Устройство для определения экстремальных размеров изображения объектов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах промышленного контроля объективов при измерении их линейных размеров в случае контрастных объектов . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения инвариантности результатов измерения относительно поворота и параллельного сдвига изображения, - достигается посредством совмещения оптической оси устройства с центром тяжести изображения объекта, для чего вводятся два ждущих мультивибратора , два детектора нуля, два блока перемещения фотопреобраэователя. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (1!) (я)з G 06 К 9/46

ГОСУДАРСТВЕННЫМИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ, 1

1 (61) 1 1 66153 (21) 4779035/24 (22) 08.01.90 (46) 23.07.92. Бюл. %27., (71) Научно-производственное объединение космических исследований (72) А.И.Гавриш и Э.Б.Ширинов (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1166153, кл.. 6 06 К 9/46, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ,ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ,ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЬ ЕКТОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть исИзобретение относится к автоматике и вычислителькой технике, может быть ис-. пользовано в системах промышленного койтроля для изъмрения линейных разме- . ров койтфастных объектов и является усовераемств()ванием изобретения по авт;св.

hL 1166ВЗ, Явпь иэобретеййя — расширение функциоиальных возможностей путем обеопече;

we инМриэнтности результата измер(.йия экстремапъйва размеров изображения объехав о чажительно поворота и параллельижб ц1фМГа объектов, На фиг .1 представлена функциональная схеме у(."тройства", йа фиг,2 — схема блока пе()вмещения фотопреобразователя; на фиг.3 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство для определения экстремальных размеров иэображения объектов (фиг.1) содержит генератор 1 квадратурных

2 пользовано в системах промышленного контроля объективов при измерении их линейных размеРов в случае контрастных объектов. Цель изобретения — расширение функциональных. возможностей путем обеспечения инвариантности результатов измерения относительно поворота и параллельного сдвига иэображения, — достигается посредствомСовмещения:оптической оси устройства с центром тяжести йэображения объекта, для чего вводятся два ждущих мультивибратора, два детектора нуля. два блока перемещения фотопреобраэователя. 1 э;п,ф-лы, 3 ил.

М

ЮЮ Ф напряжений, первый умножитель 2, второй умножитель 3, фотопреобразователь 4, первый блок 5 перемещения фотопреобразователя. второй блок 6 перемещения фотопреобразователя. первый детектор 7 нуля, 4 второй детектор 8 нуля, первйй ждущий Q мультивибратор 9, второй ждущий мульти- Чо вибратор 10, первый ключ 11; второй ключ С)

12, сумматор 13, первый блок.14 памяти, ( второй блок 15 памяти. видеоусилитель

16, генератор 17 биполярных импульсов, дифференциальный усилитель 18, детектор 19.: . M

Блок перемещения фотопреобразователя (фит.2) содержит первый аналогоцифровой преобразователь 20, второй аналого-цифровой преобразователь 21, первый накапливающий сумматор 22, второй накапливающий сумматор 23, первую группу элементов И 24, вторую группу элементов И 25, элемент 26 сравнения, меха1749900

3 ниэм 27 перемещения, элемент И 28, эле- соответствующий сканируемому радиусмент НЕ 29, первый информационный вход вектору изображения объекта.

30, второй информационный вход 31, первый При смене полярности управляющих

32, второй 33, третий 34 и четвертый 35 импульсов первый ключ 11 и первый блок 14 управляющие входы, выход 36; 5 памяти выключаются, а второй ключ 12 и

На временных диаграммах работы ус- второй блок 14 памяти включаются, и на тройства (фиг.3) изображены импульсы 37 вход сумматора 13 поступает видеосигнал на выходах генератора квадратурных на- .другой полярности с второго выхода випряжений, импульсы на первом 38 и втором . деоусилителя 16; Так как ГБИ имеет. два

3Q выходах генератора биполярных импуль- 10 противофазных вйхода 38, 39 (фиг.3):, аналоcos, импульсы на выходах первого 40 и вто- гичным образом, запуСкается АЦП 21. 3a-

poro 41 детекторов нуля, импульсы на пись информации в накапливающие выходах первого 42 и второго 43 ждущих сумматоры 22 "и 23 flpoMcxîäèt ïðè присутмультивибраторов, импульсы -йа входах ствии на входе, "Разрешающие записи"

"Обнуление" первого 44 и второго 45 накап- 15 уровня логической "1" и лишь в моменты лива1ощих сумматоров.. переброса сОстОянхия тактового входа с

Устройство работает следующим обра- ."Лог.1и в "Лог.О". Поэтому-при отрицатель- ..: зом, ной смене полярности управулясютщидх :ыим-

ПрИ ВКЛЮЧЕНИИ уСтрайСтВа аПЕртура фО- ПуЛ2ЬСОВы На ПЕРВОМ ВЫХОДЕ ГБИ И ПрИ Н4МИтЧтИИ гопреобразователя 4, находится в центре 20 импульса 42 (фиг.3) Длыихтелхьнодсттьдю t на выфотокатода, где спроектировано изображе- - ходе ждущего мультивибратора 9 (фуиг.1) ние объекта, так как найряжения на выходах .. происдходитссумыымйровахниетдвоичныд х кодов С умножителей 2 и 3, управляющих фотопре-, вйхода АЦП 20 в накапливающем суммaтООбраЗОВатЕЛЕй 4, В ПЕрВЫй МОМЕНТ ВРЕМЕНИ: " рв 22. А йрИ ОтрИцыатдЕЛЬНОуй СсМЕНЕ ПОЛярНОмравны нулю, Появление на выходефотопре- 25 сти ймпултьсов на втором вытходоеы Г И.

ОбраЗОВатЕЛя 4 ВИдЕОСИГНаЛа, ПОСтуПтаЮСщЕ- - ПрОИХСХОыдИт СуММИрОВаНИЕ дсВОИХЧНхуЫХ КОДОВ го через видеоусилитель 16 и сумматор 13 с выхода АЦП 21. в наыкапливающем"суммана вторые входы умножителей 2 и 3, образу-: торе 23. ет на их выходах квадратурйо-связан напряжения, которые вызывают отклонение 30 первого выхода генератора 1 квадртатуоньгхх апертуры от центра и ее сканирование по напряжений (фиг.1) йа выходе детЕкторат7 контуру изображения объекта.. " нуля вырабатываются коырсоткие. импульсы : .

Для определения йолной длины хорды, 40, 41 (фиг.3); коттоырхые. при совйадеяии с проходящей череэцейтрслежейия,вустрой= импульсами íа выходе ждхуй его муыльтивибстае реализована радиус-векторная развер- 35 ратора 9 (фигд1) проходдят. йа выход элтеымента тка с периодическим "перескоком" И 28. Эти импульсы 44, 45 (фиг,3) обнуляют апертуры фотопреобразователя на диамет- накхапливаыюсщие сумматоры 22, 23. По исте рально-противоположные точки контура: во чейиуих < ti — to, с момента t o обнуления на ., время слежения, Это достигается периоди- выходах накапливающих сумматоров 22. 23 ческой сменой знака управляющих.импуль- 40 формиыруются двоичные коды,А и Б, соответсоВ генератора 17 биполярных импульсов ствующие. двум площадям ыогтраыййчвенным (ГБИ). Представим движение апертурй по кривой элсектричыесукого аналога изобра-контуру изображения и пус1 ь потлярйость жения за время полупериода развуерт и. С .управляющих импульсов на выходах ГБИ в - момента-исчезхновенния импульса на вйходе" это время такова, что второй ключ 12 и вто- 45 ждущего мультйвибратора 9 накапливсаюрой блок 15 памяти выключены, а первый щие сумматоры 22 и 23 переходят в"режим ключ 11 и первый блок 14 памяти включены,. хранения до появления очеjеднoro импуль- :- . при этом видеосигнал с первого выхода ви- cà на выходе ждущего мультивибратора 9. В деоусилителя 16 через сумматор 13 прохо- течение периода Т присутствием "Лог. 1" на дит на вторые входы умножителей 2 и 3. В 50 управляющих входах группы элементов -И этот же момент на первые информационные 24 и 25 обеспечивается прохожденйе накопвходы блоков 5 и 6.перемещения фото- леннйх значений А и Б нв входы элемента преобразователя поступает видеосигнал 26 сравнения. На первом, втором и третьем с выхода первого ключа 11, В течение при- выходах элемента 26 сравнения (соответстсутствия импульса положительной полярно- 55 венно "Больше". "Равно", "Меньше" ) сигнал сти на первом выходе ГБИ запускается АЦП "Лог,1" появляется в зависимости от выпол20 в блоках 5 и 6 перемещения фотопреоб- . нения условий А > Б, А = Б, А < Б. разователя (фиг,2), и к моменту смены no-, Сигналы с выходов элемента 26 сравнелярности импульса на этом выходе ГБИ на ния являются управляющими для механизвыходе АцП 20 формируется двоичныя ход, 1749900 ма 27 перемещения. Например, по сигналу ния, первые и вторые информационные вхо"Лог.1" с выхода "Больше" элемента 26 дыкоторыхсоединенысоответственносвысравнения блока 5 происходит перемеще- ходами первого и второго ключей, а первые ние фотопреобразователя 4 по оси Х на ивторыеуправляющиевходысоединенысоодин шаг вправо; по сигналу "Лог.1" с выхо- 5 ответственно с первым и вторым выходами да "Меньше" — влево, а в моменты появле- генератора биполярных импульсов, четвер-. ния "Лог.1" на выходе "Равно" происходит тые управляющие входы nepsoro и второго остановка механизма 27 перемещения. Ана-, блоков перемещения соединены соответстлогичным образом о уществляется переме- венно с выходами первого и второго ждущих щение фотопреобразователя 4 по оси Y. 10 мультивибраторов, входы которых объедиблоком 6, но с задержкой на время (t> - to)/t; нены соответственно с третьими управляюгдеI — длительность импульсов42,43(фиг.3) щими входами первого и второго блоков ждущих мультивибраторов 9 и 10(фиг.1). Для перемещения и подключены соответственотработки механизма 27. перемещения и но к выходам первого и второго детектора синхронизации элементов устройства жду- 15 нуля, входы которых подключены соответстщими мультивибраторами 9 и 10 (фиг.1) веннокпервомуивторомувыходамгенераформйруютсяпаузыдлительностьюТ,при- тора квадратурных напряжений; блоки чем Т -,n(t> — to), где n — натуральное число. перемещения механически связаны с фотоМожно выбрать Т на порядок больше, чем t1 преобразователем . — tp, Таким образом, устройство работает 20 2. Устройство пой,1, отл ич а ю щее циклически, с периодом t> — to. По заверше-, с я тем, что блоки перемещения содержат нии процесса центрированйя, т;е. после " первый и второй аналого-цифровые преобокончательной остановки механизма 27 пе- разователи, первый и второй накапливаюремещения продолжается сканирование " щие сумматоры, первую и вторую группу апертурой по контуру изображения, на вы- 25 элементов И, элемент сравнения, элемент ходах блоков 14 и 15 памяти присутствуют . И, элемент Н»= и механизм перемещения; разнополярйые напряжения видеосигна- выходы которого являются кинематическим лов (одно — запомненное, другое — теку- выходом блока, а его первый, второй и трещее), соответствующие двум радиусам, тий входы подключены соответственно к составляющим хорду, которые, складываясь 30 первому, второму и третьему выходам злев дифференциальном усйлителе 18, образу- мента сравнения, первый и второй входы ют на его выходе напряжение видеосигнала, которого подключены к выходам соответстопределяющее полный размер хорды, про- венно первой и второй группы элементов ходящей через центртяжести изображения И, информационные входы которых подобъекта. На выходах детектора 19 регистри- 35 ключены к выходам соответственно перворуются экстремальные хорды анализируе- ro и второго накапливающих сумматоров, мого изображения, значения которых в информационные входыкоторыхподключе-, дальнейшем не изменяются.::... . ны к выходам соответственно первого и втоПреимуществом предлагаемого устрой"-. рого аналого-цифровых преобразователей, ства,ло сравнению с известйым является 40 информационные входы которых являются обеспечения инвариантности результата " первым и вторым информационными входаиэмерения экстремальных размеров и изобра- ми блока, входы "Запуск" первого и второго жения объекта за счет введения. новых бло- аналого-цифровых преобразователей объеков, которые осуществляют совмещение динены с тактовыми входами соответствен. оптической оси устройства с центром тяже- 45 но первого и второго накапливающих стиизображения(т,е.обеспечиваютцентри- сумматоров и являются соответственно рование изображения). первым и BTopbtM управляющим входам

, Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я . блока, входы "Обнуление", первого и вто1. Устройство для определения экстре- рого накапливающих сумматоров объедимальных размеров иэображения объектов 50 нены и подключены к выходу элемента И, по авт.св. М 1166153, о т л и ч.а ю щ e e с я первый и второй входы которого являются тем, что, с целью расширения функциональ- соответственно третьим и четвертым управных возможностей путем обеспечения инва- ляющими входами блока, вход "Разрешение риантности резул ьтата измерения записи" первого и второго накапливающих экстремальныхразмеровизображенияобь- 55 сумматоров, вход элемента НЕ и второй ектов, введены первый и второй ждущие вход элемента И объединены, выход элемультивибраторы, первый и второй детекто- мента НЕ соединен с управляющими входары Муля, первый и второй блоки перемеще- ми первой и второй групп элементов И.

1749900

1T4Q900

Составитель И. Голенищев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Редактор В. Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина. 101., Заказ 2597 Тираж Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5