Способ измерения углов Советский патент 1980 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения углов между оптически контрастными точнами. Известен способ измерения углов на непрозрачных объектах, заключающийся в том, что вершину угла совмещают с центром передающей телевизионной трубки с круговой разверткой элек тронного луча, а о величине измеряемого угла судят по длительности видео импульса на выходе телевизионной.труб ки LI . Недостаток этого способа заключает CJ} в том, что он обеспечивает достаточную точность, измерений при условии точного совмещения вершины измеряемоrte .угла с центром развертки, что труд но осуществить. Известен также способ измерения углов, который заключается в том, что многострочно.сканируют изображение пространства, в котором заключен измеряемый угол, выделяют видеоимпульсы, соответствующие моментам пересечения электронным лучом изображений соответствующих сторон измеряемого угла, и по угловым положениям этих сторон определяют измеряемый угол . Недостатком этого способа является то, .что он не обладает помехозащищенностью, что не обеспечивает достаточной точности измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что формируют эталон величин углов в виде импульсов яркостных отметок с регулируекыми частотой следования и временной задержкой относительно синхроимпульсов развертки электронного луча, смешивают их с видеосигналом изображения пространства, в котором заключен измеряемый угол, воспроизводят смешанный видеосигнал на экране кинескопа, регистрируют частоты следования импульсов, образованных при совпадении линий яркостных отметок с изображениями соответствующих сторон измеряемого угла, а угловое положение каждой из сторон этого угла относительно направления кадровой развертки определяют по отношению частот строчных синхроимпульсов и смешанньк видеосигналов. На чертеже представлена схема, по ясняющая данный способ на примере ис пользования двухстрочной развертки электронного луча. Однако приводимые при этом выводы справедливы для любого количества строк линейно-строчной развертки. Сущность предложенного способа заключается в следугацем. Изображение пространства, в котором заключен измеряе1 влй угол с верши ной 1, йграниченный сторонами 2 и 3 проецируется на мишень передающей те левизионной- трубки, совпадающей с плоскостью чертежа. Электронный луч последовательно пересекает изображения сторон: в течение строки 4 в точках 5 и 6, в те чение строки 7 в точках 8 и 9. При этом на выходе передающей трубки появится видеосигнал изображения про странства, в котором заключен измеряемый угол, включающий видеоимпульсы, соответствующие по времени момен там пересечения электронным лучом изображений сторон 2 и 3 в точках 5 6, 8 и 9. Если эти видеоимпульсы достаточно отчетливы, то для измерения угла применим известный способ с использо ванием известных соотношений: оС.агсЦ- ll., |Ь.а,ец|(1-|-), где Р{ и FX - частоты следования синхроимпульсов строк и кадров соот частота следования ветственно; , относящихся к изобвидеоимпульсовражению одной стороны 2 измеряемого угла, а F - частота следования ви деоимпульсов, относящихся к изображению другой стороны 3. Одйако при наличии помех, наприме в виде изображений других объектов 10, 11, 12 и 13, внвделение видеоимпульсов изображенийг сторон 2 и 3 уг ла может оказаться невозможным. В этом случае задачу измерения угла можно решить предложенным способом, а именно путем формирования эталона величин измеряемых углов в виде импульсов 14, 15 яркостных отметок, п лучйемых от генератора видеоимпульс с возможностью регулировки частоты их Следования и временной задержки относительно синхроимпульсов развер ки электронного луча, например отно сительн) синхроимпульса 16 троки 4 Импульсы 14 и 15 яркостных Ътметок смешивают с видеосигналом изображен пространства, в котором заключен изм ряемый угол и воспроизводят смешанн видеосигнал на экране кинескопа. В общем случае линия 17 яркостных отм ток не будет совпадать с изображени ми сторон 2 и 3 измеряемого угла. Изменяя время задержки импульсов 14 и 15 яркостных отметок, совмещают одну из яркостных отметок, например яркостную отметку на строке -4, с изображением одной из сторон угла, например стороной 2. При этом импульс яркостной отметки строки 4 переместится из точки 14 в точку 5, а импульс яркостной отметки строки 7 - из точки 15 в точку 18. Затем, изменяя частоту следования импульсов яркостных отметок, добиваются совпадения линии яркостных отметок 19 с изображением сторон 2 измеряемого угла. Этой операции соответствует перемещение импульса яркостной отметки второй строки 7 из точки 18 в точку 8. Затем регистрируют частоту следования импульсов яркостных отметок, которая совпадает с частотой F . Величина угла об , следовательно, может быть рассчитана по известной формуле (1) . Выполнив последовательность приведенных выше операций по отношению к стороне 3 измеряемого угла, получают частоту следования импульсов яркостных отметок, совпадающую с частотой FU . Расчет угла Ь производят по формуле (2). Измеряемый угол у равен сумме углов оС и j5. Практическое использование предложенного способа показывает, что его реализация значительно упрощается путем предварительного расчета таблиц соответствия частот рледования импульсов яркостных отметок величинам углов в определенном диапазоне по формулам , Р Г с/o г,, А - , ) vJJ РС-РК- -4Гс-5Рц-1 0б Формула (3), одинаково справедлива для углов Л и |2 , .легко получается путем преобразования формулы (1). Она может быть использована для квадратного растра, т. е. для коэффициента формы растра 1:1. Формула (4) относится к прямоугольному растру с коэффициентом формы растра 4:3. Предварительный расчет таблицы соответствия частот следования импульсов яркостных отметок величинам углов наиболее просто решает проблему выбора частотного интервала генератора импульсов и исключает необходимость выполнения расчетов при измерениях. Предлагаемый способ позволяет производить полуавтоматическое измерение углов какпри отсутствии, так и при наличии помех (изображений других предметов, электрических помех и т.п.). Особенно эффективно использование способа при измерений углов между дискретными точками сложного телевизионного изображения, т, е. когда отсутствуют изображения сторон измеряемого угла.

Формула изобретения

Способ измерения углов, заключающийся в том, что многострочно сканируют изображение пространства, в котором заключен измеряемый угол, вьщеляют видеоимпульсы, соответствующие моментам пересечения электронным лучом изображений соответствукяцих сторон измеряемого угла, и по угловым положениям этих сторон определяют измеряемый угол, отличающийся- тем, что, с целью повышения точности измерений, формируют эталон величин углов в виде импульсов яркостных отметок с регулируемыми частотой следования и временной задержкой относительно синхроимпульсов

развертки электронного луча, смешивают -ИХ с видеосигналом изображения пространства, в котором заключен измеряемый угол, воспроизводят смешанный видеосигнал на экране кинескопа, регистрируют частоты следования импульсов, образованных при совпадении линий яркостных отметок с изображениями соответствующих сторон измеряемого угла, а угловое положение каждой из сторон этого угла относитель0но направления кадровой развертки определяют по отношению частот строчных синхроимпульсов и смешанных видеосигналов .

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе ,

1.Кубрик М. Ш. Телевизионный способ измерения углов. - Измерительная техника, 1965, 1, с. 10-14.

2.Полоник В. С. Телевизионные автоматические устройства. М., Связь,

0 1974, с. 186-187 (прототип).