Устройство для визуализации рабочей зоны робота

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистмчесиик

Республнк (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 0l11.79 (21) 2842557/18-24 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет

Опубликовано 150881. Бюллетень МЯ 30 (51)М. Кл 3

G 05 В 15/00

В 25 J 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изоСретений н открытий (53)УДН 62 50 (088. 8) Дата опубликования описания 150881

1.— (72) Авторы изобретения рямкии:;:,-," .

М.П.Ангелов, М.П.Милованов, В.М.Мохов и В.И.

Сибирский ордена Трудового Красного Знамени изико-, технический институт им. В.Д.Кузнецова при .мсксм ордена Трудового Красного Знамени государственном " университете им. В.В.Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РАБОЧЕЙ

ЗОНЫ РОБОТА

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при создании устройств, предназначенных для выработки зрительной информации робота.

Известно устройство для визуализации рабочей зоны робота, содержащее оптический коррелятор, блок памяти, блоки управления и преобразования, фотоэлектрический преобразователь и привод (1 .

Однако это устройство из-эа невозможности контурного представления изображений имеет низкую точность.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст- ройство, содержащее последовательно соединенные датчик текущего изображения, формирователь контура объекта, коммутатор, накопитель информации, коррелятор, интегратор, блок умножения, вычислитель квадратного корня, блок деления н первый блок сравнения, второй вход которого под ключен к первому выходу первого блока памяти, второй выход которого соединен со вторым входом коммутатора, подключенного третьим входом к вы» ходу датчика текущего изображения, а второй выход накопителя информации через оптический коррелятор соединен со вторым входом блока деления (2) .

Это устройство имеет низкую точность определения координат объекта при обычном и контурном изображениях объектов.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Цель достигается тем, что устройство содержит сумматор и последовательно соединенные второй блок памяти, блок следящей развертки, вычислитель радиуса кривизны участка контура объекта, пороговый элемент и . ключ, а также последовательно соединенные задатчик сигналов смещения и второй блок сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока

26 следящей развертки и четвертому входу коммутатора, а выход — ко второму входу ключа„ выходом соединенного с пятым входом коммутатора, четвертый выход первого блока памяти подключен ко второму входу порогового элемента, а пятый выход — к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход — с выходом устройЗО ства, причем вход второго блока па855608 мяти подключен к выходу формирователя контура объекта.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 текущей информации, формирователь 2 контура, первый блок 3 памяти, блок

4 следящей развертки, вычислитель 5 квадратного корня, пороговый элемент

6, ключ 7, коммутатор 8, накопитель

9 информации, оптический коррелятор

10, блок ll деления, первый блок 12 ограничения, сумматор 13, манипулятор 14, квадратор 15, интегратор 16, блок 17 умножения, вычислитель 18 радиуса кривизны участка контура объекта, задатчик 19 сигналов смещения, второй блок 20 сравнения, второй блок 21 памяти, задатчик 22 сигналов.

Устройство работает следующим образом.

На очередном цикле работы устройства сигнал с датчика 1 текущего изображения поступает в формирователь 2 контуров и в коммутатор 8..

Формирователь 2 контуров формирует текущее изображение в виде контура детали. Сигнал с выхода формирователя 2 подается во второй блок 21 памяти, запоминающий текущее изображение на время, необходимое для представления изображения в виде совокупности точек. В качестве второго блока 21 памяти может быть использована запоминающая электронно-лучевая трубка. Блок 4 следящей развертки, осуществляя слежение за контуром изображения детали, выдает на входы вычислителя 18, коммутатора 8 и второго блока 20 сравнения сигналы, соответствующие текущим координатам ю х» и у» считывающего пятна (при обходе контура изображения) блока 21 следящей развертки, второй вычислитель 18 вычисляет радиус R кривизны

К участка контура по формулам

lRj - t-j К (1+(Ых )) при аналитическом задании участков контура в виде у = f (х), где х,у — координаты любой точки контура в декартовой системе координат.

Сигнал, пропорциональный модулю радиуса R кривизны участка контура, поступает с вычислителя 18 на вход порогового элемента 6, на управляющий вход которого с первого блока 3 памяти подается сигнал, характеризующий выбранное максимально допустимое значение модуля радиуса /R

/х„/, (у„(смещений .детали на плоскости конвейера (на сцене), т.е. определяет границы поля нахождения детаПри /x / < /xo(/У / 1 / у /

15 нал с выхода блока 20 сравнения обеспечивает такое состояние ключа 7,,при котором информация с выхода порогового элемента б подается на вход коммутатора 8. Таким образом, если

2() /R / ) / R< / или (х / ) / х,(, / у /

> / уо/ (зто означает либо попадание в поле зрения устройства другой детали, например, в виде круга, имеющей другие характеристики участка

25 контура, либо исчезновение части детали из поля .зрения устройства), то информация на коммутатор 8 не поступает - точка, соответствующая данному изгибу контура, не воспроизвоЗр дится накопителем 9 информации. На основе априорной информации о размерах деталей (круглые, прямоугольные, треугольные и т.п.), хранящейся в блоке 3 памяти, в задатчике 22 сигналов упРавления формируется сигнал о состоянии коммутатора 8. Для тех изображений детали, когда представление иэображения детали в виде совокупности точек приводит к повышению точности определения координат, 40 сигнал с блока 3 памяти переводит коммутатор 8 в такое состояние, при котором выходы блока 4 и ключа 7 через коммутатор 8 подключены ко входу накопителя 9 информации, где хра45 нится текущее изображение в течение времени, необходимого для анализа взаимно-корреляционной функции. Таким образом, накопитель 9 информации, используя текущие значения координат

5g х и у с выхода блока 4 следящей развертки и сигнал, характеризующий наличие изгиба контура (радиуса кривизны) с выхода вычислителя 18, формирует текущее изображение в виде совокупности точек. Если же представление текущего изображения в виде совокупности точек приводит к понижению точности определения координат, то сигнал с блока 3 памяти переводит коммутатор 8 в состояние, когда вы40 ход датчика 1 подключен через коммутатор 8 ко входу накопителя 9 информации (для обычного изображения), либо когда выход датчика l подключен через последовательно соединенные

65 формирователь 2 контуров и коммута855608 тор 8 ко входу накопителя 9 информации (для контурного изображения).

Сигнал со второго выхода накопителя

9 информации через квадратор 15, интегратор 16, блок 17 умножения, сфор мированной величины с ее значением х, хранящимся в блоке З.памяти, и

5 первый вычислитель 15 квадратного корня поступает на вход блока 11 деления, отдельным входэм подключенного к выходу фотоприемника, являющегося элементом оптического коррелятора 10. Оптический коррелятор 10 формирует взаимно-корреляционную функцию между текущим и эталонным изображениями:. (2( где t„ q - смещения текущего изображения относительно эталонного в системе координат, связанной с эталонным изображением; 20

f (x,y), Й.((х+ 1у+ )) -функции, описывающие соответственно эталонное и текущее изображения1

s -площадь одного кадра эта- 5 лонного изображения.

Выходное напряжение блока 11 деления, пропорциональное значению нормированной взаимно-корреляционной Функции:

30 н(") сравнивается первым блоком 12 сравнения со значением нормированной вза» имно корреляционной функции, хранящимся в блоке 3 памяти. С выхода блока 12 сравнения иа первый вход сумматора 13 поступает сигнал, пропорциональный разности. Этот сигнал характеризует смещение по соответст- 1О вующим осям детали на плоскости конвейера относительно центра системы координат, связанной с центром системы координат эталонного изображения. На второй вход сумматора 13 с 45 выхода блока 3 памяти подается сигнал, пропорциональный координатам

g<, g> центра рабочей зоны (плоскости койвейера, на котором располагается деталь) в системе координат, связанной с манипулятором 14, Границы рабочей зоны характеризуются допустимым смещением детали на сцене.

Таким образом, с выхода сумматора

13 на манипулятор 14 поступает инфор- 55 акация, достаточная для вывода схвата манипулятора 14 с целью захвата де-

-.тали и выполнения заданной последовательности технологических операций.

На этом цикл работы устройства заканчивается.

Применение изобретения позволяет повысить точность определения координат детали на основе использования,априорной информации о форме детали.

Формула изобретения

Устройство для визуализации рабочей зоны робота, содержащее последовательно соединенные датчик текущего изображения, формирователь контура об"екта, коьваутатор, накопитель информации, квадратор, интегратор, блок умножения, вычислитель квадратного корня, блок деления и первый блок сравнения, второй вход которого подключен к первому выходу первого блока памяти, второй выход которого соединен со вторым входом блока умножения, а третий выход через задатчик сигналов управления — со вторым входом коммутатора, подключенного третьим входом к выходу датчика текущего иэображения, а второй выход накопителя информации через оптический коррелятор соединен со вторым входом блока деления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точ ности устройства, оно содержит сумматор и последовательно соединенные второй блок памяти, блок следящей развертки, вычислитель радиуса кривизны участка контура объекта, пороговый элемент и ключ, а также последовательно соединенные задатчик сигналов смещения и второй блок сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока следящей развертки и четвертому входу коммутатора, а вы-. ход - ко второму входу ключа, выходом соединенного с пятым входом коммутатора, четвертый выход первого блока памяти подключен ко второму входу порогового элемента, а пятый выход — к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход — с выходом устройства, причем вход второго блока памяти подклЮчен к выходу формирователя контура объекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 643918, кл. G 06 К 9/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 650441, кл. G 05 0 1/08, 1977 (прототип).

855608

Составитель Е.Политов

Редактор Л.йовхан Техред A. Бабинец Корректор Е,Рошко

»» »

Заказ 6905/66 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскай иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4