Устройство для определения размера изображения объекта

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)4 С 06 K 46

b

* p

1

0 у ),/

Д1 /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3770739/24-24 (22) 09,07.84 (46) 30.01.86. Бюл, Р 4 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Е.И.Ковригин и В.С.Черньппев (53) 681.327,12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 642883, кл. Н 04 N 7/18, 1979.

Чернышев В.С. Шалимов В,А. Слежение по контурам простых фигур с

).омощью радиус-векторной развертки,— ехника кино и телевидения, 1969, В 1, с.50-51. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАЗМЕРА ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА, содержащее генератор квадратурных напряжений, выходы которого подключены к первым входам аналоговых умножителей, вторые входы которых соединены с сигнальным выходом фотоэлектрического преобразователя на диссекторе, входы отклоняющей системы которого подключены к выходам аналоговых умножителей, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем обеспечения воэможности определения максимального размера хорды, проходящей через заданную точку на иэображении объекта, и повышения быстродействия устройства, оно содержит последовательно соединенные первый ключ, первый пиковый детектор, компаратор и элемент задержки, блок управления, второй ключ и последовательно. включенные . третий ключ, сумматор, второй пиковый детектор и четвертый ключ, выход которого является выходом устройства, а управляющий вход которого соединен с одним из выходов блока управления, другие выходы которого подключены соответственно Я к управляющим входам первого и второго ключей и к управляющим входам первого и второго пиковых детекторов, сигнальный выход фотоэгектрического преобразователя соединен с входом блока управления и с сигналь° ища ными входами первого, второго и третьего ключей, выход второго ключа подключен к одному из входов компаратора, выход первого пикового детектора соединен с соответствующим входом сумматора, а выход элемента задержки подключен к управляющему входу третьего ключа.

1208569

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля (промьппленных роботах) для измерения линейных размеров контрастных объектов.

1 ель изобретения — расширЕние . функциональных возможностей путем обеспечения воэможности определения максимального размера хорд», проходящей через заданную точку на изображении объекта, и повьппение быстродействия устройства.

На фиг,1 изображена блок-схема предлагаемого устройства;.на фиг.2область фотокатада, очерченная прямоугольником, и проекция объекта (треугольник); на фиг.3 -эпюры напряжений, поясняющие работу устройства; на фиг,4 — схема блока управления; на фиг.5 — эпюры напряжений в различных точках блока управления.

Устройство (фиг.1) содержит фотоэлектрический преобразователь 1 с отклоняющей системой (диссектор), аналоговые умнажители 2 и 3, генератор 4 квадратурных напряжений (Г1<Н), блок 5 управления„ ключи б н 7, пиковый детектор 8, компаратар 9, элемент 10 задержки, ключ 11, сумматор t2, пиковый детектор 13, ключ 14.

Блок 5 управления (фиг.4) содержит генератор 15 пилообразного напряжения (ГПН), ключ 16; пороговый элемент 17, формирователь 18 импуль сон, пороговые элементы 19-21.

Устройства работает следующим образом.

При включении устройства апертура фотоэлектрического преобразователя 1 находится в центре О фотокатода (фиг.2), так как напряжения на выходах аналоговых умножителей 2 и 3, управляющие отклоняющей системой фотоэлектрического преобразователя 1, в первый момент равны нулю. Появление на сигнальном выходе преобразователя 1 видеосигнала, поступающего на вторые входы аналоговых умножителей 2 H 3, образует на их выходах квадратурносвязанные напряжения U и U, которые вызывают отклонение апертуры ат центра 0 и сканиронание (слежение) еепа контуру изображения абъ-а екта в соответствии с уравнениями:

U„(й) =Uo sinyt U, (t) /Uñ

Нц (t) =Uo cosset Па (t) /U„n sy гце U,(t) и U>(t) — напряжения иа отклоняющей системе фотоэлектричес" кого преобразователя 1 с выходов аналоговых умножителей 2 и 3, определяющие координаты апертуры на контуре иэображения объекта в текущий момент времени;

1Î

U (t) - напряжение видеосигнала, пропорциональное освещенности вместе нахождения апертуры на контуре изображения в текущий момент времени;

U sin6lt и U cosult — квадратурные напряжения с частотой на выходах генератара 4;

Uсо„ вЂ” постоянный множитель, имеющизЪ размерность напряжения.

Величина отклонения апертуры от центра (радиус-вектор r(t)) определяется модулем U (t) напряжений

U„(e) и Цц(Е):

25 U„(e) =,U„(ct)+V (t) = — - — .U,(t), (1)

Ucons который, как следует из (1), пропорционален напряжению видеосигнала.

Таким образам, осуществляется радиус-векторное слежение по контуру изображения, Форма напряжения видеосигчала П, получающаяся при сканировании апертуры по контуру изображения объекта (фиг.2), показана

35 на фиг.Зй. Амплитуда U в соответст.

С вии с уравнением (1) определяет величину радиуса-вектора — расстояние ат центра О до апертуры на контуре в текущий момент времени, Изменение напряжения Uo (фиг.За) зависит от

QQ o угла (, отсчитываемого ат оси Х против часовой стрелки при обходе апертуры по контуру иэображения.

Так„ при q = О амплитуда U {фиг.За) соответствует величине радиуса 0А (фиг,2)„ Максимальному радиусу ОВ и соответственно напряжению U coо О с ответствует q =.45 ..

Появление видеосигнала включает в работу и блок S управления. Видеосигнал размыкает ключ 16 (фиг.4) блокирующий генератор 15, вследствие чего последний начинает генерировать пилообразное напряжение Uðn„ (фиг.5а), каждый период которого определяет один цикл измерения. По мере роста, напряжения Ucnö, достигая уровней U.,Uq U z и U3, сра12085

20

30

40

45 батывают пороговые элементы 17, 19-21, выходные напряжения которых

U -У„„ используются для управлепт, Ъ ния циклом измерения. Перед началом каждого цикла от скачка напряжения

Б„„ (фиг,5б) на выходе порогового устройства 17 в момент формируется с помощью формирователя 18 и импульс U „(фиг.5в), сбрасывающий (обнуляющйй) напряжения на пиковых детекторах. 8 и 13. В момент t (фиг.3) сигналом U0 с другого выt хода блока 5 управления открывается ключ 6 и напряжение видеосигнала U поступает на пиковый детектор 8, заряжая его до максимального значения (фиг.Зб), соответствующего величине максимального радиуса ОВ (фиг.2). Выходное напряжение U„

Пф( пикового детектора 8 является напряжением сравнения для компаратора 9 и оно же через аналоговый сумматор 12 поступает на второй пиковый детектор 13 (фиг.Зв). В момент t (фиг.3), отстоящий от г., на время, несколько превышающее время обхода T „ контура изображения, управляющее напряжение U с блока 5 пс открывает ключ 7, пропуская текущее напряжение видеосигнала U< на второй вход компаратора 9, В момент t, достижения максимальной амплитуды напряжения U, когда апертура проходит точку В контура изображения (фиг.2), на выходе компаратора 9 образуется импульс сравнения, который запускает элемент 10 задержки на время, равное половине времени обхода контура (т.е. до точки С на фиг.2). В этот момент t> элемент 10 образует на выходе кратковременный импульс, открывающий ключ 11, в результате чего напряжение U, соответствующее значению радиуса ОС, складываясь в сумматоре 12 с выходным напряжением

U пикового детектора 8 (соответствующим радиусу ОВ), заряжает

69 4 второй пиковый детектор 13 до напряжения U (в момент t> на

"9z фиг.Зв), амйлитуда которого определяет максимальный размер СВ иэображения объекта, Это напряжение вы-, деляется в виде импульса (фиг,3r) на выходе ключа 14, открываемого в интервале времени t -t4, управляющим напряжением Uz> с блока 5.

Окончание цикла одного измерения совпадает с моментом t окончания одного периода пилообразного напряжения (фиг.4), после чего наступает очередной цикл, аналогичный предыдущему. Амплитуду имгульса (фиг.Зг), несущую информацию о максимальном размере изображения объекта, легко измерить, например, импульсным вольтметром, подключенным к выходу ключа 14.

Таким образом, в предлагаемом устройстве использование той особенности следящей радиус-векторной развертки, что амплитуда видеосигнала несет информацию о размере изображения, позволяет в течение трех обходов контура изображения определить его максимальный размер, проходящий через заданную точку (центр слежения) путем измерения и сложения двух амплитуд видеосигналов в диаметрально противоположных точках контура, из которых по крайней мере одна максимально удалена от центра слежения. В течение первого обхода фиксируется максимальная амплитуда видеосигнала, соответствующая максимальному радиусу изображения, во время второго обхода регистрирует- ся момент прохождения апертурой .фотопреобразователя максимально удаленной точки контура, а в течение третьего обхода определяется амплитуда видеосигнала, соответствующая радиусу, составляющим один диаметр с максимальным радиусом.

1208569

0ng б)

Ъу б) 12085б9

Ь

4 /2

Уу д)

0 е)

О

Составитель Ничипорович

Редактор А.Ренин Техред М.Пароцай КоРРектоР 3I.Ïèëèïåíêo

Заказ 290/59 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4