Устройство для визуализации рабочей зоны робота

(23) ПриоритетОпубликовано 1508Дата опубликования 2842557,18-24 05 В 15/О 25 Ю 13/О арстеенный комитетСССРелам изоСретенийн открытий 81. Бюллетень Йо 30 53) У 62-50 (088,8 исаиия 15.08;81 ряжский б",;:,(72) Авторыизобретенияизико-мс комином " Сибирский техническ ордена Тр уо КрасногВ.Д.КузнеЗнамениВ,В.Куйбыш ордена Трудовой институт им.дового Красногониверситете им. Знамениова приосударстева(54) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РАБОЧ ЗОНЫ РОБОТА2 через оптическ ен со вторым в коррелятор содом блока делея к радиотехьэовано при назначенных й информации д и низкую точнат объекта изображениовьпаен и Изобретение относитснике и может быть исполсоздании устройств, преддля выработки зрительноробота.Известно устройство для визуализации рабочей зоны робота, содержащее оптический коррелятор, блок памяти, блоки управления и преобразования, фотоэлектрический преобразователь и привод 11.Однако это устройство иэ-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 информа ции, 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 информа- ЗО н я 2 .Это устройство имеетность определения коордипри обычном и контурномях объектов.Цель изобретения - п ие точности устройства.Цель достигается тем, что устройство содержит сумматор и последова" тельно соединенные второй блок памяти, блок следящей развертки, вычислитель радиуса кривизны участка контура объекта, пороговый элемент и ключ, а также последовательно соеди" ненные задатчик сигналов смещения и второй блок сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока 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 вхо ду сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а выход - с выходом устро ства, причем вход второго блока а 855608мяти подключен к выходу формирователя контура объекта.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит датчик 1 те" кущей 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 11 деления, первый блок 12 ограничения, сумматор 13, манипулятор 14, квадратор 15, интегратор 16, блок 17 умножения, вычислитель 28 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 кбнтуров 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 х и у считывающего пятна (при обходе контура изображения) блока 21 следящей развертки, второй вычисли" тель 18 вычисляет радиус В кривизны К участка контура по формуламКК,С(Ых при аналитическом задании участков контура в видеу = й(х), где х ,уф - координаты любой точки контура в декартовой системе координат. Сигнал, пропорциональный модулю радиуса й 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 /Р/ кривиэЯы участка контура для изображения данной детали. При (Р/( Р ./ пороговый элемент б пропускает на Функциональный вход ключа 7 сигнал, пропорциональный /Р /. На управляющийвход ключа 7 поступает информациявторого блока 20 сравнения, сравнивающей значения текущих координат, /х/, / у/ и предельно допустимыхкоординат /х / и /уо/, поступающихсоответственйо с выходов блока 4 иэадатчика 19 сигналов смещения. Задатчик 19 задает допустимые значения/х/, ( у( смещений .детали на плоскости конвейера (на сцене), т,е. определяет границы поля нахождения детали. При /х//х О(, /у// у/ сиг нал с выхода блока 20 сравнения обеспечивает такое состояние ключа 7,,при котором информация с выхода порогового элемента б подается на входкоммутатора 8. Таким образом, если Щ /Р/ ) /Р 8 / или /х/ ) /х,(, /у/ ъ7 / У/ (зто означает либо попаданиев Йоле фзрения устройства другойдетали, 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 воспроизвоЗо дится накопителем 9 информации. Наоснове априорной информации о размерах деталей (круглые, прямоугольные,треугольные и т.п,), хранящейся вблоке 3 памяти, в задатчике 22 сигналов управления формируется сигнало состоянии коммутатора 8. Для техизображений детали, когда представление иэображения детали в виде совокупности точек приводит к повышению точности определения координат, 40 сигнал с блока 3 памяти переводиткоммутатор 8 в такое состояние, прикотором выходы блока 4 и ключа 7 через коммутатор 8 подключены ко входу накопителя 9 информации, где хра нится текущее изображение в течениевремени, необходимого для анализавзаимно-корреляционной функции. Таким образом, накопитель 9 информации,используя текущие значения координат 5 р хф и у" с выхода блока 4 следящейразвертки и сигнал, характеризующийналичие изгиба контура (радиуса кривизны) с выхода вычислителя 18, Формирует текущее изображение в видесовокупности точек. Если же представление текущего изображения в виде совокупности точек приводит к понижению точности определения координат,то сигнал с блока 3 памяти переводиткоммутатор 8 в состояние, когда вы ход датчика 1 подключен через коммутатор 8 ко входу накопителя 9 информации (для обычного изображения), либо когда выход датчика 1 подключенчерез последовательно соединенные б 5 Формирователь 2 контуров и коммута855608 Формула изобретения 10Устройство для визуализации рабочей зоны робота, содержащее последовательно соединенные датчик текущего изображения, формирователь контура об"екта, коююутатор/ накопитель ин формации, квадратор, интегратор, блокумножения, вычислитель квадратного корня, блок деления и первый блок сравнения, второй вход которого под" ключен к первому выходу первого бло ка 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 е " с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит сумма" тор 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.(х/у) /т,х+/у+/ в .функции, описывающие соответственно эталонное и текущее изображения;В -площадь одного кадра эталонного изображения.Выходное напряжение блока 11 деления, пропорциональное значению нормированной взаимно-корреляционной Функции: н( ")В 1 ф а(сравнивается первым блоком 12 сравнения со значением нормированной взаимно 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 О вующим осям детали на плоскости конвейера относительно центра системы координат, связанной с центром системы координат эталонного изображения На второй вход сумматора 13 с 4 выхода блока 3 памяти подается сигнал, пропорциональный координатам д / 9 центра рабочей зоны (плоскости койвейера/ на котором располагается деталь) в системе координат/ р связанной с манипулятором 14, Границы рабочей зоны характеризуются допустимым смещением детали на сцене. Таким образом, с выхода сумматора 13 на манипулятор 14 поступает внфор акация/ достаточная для вывода схвата манипулятора 14 с целью захвата де".тали и выполнения заданной последовательности технологических операций.(п 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, сформированной величины с ее значением х, хранящимся в блоке З.памяти/ и 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,Ю,1) ( (ю.ИЕ,(+1,з+ч) (в, где ,/ /) - смещения текущего изображения относительно эталонного в системе координат,связанной с эталонным изображением; На этом цикл работы устройства заканчивается.Применение изобретения позволяет повысить точность определения координат детали на основе использования,априорной информации о форме детали. Источники информации, инятые во внимание при экспертиз 1. Авторское свидетельство СССР 643918, кл. 6 06 К 9/00/ 1976.2, Авторское свидетельство СССР 650441, кл. 6 05 0 1/08/ 1977 рототип) .855608 Составитель Е.Политовн Техред А. Бабинец ор Е,Рош Тираж 940 ПодпиГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская иаб., д е илиал ППП Патент Редактор Л.йовхвюювюпМавювЗаказ 6905/66ВНИИПИпо113035 род, ул. Проектная,