RU2146039C1 - Способ измерения положения объекта - Google Patents
Способ измерения положения объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2146039C1 RU2146039C1 RU97120250A RU97120250A RU2146039C1 RU 2146039 C1 RU2146039 C1 RU 2146039C1 RU 97120250 A RU97120250 A RU 97120250A RU 97120250 A RU97120250 A RU 97120250A RU 2146039 C1 RU2146039 C1 RU 2146039C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- photodetector
- mark
- optical camera
- image
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах АСУ ТП промышленных предприятий. В способе измерения положения объекта устанавливают по крайней мере одну световую марку на поверхности объекта и определяют пространственные координаты этой световой марки по положению ее изображения на координатно-чувствительном фотоприемном устройстве оптической камеры, при этом в качестве световой марки используют импульсный световой излучатель, фаза и частота которого синхронизированы с запуском фотоприемного устройства оптической камеры. Техническим результатом, достигаемым при использовании данного изобретения, является повышение надежности и достоверности измерения положения объекта. 1ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах АСУ ТП промышленных предприятий.
Известен способ измерения формы и положения объекта (авт. св. 1105756, 22.01.79, В.В. Егоров, В.П. Кулеш, Л.М. Москалик, А.А. Орлов и С.Д. Фонов), по которому устанавливают фотоприемники в контрольных точках на поверхности объекта, формируют световой пучок с заданными параметрами, сканируют фотоприемники и судят о контролируемом параметре по совокупности сигналов, снимаемых с фотоприемников. C целью повышения точности измерений, формируют дополнительный световой пучок, состоящий из набора равноотстоящих световых плоскостей, совмещают оба световых пучка, сканируют фотоприемники совмещенным пучком и подсчитывают число импульсов с каждого фотоприемника от момента начала сканирования до момента попадания на фотоприемник светового пучка с заданными параметрами.
Недостатком такого способа является его невысокая надежность в условиях промышленных предприятий, обусловленная необходимостью применения сложных систем оптического сканирования специально сформированных световых пучков.
Известен также способ геодезических измерений объектов по заданным световым маркам (заявка на изобретение РФ 9302525/10, 27.04.93, Арефьев А.А. Задоркин Ю.П.), заключающийся в том, на поверхности контролируемого объекта формируют одновременно не менее трех световых марок, одна из которых и сохраняет пространственные координаты за время измерения конкретного фрагмента контролируемой поверхности, а координаты остальных (периферийных) световых марок измеряют относительно опорной световой марки, причем задатчик световых марок отличается наличием светоделителя лазерного излучения на три и более световых пучка и соответствующим количеством поворотных устройств периферийных лазерных пучков, снабженных отсчетными механизмами углов поворота, а также вариантами оригинальных конструкций светоделителя.
Недостаток данного способа заключается в том, что он также не обеспечивает высокой достоверности и надежности. Это объясняется необходимостью использования в нем большого количества прецизионных оптических элементов, которые будут в условиях промышленного применения подвержены загрязнению и нежелательному влиянию вибрации.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности и достоверности измерения положения объекта.
Поставленная задача достигается тем, что в способе измерения положения объекта, по которому устанавливают по крайней мере одну световую марку на поверхности объекта и определяют пространственные координаты этой световой марки по положению ее изображения на координатно-чувствительном фотоприемном устройстве оптической камеры, в качестве световой марки используют импульсный световой излучатель, фаза и частота импульсов которого синхронизированы с запуском фотоприемного устройства оптической камеры.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве световой марки используют импульсный световой излучатель, фаза и частота импульсов которого синхронизированы с запуском фотоприемного устройства оптической камеры
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них отличительные признаки, присущие заявляемому решению, что позволило сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".
Изобретение поясняется чертежом.
На объекте 1 устанавливают световую марку 2, которая представляет собой импульсный световой излучатель. Оптическая камера 3 содержит объектив 4, координатно-чувствительный фотоприемник 5 и блок электроники 6.
Элементы заявляемого решения связаны между собой следующим образом.
Оптическая камера 3 с помощью объектива 4 регистрирует изображение световой марки 2 на координатно-чувствительном фотоприемнике 5. Поскольку световая марка установлена на поверхности объекта 1, то положение объекта определяет положение световой марки, которое, в свою очередь, определяет положение пятна изображения световой марки на координатно-чувствительном фотоприемнике. При этом, поскольку заранее может быть известна, измерена и запомнена в блоке электроники 6 зависимость положения пятна изображения световой марки на координатно-чувствительном фотоприемнике от положения самой световой марки в пространстве, то по положению изображения световой можно судить о положении самого объекта в пространстве, так как световая марка установлена и связана с ним. В качестве световой марки используют импульсный световой излучатель. При этом на координатно-чувствительном фотоприемнике оптической камеры формируется изображение самого светового излучателя. Используемый световой источник должен быть импульсным. При этом он должен быть синхронизирован по фазе и частоте с запуском фотоприемного устройства оптической камеры. Временная последовательность работы системы строится таким образом, что при поступлении сигнала на запуск фотоприемного устройства выдается одновременно сигнал на запуск светового излучателя или внешнего светового источника, причем длительность этого сигнала определяется временем, необходимым фотоприемному устройству для регистрации изображения световой марки. После определения положения изображения световой марки вновь подается сигнал на запуск фотоприемного устройства, и следовательно, сигнал на запуск светового излучателя. Таким образом синхронизируют фазу и частоту импульсного светового излучателя с запуском фотоприемного устройства оптической камеры.
Заявляемый способ измерения положения объекта реализуется следующим образом. В качестве излучателя световой марки 2 используется линейка из набора излучательных светодиодов. Данная линейка скрепляется с поверхностью объекта 1, положение которого необходимо измерять. Питание линейки светодиодов осуществляется от внешнего импульсного источника питания, который по частоте и фазе синхронизируется с запуском фотоприемного устройства оптической камеры. В качестве координатно-чувствительного фотоприемника в оптической камере используется линейная ПЗС-матрица. При этом оптическая камера ориентируется так, чтобы плоскость, в которой перемещается совместно с объектом светодиодная линейка, совпадала с плоскостью, в которой находятся главная оптическая ось объектива и линейная ПЗС-матрица. При поступлении сигнала на запуск и считывание ПЗС-матрицы блок электроники одновременно формирует сигнал на включение линейки светодиодов. Изображение линейки светодиодов формируется объективом на матрице и блок электроники определяет номера пикселей матрицы, в пределах которых находится изображение линейки светодиодов. После сопоставления полученных номеров пикселей ПЗС-матрицы с предварительно запомненной калибровочной зависимостью номера пикселя от положения линейки светодиодов блок электроники выдает реальное положение объекта в пространстве. Для реализации предлагаемого способа используются стандартные излучательные светодиоды и ПЗС-матрицы. Характерное время экспозиции изображения на ПЗС-матрице, а следовательно, длительность свечения светодиодов, составляет 1 - 100 мс. Блок электроники оптической камеры позволяет проводить измерения с частотой до 1 кГц.
Благодаря тому, что в предлагаемом способе измерения положения объекта в качестве световой марки используют импульсный световой излучатель, фаза и частота импульсов которого синхронизированы с запуском фотоприемного устройства оптической камеры, повышается надежность определения положения объекта.
Дополнительным достоинством предлагаемого способа измерения положения объекта является его высокая помехозащищенность от паразитных посторонних засветок, обусловленная возможностью синхронизации излучателя световой марки с оптической камерой.
Claims (1)
- Способ измерения положения объекта, по которому устанавливают по крайней мере одну световую марку на поверхности объекта и определяют пространственные координаты этой световой марки по положению ее изображения на координатно-чувствительном фотоприемном устройстве оптической камеры, отличающийся тем, что в качестве световой марки используют импульсный световой излучатель, фаза и частота импульсов которого синхронизированы с запуском фотоприемного устройства оптической камеры.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97120250A RU2146039C1 (ru) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | Способ измерения положения объекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97120250A RU2146039C1 (ru) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | Способ измерения положения объекта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97120250A RU97120250A (ru) | 1999-08-20 |
RU2146039C1 true RU2146039C1 (ru) | 2000-02-27 |
Family
ID=20199715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97120250A RU2146039C1 (ru) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | Способ измерения положения объекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2146039C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473051C2 (ru) * | 2008-10-28 | 2013-01-20 | Нортистерн Юниверсити | Устройство и способ измерения уровня расплавленного жидкого металла |
-
1997
- 1997-11-26 RU RU97120250A patent/RU2146039C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473051C2 (ru) * | 2008-10-28 | 2013-01-20 | Нортистерн Юниверсити | Устройство и способ измерения уровня расплавленного жидкого металла |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2974775B2 (ja) | 三次元における非接触の形状検出方法及び装置 | |
JP7242849B2 (ja) | 再帰反射体のマッピングのための方法およびシステム | |
US6879384B2 (en) | Process and apparatus for measuring an object space | |
US10052734B2 (en) | Laser projector with flash alignment | |
US4574199A (en) | Sensing location of an object | |
ATE519092T1 (de) | Lasergestützte koordinatenmessapparatur und lasergestütztes koordinatenmessverfahren | |
US6957493B2 (en) | Automatic tracking apparatus for reflector | |
US20060290781A1 (en) | Image obtaining apparatus | |
FI904988A0 (fi) | Optoelektroninen kulma-anturilaite, tätä koskeva menetelmä sekä optoelektroninen mittausjärjestelmä | |
KR920020187A (ko) | 코팅 상태 측정 방법 및 장치 | |
ATE293243T1 (de) | Optische messeinrichtung zur messung von objekten auf maschinen | |
US7728817B2 (en) | Optical navigation system with multiplexed image processing | |
JPH0226165B2 (ru) | ||
ATE88560T1 (de) | Anordnung zur optischen erfassung raeumlicher unebenheiten in der struktur eines zu untersuchenden objekts. | |
CA1312755C (en) | Synchronous optical scanning apparatus | |
RU2146039C1 (ru) | Способ измерения положения объекта | |
KR20000017212A (ko) | 크레인에서 물체 진자 운동 및/또는 회전을 2차원 측정하기위한 장치 및 방법 | |
US4611115A (en) | Laser etch monitoring system | |
JPH06207812A (ja) | 三次元測定用測定点指示具 | |
EP0606770B1 (en) | A measuring-point member for optical measurement | |
JP2004053532A (ja) | 光学的形状測定装置 | |
KR0117212Y1 (ko) | 납땜검사장치 | |
JPS62222117A (ja) | 多点距離計測センサ | |
Marszalec et al. | Performance tests of an angular scan LED array-based range-imaging sensor | |
JPH0344504A (ja) | 表面三次元形状測定方法及びその装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111127 |