Способ измерения площади плоской фигуры,ограниченной контуром,и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для оперативного определения площадей при планировании карьерных полей в горном деле. Изобретение может быть применено также при измерении площадей ледников, лесных и водных массивов на аэрои космических снимках; площадей поражения участков органов на рентгеновских и фотоснимках в медицине, криминалистике и т.д. Целью изобретения является повышение точности измерения площади плоской фигуры, ограниченной контуром , за счет уменьшения ошибки, вносимой другими фигурами, соприкасающимися или пересекающимися с ней, путем выделения этой фигуры реперами . Согласно способу реперами вьщеляют по направлению сканирования плоскую фигуру, площадь которой необходимо измерить, проецируют изображение на фотомишень телевизионной передающей камеры и суммируют выделенные за время одного кадра видеосигналы , соответствующие ширине плоской фигуры по направлению сканирования , находящейся между реперами. 2 с. п. ф-лы, 2 ил. с СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„,1252

А1 (11 4 С 01 В 21/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I3

ФФЬ)й |.:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3827819/24-28 (22) 19.12.84 (46) 23.08.86. Бюл. Р 31 (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбышева (72) E..М. Карпов, С.В. Родин и В.В. Хронин (53) 571.7?(088.8) (56) Полоник В.С. Телевизионные автоматические устройства. — М., Связь, 1974, с. 95, 105. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАЩ1 ПЛОСКОЙ ФИГУРЫ, ОГРАНИЧЕННОЙ КОНТУРОМ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для оперативного определения площадей при планировании карьерных полей в горном деле. Изобретение может быть применено также при измерении площадей ледников, лесных и водных массивов на аэро- и космических снимках; площадей поражения участков органов на рентгеновских и фотоснимках в медицине, криминалистике и т.д. Целью изобретения является повьппение точности измерения площади плоской фигуры, ограниченной контуром, за счет уменьшения ошибки, вносимой другими фигурами, соприкасающимися или пересекающимися с ней, путем вЫделения этой фигуры реперами. Согласно способу реперами вьщеляют по направлению сканирования плоскую фигуру, площадь которой необходимо измерить, проецируют иэображение на фотомишень телевизионной предающей камеры и суммируют вьщеленные за время одного кадра видеосигналы, соответствующие ширине плоской фигуры по направлению сканирования. находящейся между реперами.

2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1 1

Иэ< бретение <1т«

МЕРЕ НИИ ПЛOÙËÄÅé .-TÅÄEII:«

Цель изобретения — повышение точности эа счет уменьшения ошибки измерения площади плоской фигуры, нно— симой другими фигурами, соприкасающимися H;IH пересекающимися с ней, путем выделения этой фигуры распе†рами.

fia фиг. 1 показано выделение реперами фигуры и Hàïðàв Iåíèè строк растра; на фиг. 2 — блок-схема устройства для измерения плошади.

Устройство для измерения плошади содерж««т источник 1 света, планшет 2 с носителем, на котором изображены фигуры, одна из которых выделена наложениями на носитель реперами, причем толщина реперон в 3 — 4 раза боль— ше толщины линий фигур, телевизионную передающую камеру 3, формирователь 4 видеосигнала, интегрирующую цепь 5, компаратор 6, пернь««1 счетчик 7, первую схему ИЛИ 8, иннертор 9, первую схему 10 задержки, первый триггер ll, первую схему И 12, второй 13 и третий 14 триггеры, генератор 15 импульсов заполнения, вторую схему 16 задержки, первый формирователь 17 импульсов сброса, вторую схему И 18, первый делитель !9, вторую схему ИЛИ 20, второй счетчик 21, третью схему И 22, третью схему 23 задержки, второй формирователь 24 им— пульсов сброса, четвертую схему И 25, второй делитель 26, третью схему

ИЛИ 27, третий счетчик 28, пятую схему И 29, четвертую схему ИЛИ 30, блок 31 разнерток, пятую схему ИЛИ 32, шестую схему ИЛИ 33, сумматор 34, дешифратор 35 и блок 36 индикации.

Выход телевизионной передающей камеры 3 соединен с входом формирователя 4 видеосигнала, выход которого соединен с первым входом первой схемы И 12, выходы строчных и кадровых синхроимпульсов блока 31 разверток соединены с соответствующими входами телевизионной передаюшей камеры 3, 52670 2

55 выходы дешифратора 35 со«ливень« с вх<«дами блока 36 индика«н«1«, выход формирователя 4 «ll<;Ieосигнала соедиHpH c н«<<«proM ком паратора 6, выход «lo с IE ä«le ãî со«дине с с< г че TEIE I>1 входом первого счетчика 7 и первой схемы 10 задержки, н«»ходы первого счетчика 7

coeди«1ены с входами первой схемы

111!И 8, выход которой соединен с входом иннертора 9, выход последнего соед««нен с первыми входами второй 18, третьей 22, четвертой 25 и пятой 29

<хем И, выход первой схемы 10 задержки соединен со сче«ны«» входом пергого триггера ll, выход которого соединен с вторым входом первой схем«11 И 1?, выход которой соединен со счетным входом второго триггера 13, выход которого соединен с тактовым входом третье«.о триггера 14, нторьм входом пятой схемы И 29, входами второй схемы 16 задержки и первого формирователя 17 импульсов сброса, выход последнего соединен с первым вхо. дом второй схемы Ю1И 20, выход третьего триггера соединен с входом третьей схемы 23 задержки, вторым входом третьей схемы И 22 и входом второго формиронателя 24 импульсов сброса, выход которого соединен с первым входом третьей схемы ИЛИ 27.

Выход генератора 15 импульсов заполнения соединен с вторыми входами второй 18 и четнертой 25 схем И, выходы второй 16 и третьей 23 схем задержки соединены с третьими входами соответственно нторой !8 и четвертой 25 И схем, выходы которых соединены соответственно с входами первого 19 и второго 26 делителей. Выходы последних соединены соответственно со счетными входами второго 21 и третьего 28 счетчиков, выходы которых соединены с третьими входами третьей 22 и пятой 29 схем И, первый вход четвертой схемь« ИЛИ 30 соединен с выходом компаратора 6, ее второй вход соединен с выходом первой схемы ИЛИ 8, третий вход — с выходом кадровых синхроимпульсов блока 31 разверток и входами установки нуля делителей 19 и 26 и сумматора 34, выход строчных синхроимпульсов блока 31 разверток соединен с четвертым входом четвертой схемь« ИЛИ 30 и входом устанонки нуля первого счетчика 7, выход четвертой схемы ИЛИ 30 соединен с входами установки нуля, первого 11, второго 13 и третьего 14 триг!

252

35 геров и вторыми входами второй 20 и третьей 27 схем !ПИ, выходы которых соединены с входами установки нуля соответственно второго 21 и третьего 28 счетчиков, входы пятой схемы ИЛИ 32 соединены входами сумматора 34 и выходами шестой схемь» ИЛИ 33, входы которой соединены с выходами третьей 22 и пятой 29 схем И, выходы сумматора 34 соединены с входами 10 дешифратора 35.

Способ реализуется следующим образом.

Сначала на фигуру накладывают реперы, ограничивающие ее контур по 15 направлению строчной развертки. Фигуру с реперами преобразуют в оптическое изображение. Полученное изображение проецируют на фоточувствительную поверхность телевизионной 20 передающей камеры, преобразуют это изображение с помощью растрового разложения в видеосигнал, выделяют в каждой строке видеоимпульсы реперов, вь»деляют в каждой строке временные 25 интервалы между первым и последним видеоимпульсами контуров фигур, находящихся между видеоимпульсами реперов, заполняют эти интервалы импульсами, подсчитывают количество 30 импульсов в каждой строке, суммируют эти импульсы в кадре и по их количеству определяют площадь фигуры.

Устройство работает следующим образом.

На планшет 2 помещают геологомаркшейдерский план, на котором нанесены контуры рудных тел и выработок. После этого на план накладываются реперы, которыми выделяют по 40 направлению сканирования фигуру,площадь которой необходимо измерить.

План проецируется объективом телевизионной передающей камеры 3 на фотомишень, которая построчно скани- 4> руется электронным лучом. Блок строчной и блок 31 разверток вырабатывает необходимые для перемещения электронного луча напряжения., Видеосигнал с выхода телевизионной передающей камеры 3 поступает в формирователь 4 видеосигнала, представляющий собой пороговое устройство, который преобразует его в видеоимпульсы. Ширине измеряемой фигуры в пределах одной 5 строки пропорционален временной интервал между первым и последним коротким импульсами, получившимися в 70 4 результате двух пересечений сканирующим лучом контура измеряемой фигур»». Интегрирующая цепь 5 и компаратор 6 осуществляют селек»»»»ю импульсов-меток, формируют последовательность импульсов-меток.

Для того, чтобы устройство обрабатывало только тот интвервал видеосигнала, который заключен между первым и вторым импульсами †метка, первь»»» счетчик 7 считает импульсыметки. Так как все разрядные выходы его, кроме самого младшего разрядного выхода, подключены к входам первой схемы ИЛИ 8, то после прихода второго импульса-метки на выходе первой схемы ИЛИ 8 появляется логическая "1", которая запрещает работу электронных блоков, сбрасывая их в

11 p1I

Измерение временного интервала начинается с приходом первого короткого импульса и заканчивается с приходом последнего короткого им— пульса. Для того, чтобы определить характер очередного импульса — короткий это импульс или импульс-метка, процесс измерения временных интерва— лов между короткими импульсами организован в два этапа. Нечетные интервалы измеряет первая измерительная цепь, а четные интервалы измеряются второй измерительной цепью. При этом каждый раз перед измерением очередного интервала первый и второй счетчики сбрасываются в "0". Если очередной импульс оказывается импульсомметкой, то на пятую схему И 29 не подается сигнал разрешения на запись в сумматор 34, при этом третий счетчик 28, измеривший этот интервал, сбрасывается в "0".

Импульсы-метки, задержанные схемой 10 задержки на время длительности каждого импульса-метки, поступают на вход первого триггера 11. .Задержка нужна для того, чтобы на выходе второго триггера 13 появилась логиIt fl ческая 1 не после прихода первого импульса-метки, а после прихода первого короткого импульса. Первый триггер 11 и второй триггер 13 работают в счетном режиме. Выход второго триггера 13 подключен к тактовому входу третьего триггера 14. Последний работает следующим образом. Когда приходит импульс с выхода второго триггера 13, третий триггер !4 сбрасыва"

S 1252 ется в "0", когда этот импульс кончается, его отрицательный фронт тактирует запись логической "1" в третий триггер 14.

Импульсы, поступающие с генератора импульсов заполнения, заполняют измеряемые временные интервалы и подсчитываются вторим счетчиком 21 и третьим счетчиком 28. Длительность импульсон второго триггера 13 равна lp длительности нечетных интервалов.

Эти импульсы определяют время работы второго счетчика 21 и являются разрешающими при записи двоичного числа с выхода третьего счетчика 28 15 в накапливающий сумматор 34. Длительность импульсов третьего триггера 14 равна длительности четных интервалов. Эти импульсы определяют время работы третьего счетчика 28 и 20 являются разрешающими при записи двоичного числа с выхода второго счетчика 21 в сумматор 34.

Для организации сброса первого и второго счетчиков перед измерением 25 очередного временного интервала в устройство введены первый 17 и второй 24 формирователи импульсов сброса, которые формируют короткие импульсы заданной длительности по пе — Зц редним фронтам импульсов, поступа— ющих на их вход. Схемы задержки вторая 16 и третья 23 задерживают импульсы на величину длительности импульсов сброса. Это необходимо для синхронизации работы счетчиков и триггеров.

Третья схема И 22 и пятая схема И 29 являются многоэлементными.

Они содержат элементы И, количество 4О которых равно количеству разрядных выходов первого и второго счетчиков.

Нестая схема ИЛИ 33 также является многоэлементной. Она содержит элементы ИЛИ, количество которых равно 45 количеству разрядных выходов второго или третьего счетчика. Это обеспечивает поочередный параллельный перенос чисел в двоичном коде с выходов счетчиков на первые разрядные входы 5р сумматора 34. Вторые разрядные входы этого сумматора соединены с соответствующими его разрядными выходами.

Выход каждого элемента шестой схемы ИЛИ 33 подключен также к входам 55 пятой схемы ИЛИ 32, выход которой подключен к входу синхронизации записи сумматора 34.

670 Ь

Каждый строчный импульс с выхода блока 31 развертки сбрасывает в "0" первьй 7, второй 21 и третий 28 счетчики и триггеры 11, 13 14. Каждьп кадровый импульс сбрасывает в "0" первый 19 и второй 26 делители и сумматор 34.

Разрядность второго 21 и третьего 28 счетчиков, сумматора 34, дешифратора 35 и коэффициент деления делителей частоты определяются частотой импульсов заполнения, поступающих с выхода генератора 15 импульсов заполнения, т.е. задаваемой точностью измерения. Разрядность первого счетчика 7 определяется максимально возможным числом пересечений реперов сканирующим лучом за время одной строки. Дешифратор 35 преобразует двоичное число в десятичное и подает его на вход блока 36 индикации.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ измерения площади плос— кой фигуры, ограниченной контуром, заключающийся в том, что фигуру преооразуют в изображение, проецируют иэображение на фоточувствительную поверхность телевизионной передающей камеры, преобразуют изображение с помощью растрового разложения в видеосигнал, выделяют в каждой строке временные интервалы между видеоимпульсами контура фигуры, заполняют эти ин тервалы импульсами, подсчитывают количество импульсов в каждой строке, суммируют эти импульсы в кадре и по их количеству определяют площадь фигуры, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности за счет уменьшения ошибки измерения площади плоской фигуры, вносимой другими фигурами, соприкасающимися или пересекающимися с ней, сначала на фигуру накладывают реперы, ограничивающие ее контур по направлению строчной развертки, вьщеляют в каждой строке видеоимпульсы реперов, а временные интервалы выделяют между первым и последним видеоимпульсами контуров фигур, находящихся между видеоимпульсами реперов.

2. Устройство для измерения площади плоской фигуры, ограниченной контуром, содержащее источник света, телевизионную передающую камеру, формирователь видеосигнала, блок раз252670 В соелипеп с первым входом второй схемы ИЛИ, выход третьего триггера соединен с входом третьей схемы задержки, вторим входом третьей схе— мы И и входом второго формирователя импульсов сбросл, выход которого соединен с первым входом третьей схемы ИЛИ, выход генератора имггульсон заполнения соединен с нторыми входа..ги второй и четвертой схем И, 15

40 верток, первую схему И, генератор импул ьс оВ заполнения, первый счетчик дешифратор и индикатор, при 1ем выход телевизионной передающей клмеры соединен с нхоцом формировлтеля видеосигнала, выход которого соединен с первым входом первой с%емы И, ньгходы строчных и кадровых синхроимпульсон блока раэверток соединены с соответствующими входами телевизионной передающей камеры, вьгходы дешифратора соединены с входами блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены интегрирующая цепь, компаратор, шесть схем 1ПИ, инвертор, три схемы задержки, вторая, третья, четвертая и пятая схемы И, три триггера, дна делителя, дна формирователя импульсов сброса, второй и третий счетчики и сумматор, выход формирователя видеосигнала соединен с входом интегрирующей цепи, выход которой соединен с входом компаратора, выход компаратора соединен со счетным входом первого счетчика и входом первой схемы задержки, выходы первого счетчика соединены с входами первой схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом инвертора, выход иннертора соединен с первыми входами второй, третьей, четвертой и пятой схем И, выход первой схемы задержки соединен со счетным входом первого триггера, выход которого соединен с вторым входом первой схемы И, выход первой схемы И соединен со счетным входом второго триггера, выход которого соединен с тактовым входом третьего триггера, вторым, входом пятой схемы И, входами второй схемы задержки и первого формирователя импульсов сброса, выход первого формирователя импульсов сброса выходы второй и третьей схем задержки соединены с третьими входами соответственно второй и четвертой схем И, выходы которых со ответственно с входами первого и второ и делителей, выходы первого и второго делителей соединены со счетньпчи входами соответственно второго и третьего счетчиков, выходы которых соединены с третьими входами третьей и пятой схем И, первый вход четвертой схемы ИЛИ соединен с выходом компаратора, ее второй вход соединен с выходом перной схемы ИЛИ, третий вход — с выходом кадровых синхроимпульсон блока разнерток и выходами установки нуля делителей и сумматора, выход строчных синхроимпульсов блока разверток соединен с четвертъгм входом четвертой схемы ИЛИ и входом установки нуля первого счетчика, выход четвертой схемы ИЛИ соединен с входами установки нуля первого, второго и третьего триггеров и вторыми входами второй и третьей схем ИЛИ, выходы которых соединены с входами установки нуля соответственно второго и третьего счетчиков, входы пятой схемы ИЛИ соединены с входами сумматора и входами шестой схемы ИЛИ, входы которой соединены с выходами третьей и пятой схем И, выходы сумматора соединены с входами дешифратора.

Составитель 5. Курбатов

Редактор M. Бланар Техред M.Ходанич Корректор M. Kapok

Заказ 46l5/43 Тира к 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеиий и открытий !

13035, Москва, 3-35, Раушская наб., д 4/5

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