Стереометрический способ определения координат поверхности объекта

09 4 С 01 С 11/00 Н АВТОРСКОМ ДЕТЕЛЬСТВ У ическоАвтомат М. -СССР 23.06.8 ГОСУДЮфСТВЕНЙЫЙ КОНИТЕГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(71) Тамбовский институт хго машиностроения(54) СТЕРЕОМЕТРИЧЕСКЮ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ПОВЕРХНОСТИ ОРЕШЕК ТА(57) Изобретение относится к автоматике. Цель изобретения - упрощение способа и повышение производительности труда. Способ заключается в импульсном высвечивании канадойизмерительной точки узконаправленнымсветовым лучом, пересекающим линиюбазиса в одной и той же точке, вопределении координат впадин на плос1490487 5 10 кой поверхности объекта посредствомизмерительных точек на плановой плоскости, положение которой совпадает сплоской поверхностью объекта, последовательном высвечивании световых лучей в каждой измерительной плоскости,включающей линию 2-4 базиса, световые лучи, строку матрицы источника 3подсвета, элементы которой высвечиИзобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах технического зрения, в частности, в аппаратуре бесконтактного контроля плоской поверхности металла для выявления дефектов в виде литьевых раковин, вмятин, забоин и т.д.Цель изобретения - упрощение способа и повышение производительности труда.На фиг.1 изображено сечение сег-: 25 мента объекта одной из измерительных плоскостей, проекция плановой плоскости (ПП)источник подсвета (ИП), светочувствительный прибор (СП), измерительные точки (1,11,111 и 17) 30 световые лучи (Ъ 1 %2 %3 и%4) источника подсвета, лучи (Ъ 1, 23 и Ъ 4) наблюдения измерительных точек, высвеченные токи (2, и 3,) на поверхности впадины и соответствующие им точки (2, и 3, ) наблюдения поверхности впадины; на фиг.2 структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа,Устройство для осуществления 40 предлагаемого способа содержит светочувствительный прибор 1, расположенный в 4 окальной плоскости объектива 2, источник 3 подсвета, оптический центр 4 которого удален на базисное 45 расстояние от оптического центра объектива 2, блок 5 обработки сигналов, подключенный к выходу светочувствительного прибора 1, и блок 6 управления, подключенный к источнику 3 подсвета, светочувствительному прибору 1 и блоку 5 обработки сигналов. Светочувствительный прибор 1 с зарядовой связью (ПЗС) выполненный в виде матрицы, имеет строчную структуру и расположен так, что строки его параллельны линии базиса и лежат на линии пересечения светочувствительвают лучи данной измерительной плоскости, соответствующую строку матрицы светочувствительного прибора 1. По анализу видеосигналов устанавливается наличие впадин, а координаты каждой измерительной точки впадины определяются по сигналу с неотображенным высвечиванием измерительной точки. 2 ил. ной матрицы с измерительными плоскостями,Источник 3 подсвета, выполненныйв виде матрицы, состоит иэ элементарных излучателей, имеющих узкую диаграмму направленности и расположенныхтак, чтобы их центральные лучи припопадании на исследуемую поверхностьпересекались в оптическом центре 4источника 3 подсвета. Количество излучателей источника 3 подсвета,приходящихся на одну строку светочувствительного прибора 1, равно количеству световых лучей в измерительной плоскости, т.е. числу и котороеопределяется на основе априорных данных о размерах впадин, а также требований к стереометрическому устройству по быстродействию и разрешающейспособности.Благодаря предлагаемой геометриивзаимного расположения источника 3подсвета, светочувствительного прибора 1 и плановой плоскости, а такженаправленности лучей источника 3 подсвета и лучей наблюдения в измерительные точки, синхронизации в высвечивании измерительных точек и развертка сигнала изображения, на каждый элемент разложения изображения построке попадает высвеченная измерительная точка, в результате чего светочувствительный прибор 1 выдает сигнал с отображенным высвечиванием измерительной точки если она расположена на поверхности объекта, совпадающей с плановой плоскостью, илисигнал с не отображенным высвечиванием измерительной точки, если измерительная точка расположена над поверхностью впадины.Устройство работает следующимобразом.Считанные со светочувствительного прибора 1 сигналы поступают в87 4 Ь.1ставитель Л.Качесовахред Л.Сердюкова К ктор М.Самборская актор А.Ревин Заказ 3740/45 Тираж 683 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгор Гагарина, 10 5 4904блок 5 обработки сигналов, где осу- .ществляется селекция сигналов с неотображенным высвечиванием измерительных точек и формируются цифро 5вые коды координат Хизмерительных точек в системе координат (Х,У), связанной со светочувствительным прибором 1 (фиг.2), а затем этикоды засыпаются в память ЭВМ. 10На фиг.2 показаны три системыкоординат: (Х , У,) - связанная систочником 3 подсвета, (Х, У)связанная со светочувствительнымприбором 1, и (Х,У,Е) - пространственная, связанная с измерителемкоординат (например, с объективом 4).Координаты впадин на поверхностиобъекта рассчитываются с помощьюЭВМ, в памяти которой заложены координаты каждого элемента источника 3подсвета. При осуществлении алгоритма работы на ЭВМ, каждой Хкоординате измерительной точки впадины приводятся в соответствие координаты(Х У , ) элемента источника 3 подсвета, высветившего эту измерительную точку и для каждой, полученныйтаким образом тройки чисел (У,Х Х ) по известным фотограмметрическим формулам производится расчетсоответствующих координат (ХУ;)измерительных точек впадин (например,точек 11 и 111 на Лиг.1) в пространственной системе координат (Х,У,2). Формула изобретения Стереометрический способ определения координат поверхности объекта, при котором ориентируют матричные импульсный источник подсвета и светочувствительный блок относительно поверхности объекта, направляют узконаправленные световые лучи на поверхность объекта одновременно по столбцу и последовательно по строкам матрицы источника подсвета, фиксируют для каждой точки поверхности объекта линейный параллакс, вводят его в блок обработки и производят обработку результатов измерений с определением координат поверхности объекта, о т " л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повыщения производительности, ориентирование источника подсвета и светочувствительного блока производят относительно усредненной плоской поверхности объекта, при фиксировании линейного параллакса учитывают только его наличие или отсутствие и регистрируют для каж" дой точки поверхности объекта столбец и строку источника подсвета с отсутствием линейного параллакса, а при обработке результатов измерений определяют координаты поверхности объекта по заранее введенный в блок обработки матрице координат.