Телевизионный способ измерения геометрических размеров крупногабаритных объектов

Телевизионный способ измерения геометрических размеров крупногабаритных объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности за счет увеличения изображения линий контура объекта при его посегментном формировании и компенсации ошибок при позиционировании объекта по оси, перпендикулярной направлению его г перемещения. Предельно увеличенное изображение сегментов левой и правой линий контура объекта в плоскостях анализа соответственно левой и правой видеокамер сканируют по строкам кадра. При смене кадра объект перемещают на один сегмент. По полученному видеосигналу вычисляют координаты линий контура объекта. Посегментное формирование позволяет получить предельно увеличенное изображение и тем повысить точность. Случайное смещение объекта перпендикулярно направлению его перемещения не снижает точность, так как такое смещение изображения в плоскости анализа одной из видеокамер компенсируется соответствующим смещением изображения в плоскости анализа другой видеокамеры. 2 ил. - j . ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 0,, 1820208 А1 (5!)5 6 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (f0CllATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности эа счет увеличения изображения линий контура объекта при его посегментном формировании и компенса-ции ошйбох при позиционировании объекта по оси, перпендикулярной направлению его

ОО

Изобретение относится к измеритель- На фиг.1 представлены измеряемый ной технике и может быть использовано в объек . система координат(Х, Y)измеряемо-; (" ) системах технического зрения, в частности ro объекта. две плоскости анализа видеокав аппаратуре контроля геометрических раз- мер для противоположных линий контура меров объектов. измеряемого объекта и соответствующие

Целью изобретения является повыше- плоскостям анализа системы координат (x1; 0© ние точности измерений зе счет предельно- уг) «{n, о); не Фиг.2 предстеелене структур -: го увеличения противоположных линий ная схема устройства, осуществляющего контура измеряемого объекта и преобразо-. данный способ измерений. вания измерительных точек линий: контура; По предлагеемомутелевизионному спо-, иэ.системы координат плоскостей анализа . собу измерения геометрических размеров видеокамер в систему координат. связан- .крупногабаритных объектов осуществляют ную с измеряемым объектом. предельное увеличение противоположных

При анализе известных техническесре- линий контуре измеряемого объекта в двух шений не обнаружены решения, имеющие плоскостях анализа видеокамер, причем признаки, сходные с. совокупностью при- каждая плоскость анализа имеет свою прязнаков заявляемого. моугбльную систему координат. Ka)Kpyl0 ви{21 4810631/28 (22) 05.04.90 (436) 07.06.93. Бюл. hk 21 (75) Е M.Русинов (56) Горелик С.Л;, Кац Б.M., Киврин В.И. Телевизионные измерительные системы. М.:

Связь, 1980, с.19- 152. (54) ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ

КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБЪЕКТОВ перемещения. Предельно увеличенное изображение сегментов левой и правой линий контура объекта в плоскостях анализа cooT-. ветственно левой и правой видеокамер ска-. нируют по строкам кадра. При смене кадра объект перемещают на один сегмент. По полученному видеосигналу вычисляют координаты линий контура объекта. Посегментное формирование позволяет получить предельно увеличенное изображение и тем повысить точность. Случайное смещение объекта перпендикулярна направлению его перемещения не снижает точность, так как такое смещение изображения в плоскости анализа одной иэ видеокамер компенсиру- ) ется соответствующим смещением изображения в плоскости анализа другой видеокамеры; 2 ил.

1820208 деокамеру размещают над одной иэ проти. воположных линий контура, измеряемый объект ориентируют в плоскостях анализа так, что при его перемещении в процессе измерений анализируемые противополож-. ные линии контура,не выходят эа пределы плоскостей анализа видеокамер.

В результате размещения видеокамер над противоположными линиями контура и ориентированного перемещения объекта измерений стало возможным предельное увеличение противоположных линий контура объекта, что позволяет с высокой точностью определять координаты измерительных точек на линиях контура в 15 системе координат плоскостей анализа видеокамер.

В изображениях линий контура измеряемого объекта содержится информация о форме линий и о протяженности линий кон- 20 тура по длине измеряемого объекта, но полностью отсутствует информация о расстоянии между линиями контура, т,е. отсутствует информация о поперечных Размерах измеряемого объекта. Поэтому для 25 восстановления информации о поперечных размерах объекта вводят прямоугольную систему координат (Х, Y), связанную с измеряемым объектом, Положение плоскостей анализа видеокамер фиксируют 8 системе 30 координат (Х, Y) до начала измерений, à s процессе измерений преобразуют координаты измерительных точек иэ систем координат (х1, у ) и (хг, уг) в систему координат (Х, Y), по которым возможно точное измере- 35

we любых линейных размеров объекта, так. как 8 Хь У координатах измерительных точек контура. содержится полная информация о линейных размерах объекта.

Для осуществления преобразования ко- 40 ординат удобно оси системы координат (x>, Х21=Xo+xzi (2) где Х вЂ” координата линии в системе координат (Х, Y), с которой совмещают ось у2 системы координат (х2 у2): хг — координата измерительной точки линии контура, измеряемой в системе координат (хг, уг);

i=1,2,3„..N — последовательность чисел, определяемая количеством дискрет в сигнале строки видеокамеры.

Координату контура YzJ вычисляют по формуле (1) с подстановкой в нее координаты yzj измерительных точек, Кодирование видеосигналов достаточно хорошо изложено в литературе (см., например, авторское свидетельство СССР N.

1238117, кл, G 06 К 9/00, 15/06.86), Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, (фиг.2) содержит видеокамеру

1, устройство 2 обработки видеосигналов, буферное запоминающее устройство 3, микроЭВМ .4, блок 5 — дешифратор и схема управления электроприводом, измерительную платформу 6, видеокамеру 7, устройст-. во 8 обработки видеосигналов и буферное запоминающее устройство 9, Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки "Пуск" на.пульте управления микроЭВМ 4 от таймера последней в устройства 3. 2, 8 и 9, а также в видеокамеры начинает поступать последовательность тактовых импульсов, по которым осуществляется синхронизация работы этих блоков. Управление процессом

5 измерения идет от микроЭВМ4.

По команде микроЭВМ "Начало измерения" на вход блока 5 поступает код, который преобразуется дешифратором этого блока в обнуляащий импульс для счетных элементов устройств 2, 3, 8 и 9. По этому же импуль45

Уц=Ук+уц, у1) совместить с осями системы координат (Х, Y), тогда преобразованная координата измерительной точки Хц тождественна координате хц, что сокращает вычислительный аспект преобразований. Так как при стартстопном перемещении объекта изме-. рений. возможно совмещение границы окончания иэображения объекта в предыдущем кадре с границей начала изображения обьекта в последующем кадре, то координату У11 вычисляют по формуле где У1 — координата измерительной точки контура объекта-в текущем кадре;

j=1,2,3...n — последовательность чисел, определяемая количеством линий Растра;

Ук — координата границы контура изме-. ряемого объекта в предыдущем кадре;

К=0,1,2,3,...m — последовательность чисел, определяемая количеством кадров; уц — координата измерительной точки контура измеряемого объекта в текущем кадре в системе координат (x>, у1).

Ось xz системы координа (хг. y2) удобно совместить с осью Х системы координат (Х, Y), а ось уг — с линией X=XО постоянного смещения плоскости анализа видеокамеры, связанной с системой координат (xz, yz). Координату Хо определяют до начала измерений. Координату Хг измерительной точки линии контура, определяемую с помощью плоскости анализа в системе координат (хг, уг), вычисляют по формуле

1820208 су, поступающему в. видеокамеры 1 и 7, запускается устройство формирования сигналов строчной и кадровой развертки этих блоков, после чего начинается автоматическое измерение объекта согласно программе микроЭВМ.

Видеосигналы с выходов видеокамер 1 и 7 поступают на входы устройств 2 и 8, где они кодируются.в xti, уц и хз, у:ц координаты измерительных точек линий контура объекта. С выхода устройств 2 и 8 код координат поступает соответственно на входы устройств Зи 9 и запоминается там.

По окончании активной длительности сигнала строки в. микроЭ ВМ 4 от устройства

8 поступает код готовности на считывание данных из устройств 3 и 9, после считывания данных из которых в оперативное запоминающее устройство микроЭВМ 4 блоки 1 ° 2, 3 и блоки 7, 8, 9 возобновляют свою работу. по обработке сигналов следующей строки растра.

В течение времени обработки сигналов и формирования кодов координат измерительных точек на последующей строке раствора в микроЭВМ 4 рассчитываются координаты объекта по формулам (1) и {2). для измерительных точек контура объекта.. на предыдущей строке растра и т,д. в тече-. ние длительности телевизионного кадра, после чего микроЭВМ 4 выдает команду

"Запуск злектропривода". По поступившему при этом коду s блок 5 дешифратор этого. блока выдает импульс запуска на схему управления злехтропривода и электродвигатель отрабатывает один шаг, в результате чего смещается измерительная платформа и в плоскостях анализа видеокамер появляется следующий сегмент измеряеыого объекта. После перемещения измеряемого объекта микроЭ ВМ 4 снова выдает команду

"Начало измерения" и процесс. измерений продолжается до тех пор, пока не закончат ся запрограммированные измерения в последнем телевизионном кадре. После этого в микроЭВМ.4 выполняется команда "Конец измерений", по которой платформа 6 выдает в видеокамеры 1 и 7 импульс, запрещающий формирование сигналов развертки, на этом цикл измерений. заканчивается. Работу устройства по выполнению цикла измерений можно возобновить нажатием кнопки

"Пуск".

В зависимости or сложности поставленной задачи контроля при реализации заявляемого способа могут быть использованы обрабатывать данные в реальном масштабе

10 времени, обеспечивая контроль объектов в технологических линиях.

При использовании заявляемого способа измерений можно получить денные не

15 только по противоположным продольным линиям контура измеряемого объекта, но и по поперечным линиям контура. Однако для этого потребуется переориентация измеряемого объекта. s плоскостях анализа видео20 камер, что связано с перемещением объекта ма измерительной платформе и с настрой- кой устройства посредством измененк-я пространстеенного пояожения видеокамер. . Па сравнению с прототипом предлагаемый способ измерения позволяет с повышеиной точностью измерять герметические размеры крупноформатных объектов, так как в заявляемом способе измерений повышен линейный предел разрешения

30 Формула иэоб ретения

Телевизионный способ измерения геометрических размеров крупногабаритных объектов, заключающийся в том, что форми" руют изображение контура объекта в пло35: скости анализа видеокамеры. совмещают границы плоскости анализа:видеркамеры с осями системы координат, сканируют изображение объекта по.строкам кадра, получают информационный видеосигнал, по

40 которому с учетом известного заранее соотношения между системами координат, связанных соответственно с объектом и с плоскостью анализа видеокамеры, вычисляют координаты контура обьекта.о т л и ч а юшийся.тем, что. с целью повышения

45 точности, для измерения используют одновременно две видеокамеры, соответственно, для двух противоположных линий контура объекта, иэображение этих линий

50 предельно с одинаковым коэффициентом увеличивают и формируют в виде последовательности сегментов путем перемещения объекта при смене кадра на один сегмент различные микроЭ В M семейства Э В М

6 "Электроника K1" (см. под ред. Л.Н.Пресну- хина. МикроЭВМ. — М.: Высшая школа, 1988, книга 3). Эти микроЭВМ обладают достаточно большим объемом памяти и высоким быстродействием, что позволяет

1820208

Составитель Е, Глазкова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С. Пекарь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 2022 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5