кривой электрического аналога изображения за время яолупериода развертки С момента исчезновения импульса на выходе

ждущего мультивибратора 9 накапливающие сумматоры 22 и 23 переходят в режим хранения до появления очередного импульса на выходе ждущего мультивибратора 9. В течение периода Т присутствием ЛогЛ на

управляющих входах группы элементов И 24 и 25 обеспечивается прохождение накопленных значений А и Б на входы элемента 26 сравнения. На первом, втором и третьем выходах элемента 26 сравнения (соответст5 венно Больше, Равно, Меньше) сигнал Лог.1 появляется в зависимости от выполнения условий , А Б,

Сигналы с выходов элемента 26 сравнения являются управляющими для механизма 27 перемещения. Например, по сигналу Лог.Г с выхода Больше элемента 26 сравнения блока 5 происходит перемещение фотопреобразователя 4 по оси X на один шаг вправо, по сигналу Лог, Г с выхо- да Меньше - влево, а в моменты появления Лог.Г на выходе Равно происходит остановка механизма 27 перемещения. Ана- логичным образом осуществляется перемещение фотопреобразователя 4 по оси Y блоком б, но с задержкой на время (ti -t0)/f где г - длительносп импульсов 42,43 (фиг.З) ждущих мультивибраторов 9 и 10 (фиг. 1). Для отработки механизма 27 перемещения и синхронизации элементов устройства жду- щими мультивибраторами 9 и 10 (фиг.1) формируются паузы длительностью, причем Т n(ti - to), где п - натуральное число. Можно выбрать Т на порядок больше, чем ti - to. Таким образом, устройство работает циклически, с периодом ti - to. По завершении процесса центрирования, т.е. после окончательной остановки механизма 27 перемещения продолжается сканирование апертурой по контуру изображения, на вы- ходах блоков 14 и 15 памяти присутствуют разнополярные напряжения видеосигналов (одно - запомненное другое - текущее), соответствующие двум радиусам, составляющим хорду, которые, складываясь в дифференциальном усилителе 18, образуют на его выходе напряжение видеосигнала, определяющее полный размер хорды, проходящей через центр тяжести изображения объекта. На выходах детектора 19 регистри- руются экстремальные хорды анализируемого изображения, значения которых в дальнейшем не изменяются.

Преимуществом предлагаемого устройства ло сравнению с известным является обеспечения инвариантности результата измерения экстремальных размеров и изобра- жения объекта за счет введения новых блоков, которые осуществляют совмещение оптической оси устройства с центром тяже- сти изображения (т.е. обеспечивают центрирование изображения).

Формула изобретения 1. Устройство для определения экстремальных размеров изображения объектов по авт.св. № 1166153, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения инва- риантности результата измерения экстремальных размеров изображения объ- ектов, введены первый и второй ждущие мультивибраторы, первый и второй детекторы йуля, первый и второй блоки перемещения, первые и вторые информационные входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго ключей, а первые и вторые управляющие входы соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора биполярных импульсов, четвертые управляющие входы первого и второго блоков перемещения соединены соответственно с выходами первого и второго ждущих мультивибраторов, входы которых объединены соответственно с третьими управляющими входами первого и второго блоков перемещения и подключены соответственно к выходам первого и второго детектора нуля, входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам генератора квадратурных напряжений, блоки перемещения механически связаны с фотопреобразователем.

, г 30

j

,g

&ГС& A

.

i i

урЬодъ f

ynp food) rf

rw

Co

I

Ю

ч