Устройство для считывания изображений объектов

(72) М.А. Глада (71) Рыбинский ческий институт (53) 681.327,12 юл. Ю 15ейн и В.и. Комавиационный техн 088.8) ов и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1, Авторское свидетельство СССР И 587475 кл. С 06 К 11/00 1974.2. Патент Япойии У 53-46062, кл. 97 (7) В 622, опублик. 19 р 8 (прототип)./ (54) (57). УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЬЕКТОВ:содержащее матрицу Фотоприемных элементов, оптически связанных с фокусирующим элементом и соединенных с,дешифратором и коммутатором, первую группу цифроаналоговых преобразователей, подключенных к соответствующим регистрам группы, входы которых являются одними входами устройства, генератор импульсов, соединенный с одним цифроаналоговым преобразователем первой группы, индикатор., входы которого подключены к цифро-аналоговым преоб" разователям второй группы, первый счетчик, соединенный с дешифратором,с блоком памяти, входы которого явля"ются другими входами устройства, ис одним цифро"аналоговым преобразователем второй группы, и регистр сдви-га, выход которого является однимвыходом устройства, о т л и ц а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содер,жит информационный регистр, соединенный с генератором импульсов и с бло"ком памяти, выходы которого. являются другими выходами устройства, компаратор, входы которого подключены к другому цифро-аналоговому преобразователю первой группы и к коммутатору, а выход соединен с регистром сдвига и с индикатором, второй сцетцик, подключенный к блоку памяти, к первому счетцику, к коммутатору и к другому цифро-аналоговому преобразователю второй группы, группу дешифра. торов, соединенных с блоком памяти и с соответствующими счетчиками, одновибратор, подключенный к генератору импульсов и к фотоприемным элементам матрицы, и элемент.И, входы которого соединены с блоком памяти и с генератором импульсов, а выход подключен к регистру сдвига и к входу первого счетчика.10139 1Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано длясчитыванил иэображений объектов, находящихся в рабочей зоне адаптивногопромышленного робота, в его системууправления при автоматизации производственных процессов,Известно устройство для считывания изображений объектов, содержащееобъектив, основную и дополнительнуюфотоприемные матрицы, коммутирующийизлучатель, источник питания и элемент нагрузкиД 1 1.Недостатком устройства являютсяузкие функциональные возможности,заключающиеся в отсутствии возможности восприлтил достоверных изображений в условиях изменяющихся освещенности рабочей зоны, коэффициентов отражения деталей и Фоновой поверхности, Это требует необходимости обеспе 20чеНия постоянного значения освещенности рабочей зоны, что усложняет организацию технологического процессас использованием адаптивных промышленных роботов, и ручной подстройки25известного устройства оператором приизменении коэффициентов отражениядеталей и фоновой поверхности, чтосущественно ограничивает производительность технологического участкапои большой номенклатуре изготавливаемых деталей.Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее матрицу Фотоприемных элементов, соединенных с дешифратором и с коммутатором,блок памяти, группу регистров, цифроаналоговые преобразователи, счетчик,индикатор и логический блок2Однако устройство характеризуется 40недостаточно высокой точностью.Цель изобретения состоит в повышении точности устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее матрицуФотоприемных элементов, оптически связанных с Фокусирующим элементом и соединенных с дешифратором и коммутатором, первую группу цифро-аналого"вых преобразователей, подключенных ксоответствующим регистрам группы, входы которых являются одними входамиустройства, генератор импульсов, соединенный с одним цифро-аналоговымпреобразователем первой группы, индикатор. входы которого поДключены к55цифро-аналоговым преобразователям второй группы, первый счетчик, соединен"ный с дешифратором, с блоком памяти,88входы которого явллются другими входа-,.ми устройства, и с одним .цифра"аналоговым преобразователем второй группы, и регистр сдвига, выход которогоявляется одним выходом устройства,введены информационный регистр, соединенный с генератором импульсов ис блоком .памяти, выходы которого являются другими выходами устройства,компаратор, входы которого подключены к одному цифро-аналоговому преобразователю первой группы и к коммутатору, а выход соединен с регистромсдвига и с индикатором, второй счетчик, подключенный к блоку памяти, кпервому. счетчику, к коммутатору и кдругому цифро-аналоговому преобразователю второй группы, группу дешифраторов, соединенных с блоком памятии с соответствующими счетчиками, одновибратор, подключенный к генератору импульсов и к фотоприемным элементам матрицы, и элемент И, входыкоторого соединены с .блоком памяти,и с генератором импульсов, а выходподключен к регистру сдвига и к входу первого счетчика.На чертеже представлена блок-схема устройства.Схема включает фокусирующий, элемент 1, например объектив, матрицу 2 фотоприемных элементов, дешифратор 3, группу регистров 4, 5, первую 6 и вторую 7 группы цифра-аналоговых преобразователей, информационный регистр 8, блок 9 памяти, элемент И 10, первый 11 и второй 12счетчики, коммутатор 13, компаратор 14, регистр 15 сдвига, генератор 16 импульсов, дешифраторы 17 и18 группы, индикатор 19 и одновибра,тор 20.Устройство работает следующим образом,На фоточувствительное поле матрицы 2 с помощью объектива 1 г,роектируется изображение выбранного участка рабочей зоны. При использовании матрицы 2 в качестве чувствительного элемента применяется режим ее работы с накоплением, характеризующийся тем, что энергия излучения, падающая на фоточувствительную область, накапливается в течение некоторого интервала времени, а затем значение оптической информации считывается по выбранному адресу. Формирование дискретного изображения зоны обзора осуществллется путем сравнения выходных на3 10139 пряжений ячеек фотоприемной матрицы с некоторым уровнем кс.1 парирования. При этом формирование достоверных изображений возможно лишь при строгом соответствии освещенности рабо 5 чей зоны, коэффициентов отражения деталей и фоновой поверхности, выбранных значений интервала времени накопления и уровня компарирования. В связи с этим для обеспецения вводадостоверных изображений в реальных производственных условиях, характеризующихся изменлющимися значениями освещенности, коэффициентов отражения деталей и Фона, используется ав томатическая настройка интервала времени накопления и уровня компариро-вания. Для этого перед нацалом работы устройства в регистры 4 и 5 загружаются числа, соответствующие минимальным значениям интервала времени накопления и уровня,компарирования. После преобразования этих чисел цифро-аналоговыми преобразователями б на входах управляемого генератора 16 импульсов и компаратора 14 устанавливаются соответствующие значения сигналов. В результате этого на выходе управляемогогенератора 16 импуль" сов устанавливается тактовый сигналзо с периодом, соответствующим минимальному времени накопления оптической информации, а компаратор 14 подготавливается для ее оценки по заданному уровнюПроцесс работы устройства состоит иэ ряда последовательных операций, определяемых кодом, хранящимся в регистре 8, В исходном состоянии на инФормационный вход регистра 8 с выхода блока 9 поступает код, идентичный ко- фв ду, находящемуся в это время в регист. ре 8. Это обеспечивает постоянство выходного кода регистра 8 и устойчивое нахождение устройства в исходном состоянии. При этом выходные сигналы 45 блока 9 обеспечивают запирание элемента И 10 и потенциальное удержание счетциков 11 и 12 в нулевом состоянииМомент начала работы устройства оп 50 ределяется сигналом, поступающим на адресный вход блока 9 и приводит к изменению команды управления, считываемой из него, В результате этого на информационный вход регистра 8 поступает код новой операции, записываемый в него по сигналу с выхода управляемого генератора 16 импульсов. При изменении выходного кода ре 88 фгистра 8 и извлечении из блока 9 очередного спова входной код регистра 8 не изменяется, что обеспечивает устой. чивое нахождение устройства в режиме накопления фрагмента иэображения. При этом выходными сигналами блока 9 открывается элемент И -1 О, атакже снимается сигнал сброса со счетчиков 11 и 12, цто обеспечивает возможность их счета. Код, находящийся в первом счетчике 11, однозначно определяет адрес столбца информационного поля матрицы 2, а во втором счет" чике 12 - адрес строки.1Таким образом, в результате после; довательного счета первого 11 и второго 12 счетчиков прд воздействием импульсов, поступающих с выхода управляемого генератора 16 импульсов через открытый элемент И 10, осущест" вляется последовательное формирова" ние адресов всех ячеек фотоприемной матрицы 2. Обращение к некоторой ячейке фотоприемной матрицы .2 для считывания оптической информации осуществляется с помощью адресного дешифратора 3 и аналогового коммутатора 13. Адресный дешифратор 3 декодирует код, поступающий с первого счетчика 11, что обеспечивает появление на выходе матрицы 2 аналоговых сигналов, отображающих оптическую информацию, воздействующую на ячейки соответствующего столбца ее информационного поля, При этом на выходе аналогового .коммутатора 13 появляется лишь сигнал ячеики, лежащей в строке информационного поля, задаваемой. состоянием второго счетчика 12. Этот сигнал поступает на вход компаратора 14, Компаратор 14 осуществляет сравнение этого сигнала с уровнем ком. парирования, поступающим с выхода соответствующего цифро-аналогового преобразователя в первой группе 6. В результате этого на выходе компаратора 14 формируется дискретное значение видеосигнала, соответствующее оптическому воздействию на выбранную ячейку. По сигналу с выхода генератора 16, поступающему через открытый элемент И 1 О, осуществляет" ся запись этого значения видеосигна" ла в регистр 15. Одновременно переключается первый счетчик 11 и выбирается следующая ячейка информационного поля для считывания оптической информации. Запись дискретных знаце" ний оптической информации всех яце"5 10139ек в регистр 15 осуществляется ана-логично рассмотренному. Одновремен но со сменой адресов, т.е. выбором для считывания очередной ячейки матрицы 2, одновибратор 20 Формирует импульс стирания, осуществляющий стирание оптической информации во всех ячейках информационного поля, что по. зволяет воспринимать достоверные изображения движущихся деталей. Дли тельность импульса, генерируемого одновибратором 20, должна быть много меньше минимального периода следованиявыходных импульсов генератора 1 б.15.После накопления в сдвигающем регистре 15 полного Фрагмента дискретного изображения устройство переходитв режим ожидания считывания накопленной информации, Момент накопленИя Ю изображения полной строки определяется выходным сигналом дешифратора 17, декодирующим максимальное число всчетчике 11. тот сигнал поступает:на адресный вход блока 9 и обеспечи"вает извлечение новой команды управления из него. В, результате выходнымичигналами блока 9 запирается элемент И 10, обеспечивается запись врегистр 8 кода, соответствующего новой операции, и выдается единичныйсигнал на выход устройства. По этому сигналу может считываться накопленный массив информации. При этом устройство находится в режиме онПлдания : считывания до его осуществления.,Счй-зфтываниеинформации сопровоидаетсяоигналом, поступающим на адресный вход блока 9, вызывает появление на его выходе новой команды,.которая открывает элемент И 1 О,обеспечивает запись ф в регистр 8 кода операции накопления фрагмента изображения и снимает сиг- нал готовности данных. В результате этого начинается накопление нового ,фрагмента изображения, осуществляемое аналогично рассмотренному и т.д,8 6Формирование полного изображения зоны обзора определяется одновременным присутствием выходных сигналов дешиФраторов 17 и 18, декодирующих максимальные числа в счетчиках 11 и 12 соответственно. Выходные сигналы этих дешифраторов поступают на адресные входы блока 9 и обеспечивают считыва ние из него новой команды управления. В результате этого запирается элемент И 10, на шину готовности данных выдается сигнал полной готовности данных и устройство переходит в режим ожидания считывания последнего фрагмента изображения путем записи в ре" гистр 8 кода, соответствующего этой операции. После считывания последнего фрагмента иэображения, устройство аналогично рассмотренному переходит в исходное состояние, Кроме овода изоб" ражений, предложенное устройство обеспечивает оперативный контроль вводимого изображения. Для этого цифровые преобразователи 7 второй руппы преобразуют адресные коды, поступающие со счетчиков 11 и 12,и Формируют сигналы горизонтальногои вертикального отклонения луча индикатора 19, в качестве котороо может использоваться .осциллограф. В резуль" тате этого на индикаторе 19 выбирается точка, соответствующая опрашиваемой ячейке матрицы 2. В соответствиис логическими значениями оптической информации в выбранных элементах фотоцувствительного поля, формируемымикомпаратором 1 Ь, осуществляется яркостная отметка выбранной точки. Этообеспечивает формирование изображе"ния на экране индикатора в виде сово.купности яркостных отметок и пааво"ляет контролировать вводимое изображение,Введение новых узлов и блоков, атакже новых конструктивных связей,позволило существенно повысить точность устройства.ееееаевеве аетщФ Е Е ЮЕФЕВ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ИИП аказ 3019 1613988 Тираж 704 Подлисн