Устройство для измерения размеров топологических фигур фотошаблонов с ортогональным проводящим рисунком

Устройство для измерения размеров топологических фигур фотошаблонов с ортогональным проводящим рисунком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1401274 А ) (5g 4 G 01 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

CD

Ю 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4133190/24-28 (22) 14.10.86 (46) 07.06.88. Бюл. № 21 (71) Московский институт электронной техники (72) В. Н. Ботнева, В. И. Кондратьев и В. А. Таран (53) 531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 977952, кл. G 01 В 21/00, 1982. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАЗМЕРОВ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ФИГУР

ФОТОШАБЛОНОВ С ОРТОГОНАЛЬНЫМ

ПРОВОДЯЩИМ РИСУНКОМ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия и достоверности результатов измерений за счет реализации средствами вычислительной техники алгоритма автоматической селекции угловых точек топологических фигур фотошаблонов. Блок перемещений, управляемый вычислителем, осуществляет перемещение фотошаблона в рабочей зоне, находящейся в поле 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.

1401274

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

Цель изобретения — — повышение быстродействия и достоверности резуль гатов изме рений за счет реализации средствами вычислительной техники алгоритма автомати-«åñêoé селекции угловых точек топологических фигур фотошаблонов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема формирователя последовательности сигналов; на фиг. 3 — функциональная схема вычислителя; на фиг. 4 — — алгоритм селекции угловых точек; на фиг. 5 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу выч исл и тел я.

Устройство (фиг. 1 ) содержит блок 1 перемещения, телевизионную (ТВ) камеру 2, установленную так, чтобы рабочая зона блока 1 перемещения находилась в ноле зрения ТВ-камеры 2, блок 3 видеоконтроля (БВК) и аналого-цифровой преобразователь (ALIII) 4, входы которых соединены с выходом ТВ-камеры 2, формирователь 5 последовательности сигналов (ФПС), вход которого соединен с выходом АЦП 4, блок 6 селекции угловых точек (блок селекции), состоящий из восьми элементов И 7.1 — 7.8 с прямыми и инверсными входами и элемента

ИЛИ 8, при этом первая половина первой группы выходов соединена с прямыми входами элементов И 7.1 и 7.8 и с инверсными входами элементов И 7.1 и 7.5, вторая половина первой группы выходов соединена с инверсными входами элементов И 7.1 и 7.8 и с прямыми входами элементов И 7.4 и 7.5, первая половина второй группы выходов соединена с инверсными входами элементов ,И 7.1 и 7.6 и с прямыми входами элемен,тов И 7 2 и 7 5, вторая половина второй группы выходов соединена с прямыми входами элементов И 7.1 и 7.6 и с инверсными входами элементов И 7.2 и 7.5 первая половина третьей группы выходов соединена с ,инверсными входами элементов И 7.2 и 7.7 и с прямыми входами элементов И 7.3 и 7.6, вторая половина третьей группы выходов соединена с прямыми входами элементов

И 7.2 и 7,7 и с инверсными входами элементов И 7.3 и 7.6, первая половина четвертой группы выходов соединена с инверсными входами элементов И 7.3 и 7.8 и с прямыми входами элементов И 7.4 и 7.7, вторая половина четвертой группы выходов соединена с прямыми входами элементов И 7 3 и 7 8 и с инверсными входами элементов И 7.4 и 7.7, а выходы восьми элементов И 7.1 и 7.8 соединены с входами элемента ИЛИ 8, счетчик 9 координаты Х, счетчик .10 координаты У, оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 11, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 8, а другие входы — с выхо!

О !

2О

ЗО

55 дами счетчиков 9 и 10 координат Х и У и вычислитель 12, один вход которого соединен с выходом ОЗБ 11, а другой — с выходом блока 1 перемещения, один выход вычислителя 12 соединен с входом блока 1 перемещения, а другой является выходом устройства.

Формирователь 5 последовательности сигналов (фиг. 2) состоит из восьми линий 13 задержки и девяти девятиразрядных регистров 14 сдвига, причем выход АЦП 4 соединен с входом первого регистра 14.1 сдвига и входом первой линии 13.1 задержки, выход которой соединен с входами второй линии 13.2 задержки и второго регистра 14.2 сдвига и т. д. Выходы регистров сдвига а„, ..., а, Ь„, ..., Ь, с, ..., с, (1,, ..., d(являются выходами формирователя 5 последовательности сигналов.

Вычислитель 12 (фиг. 3) содержит генератор 15 тактовых импульсов (ГТИ), постоянный запоминающий элемент 16 (ПЗЭ), первый, второй, третий и четвертый буферные регистры 17 — 20, первый и второй элементы НЕ 21 и 22, первый и второй сумматоры 23 и 24, причем вход ГТИ 15 соединен с выходом 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 ГТI ! 5 соединен с одним входом второго буферного регистра

18, с одним входом третьего буферно о регистра 19 и с входом первого элемента НЕ

21, выход которого соединен с входом

ПЗЭ 16 и с одним входом 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 11, выход четвертого буферного регистра 20 соединен с другим входом третьего буферного регистра 19 и с входом второго элемента НЕ 22, выход которого соединен с одним входом второго сумматора 24, другой вход которого соединен с выходом третьего буферного регистра 19, а выход является выходом вычислителя 12.

Устройство работает следующим образом (фиг. 1).

В рабочей зоне блока 1 перемещений устанавливается объект измерений — фотошаблон. В качестве рабочего органа блока 1 перемещений может быть использован, например, 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 перемеще1401274

Формула изобретения ния координаты Х 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 а,), Я, {с, fd„).

Эти четыре группы сигналов попарно подаются на каждый из восьми элементов И 7, работающих согласно переключательным функциям (1 — 1), сигналы с выходов этнх элементов подаются на входы элемента ИЛИ

8, на выходе которого появляется сигнал в момент обнаружения одного из восьми прямых углов (фиг. 4). Этот сигнал подается на управляющий вход ОЗБ 11, в которой записываются координаты Х и У со счетчиков 9 и 10 координат X и У, соответствующие расположению угловой точки внутри фрагмента. Счетчик 9 координаты Х подсчитывает количество тактовых импульсов от начала строки до угловой точки, счетчик 10 координаты У вЂ” количество строк от начала фрагмента до угловой точки. По окончании сканирования координаты угловых точек из ОЗБ 11 считываются в вычислитель 12.

Вычислитель 2 пересчитывает координаты угловой точки относительно нулевой точки обьекта и вычисляет размеры топологических фигур как разность координат. Временные диаграммы работы вычислителя 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, задержан ных 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 восемь линий 13 задержки и девять регистров 14 сдвига, можно получить одновременно 9 Х 9 сигналов, задержанных один относительно другого на такт или на строку («электронное окно»), в конкретном примере используются сигналы с выходов а,,..., а, b,, ...,bд, с,, ...,с, d,, ..., d,.

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

Алгоритм автоматической селекции угловых точек формулируется следующим образом. Угловая точка совпадает с центром

«электронного окна», если две его соседние стороны делятся на две равные части сторонами угла.

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

К» г. f/2, где i — размер «электронного окна» (количество строк или столбцов);

1 — размер элемента разрешения ТВ— камеры.

Переключательные функции, соответствующие конкретным случаям (фиг. 4).

f(a, b) =1; f(b, a) =1;

f(b,с) =1; fic,Ь) =1; (1 — !)

f(c, d) =1; f(d,с) =-1;

f (d, а) =1; fia, d) =1;

c/2+1 с (/2 1 где f(X, Ó) = Л Х, Л Х; х У,- Л У,. (1-2)

Устройство позволяет полностью исключить участие оператора в определении координаты точки и устранить субъективную ошибку совмещения метки с измеряемой точкой, увеличивая таким образом достоверность результатов измерений. Кроме того, устройство отличается высоким быстродействием, так как позволяет производить измерение координат всех угловых точек данного фрагмента изображения за время одного кадра телевизионной развертки

40 мс.

Устройство для измерения размеров топологических фигур фотошаблонов с ортогональным проводящим рисунком, содержащее блок перемещения, телевизионную камеру, установленную так. чтобы рабочая зона блока перемещения находилась в поле зрения телевизионной камеры, блок видеоконтроля и аналого-цифровой преобразователь, входы которых соединены с выходом телевизионной камеры, 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 воcåìü элементов И с прямыми и инверсными входами и элемент ИЛИ, счетчиком координаты Х, счетчиком координаты У и оперативно-запоминающим блоком, при этом вход формирователя последовательности сигналов соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, а четыре группы выходов формирователя последовательности сигналов соединены попарно с входами каждого из восьми элементов И, при этом первая половина первой группы выходов соединена с прямыми входами первого и восьмого элементов И и с инверсными входами четвертого и пятого элементов И, вторая половина первой группы выходов соединена с инверсными входамн первого и

1401274 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 седьмого элементов И и с инверсными входами третьего и шестого элементов И, первая 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-запоминаюшего блока, другие входы которого соединены с выходами счетчиков координат Х и У, а выход соединен с другим входом вычислителя, один выход которого соединен с входом блока перемешения, а другой является выходом устройства.

1401274

1401274 ю .1

/ TИ

ВБ/Х Р

mon ж поз.

736

Составитель О. Смирнов

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 2532/38 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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