Устройство для определения координат центра тяжести изображения объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1714632 А 1 19) 9/00 СУААРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ И ГКНТ СССР ПРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 1262543, кл. 6 06 К 9/36, 1974,Авторское свидетельство СССРМ 1427395, кл. 6 06 К 9/00, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИКООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ИЗОБРЖЕНИЯ ОБЬЕКТА Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано в различных системах обработки изображения, распознавания образов, вроботатехнике.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройстваНа фиг,1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства: на фиг,2 - пример выполнения блока управления.Устройство содержит матрицу 1 фотопреобразователей, первый 2 и второй 3счетчики, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, умножители 5 и 6, первый блок7 памяти, вычитатель 8, блок 9 управления,первый 10, второй 11 и третий 12 накапливающие сумматоры, второй блок 13 памяти,первый 14, второй 15 и третий 16 делители,блок 9 управления содержит тактовый генератор 17, счетчик 18 адреса и блок 19 памяти,В работе устройства различаются слующие два режима. 2,(57) Изобретение относится к автдматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для центрирования изображения, и может быть использовано автономно или в составе систем технического зрения роботов, Цель изобретения - повышение, точности и быстродействия устройства, Поставленная цель достигается введением двух блоков памяти, вычитателя, двух умножителей, накапливающего сумматора и двух делителей. В результате производится коррекция разброса параметров фотопреобразователя и вычисление координат в режиме реального времени. 2 ил,При включении устройства, а также по мере необходимости при.работе включается режим калибровки, Этот режим заключается в том, что матрица 1 затемняется. Затем блок 9 управления устанавливает счетчики 2 и 3 в нулевое состояние Это состояние со- й ответствует опросу левого верхнего элемен- с,4 та матрицы, На выходе появляется а аналоговый сигнал, соответствующий тем- р новому току данного фотоэлемента. Этот сигнал оцифровывается в АЦП 4 и записывается в нулевую ячейку блока 7, По завершении записи в блок 7 счетчик столбцовувеличивает свое состояние на единицу, и начинается цикл опроса следующей фоточувствительной ячейки, цифровой код тем- а нового тока которой также записывается в следующую ячейку блока 7..После опроса всех ячеек блок 7 содержит цифровые коды темновых токов всех фоточувствительных ячеек - А 1 темнееые.Записав темновые токи в блок 7, матрица 1 засвечивается равномерным световым1714632 10 20 30 35 АЦ = АЦтемн - АЦсигнал 40 45 АЦВЦ -АЦ калибр. 55 потоком, Уровень засветки выбирается таким, чтобы выходной сигнал фоточувствительных ячеек находился в конце линейного участка световой характеристики, Далее опрашивается каждая ячейка, оцифровывается в АЦП 4 и поступает на вычитатель 8, где для каждой ячейки находится разность АЦкалибр АЦтемн - АЦинф/Эта РаЗНОСтЬ АЦкалибр ДЛЯ КажДОй ЯЧЕЙКИ записывается и хранится в блоке 13. На этом режим тестирования заканчивается,Второй режим работы устройства является непосредственно режимом измерения, т.е. нахождения центра тяжести изображения. Началу режима измерения в обязательном порядке предшествует режим. ,тестирования, в результате которого в блок 7 записаны цифровые коды темновых токов АЦтемноаое фоточувствительных ячеек, а в блок 13 записана некоторая калибровочная ВЕЛИЧИНа АЦ,алибр, ПРЕДСтаВЛЯЮЩаЯ СОбай разность Ацкалибр = АЦтемн - АЦинф. Режим нахождения центра тяжести изображения заключается в том, что матрица 1 засвечивается некоторым изображением, затем с помощью АЦП оцифровывается аналоговый сигнал с каждой ячейки матрицы Ац, В вычитателе 8 находится разность Затем эта разность поступает в делитель, где находится отношение величин АЦ иАЦкалибр: Полученная величина представляет собой отфильтрованный цифровой аналог сигнала, снимаемого с ячеек матрицы 1,Цифровой код ВЦ поступает одновременно на два умножителя 5 и 6, где умножается соответственно на номер столбца и номер строки. В результате умножения в умножителях 5 и 6 образуются соответственно.величиныВц и 1 ВЦ, Последовательность величин ) ВЦ, Вц, а также величина Вц суммируются в накапливающих сумматорах 11,12 и 10 соответственно. Нэ выходе этих блоков образуются коды: на входе сумматора 10 - ,), Вц, на выходе сумматора 11 - 2,Вц, на выходе сумматора 12 -,:ВЦ,Запись и вычитание темновых сигналов позволяют скомпенсировать аддитивные шумы, а нормирование по амплитуде - разброс предусилителей и чувствительности фотоячеек, т,е. мультипликативные шумы. Калибровка в целом позволяет существенно уменьшить геометрические шумы фотоматрицы и, соответственно, увеличить ее чувствительность и динамический диапазон.Формула изобретения Устройство для определения координат центра тяжести изображения объекта, содержащее два счетчика, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, делитель, два накапливающих сумматора и матрицу фотопреобразователей,первый выход блока управления подключен к счетному входу первого счетчика, второй выход - . к входу синхронизации первого делителя, третий выход - к входу синхронизации первого накапливающего сумматора,о т л и ч аю щ е е с я тем, что,.с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит два блока памяти, вычитатель, два умножителя, третий накапливающий сумматор, второй и третий делители, причем выход матрицы фотопреобразователей подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, вход синхронизэции которого подключен к четвертому выходу блока управления, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к информационному входу первого блока памяти и первому информационному входу первого вычитателя, второй информационный вход когорого подключен к выходу первого блока памяти, адресный и управляющий входы которого подключены соответственно к пятому и шестому выходам блока управления, седьмой выход которого подключен к входу синхронизации первого вычитателя, выход которого подключен к информационному входу второго блокэ памяти и первому информационному входу первого делителя, второй информационный вход которого подключен к выходу второго блока памяти, адресный и управляющий входы которого подключены соответствен 50 но к восьмому и девятому выходам блока управления; выход первого делителя подключен к информационному входу первого накапливающего сумматора и первым входам первого и второго умножителей, выходы которых подключены соответственно к информационным входам второго и третьего накапливающих сумматоров, входы синхронизации которых подключены к десятому выходу блока управления, одиннадцатый выход которого подключен к вхо.Гор аказ 695 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 4/5НТ ССС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин дам синхронизации первого и второго умнО- жителей, вторые информационные входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго счетчиков, а также к первому и второму адресным входам мат-, рицы фотопреобразователей, выход переполнения первого счетчика подключен к счетному входу второго счетчика, выход первого накапливающего сумматора - к первым информационным входам второго и третьего делителей, вторые информационные входы делителей - соответственно к выходам второго и третьего накапливающих 5 сумматоров и двенадцатый выход блока управления - к входам синхронизации второго и третьего делителей, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами устройства. л л