RU2308676C2 - Method of measuring position of object - Google Patents
Method of measuring position of object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308676C2 RU2308676C2 RU2005113408/28A RU2005113408A RU2308676C2 RU 2308676 C2 RU2308676 C2 RU 2308676C2 RU 2005113408/28 A RU2005113408/28 A RU 2005113408/28A RU 2005113408 A RU2005113408 A RU 2005113408A RU 2308676 C2 RU2308676 C2 RU 2308676C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frames
- light
- image
- screens
- benchmarks
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Заявляемое изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения положения контролируемого объекта относительно других объектов.The claimed invention relates to the field of measuring technology and can be used to determine the position of the controlled object relative to other objects.
Уровень техникиState of the art
Известен способ измерения формы и положения объекта (авт. св. СССР № 1105756, G01B 11/24, 22.01.79, В.В.Егоров, В.П.Кулеш и др.). По этому способу 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. Для 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.A known method of measuring the shape and position of the object (ed. St. USSR No. 1105756, G01B 11/24, 01/22/79, V.V. Egorov, V.P. Kulesh and others). Using this method, photodetectors are installed at control points on the surface of an object, a light beam with specified parameters is formed, photodetectors are scanned, and a controlled parameter is judged by the totality of signals recorded from photodetectors. To increase the accuracy of measurements, an additional light beam is formed, consisting of a set of equally spaced light planes, both light beams are combined, the photodetectors are scanned with a combined beam, and the number of pulses from each photodetector is counted from the moment the scan starts until the light beam reaches the photodetector with the specified parameters.
Недостатком этого способа является его невысокая надежность в условиях промышленных предприятий, обусловленная необходимостью применения сложных систем оптического сканирования специально сформированных световых пучков.The disadvantage of this method is its low reliability in industrial enterprises, due to the need to use complex optical scanning systems of specially formed light beams.
Известен способ геодезических измерений объектов по заданным световым маркам (патент РФ № 2079810, G01C 1/00, 20.05.97, А.А.Арефьев, Ю.П.Задоркин), заключающийся в том, что на поверхности контролируемого объекта формируют одновременно не менее трех световых марок (реперов), одна из которых и сохраняет пространственные координаты за время измерения конкретного фрагмента контролируемой поверхности. 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 поворотов, а также вариантами оригинальных конструкций светоделителя.There is a method of geodetic measurements of objects according to given light marks (RF patent No. 2079810, G01C 1/00, 05.20.97, A.A. Arefiev, Yu.P. Zadorkin), which consists in the fact that at least simultaneously form at least one three light marks (benchmarks), one of which preserves the spatial coordinates during the measurement of a specific fragment of the controlled surface. The coordinates of the remaining (peripheral) light grades are measured relative to the reference light mark, and the light grader is distinguished by the presence of a laser beam splitter for three or more light beams and the corresponding number of peripheral laser beam rotary devices equipped with counting mechanisms of rotation angles, as well as variants of the original beam splitter designs.
Данный способ не обеспечивает высокой достоверности и надежности измерений в производственных условиях. Это обусловлено необходимостью использования при его реализации большого количества прецизионных оптических элементов, подверженных загрязнению и нежелательному влиянию вибрации.This method does not provide high reliability and reliability of measurements in a production environment. This is due to the need to use in its implementation a large number of precision optical elements susceptible to contamination and undesirable effects of vibration.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по своей сущности и достигаемому результату является изобретение под названием «Способ измерения положения объекта», на который выдан патент РФ № 2146039 (заявка № 97120250 от 26.11.97, G01B 11/00, G01B 21/00, G01S 17/66, патентообладатель ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат», авторы Ю.Н.Карфидов, И.П.Иерусалимов).Closest to the claimed invention in its essence and the achieved result is an invention called "Method for measuring the position of the object", which issued a patent of the Russian Federation No. 2146039 (application No. 97120250 from 11/26/97, G01B 11/00, G01B 21/00, G01S 17 / 66, patent holder of OAO Nizhny Tagil Metallurgical Plant, authors Yu.N. Karfidov, I.P. Jerusalem).
Согласно этому способу на поверхности объекта устанавливают, по крайней мере, одну световую марку (репер), т.е. обеспечивают разные световые потоки репера и поверхностей, которые используют для определения положения объекта и являются фоном для реперов. Пространственные координаты световой марки определяют 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.According to this method, at least one light mark (reference mark), i.e. provide different light fluxes of the benchmark and surfaces, which are used to determine the position of the object and are the background for benchmarks. The spatial coordinates of the light mark are determined by the position of its image on the coordinate-sensitive photodetector of the optical camera. In this case, a pulsed light emitter is used as the light mark, the phase and frequency of which are synchronized with the launch of the photodetector of the optical camera.
Известное изобретение повышает достоверность и надежность измерений по сравнению с известными способами за счет сокращения количества необходимых прецизионных оптических измерений. Однако в некоторых производственных условиях достоверность и надежность этого способа измерений может оказаться недостаточной. Искажающими факторами могут быть, например, большой световой поток окружающих объектов, соизмеримый со световым потоком световой марки, возникновение бликов во время перемещения исследуемого объекта и в статическом положении, соизмеримых по световому потоку с потоком световой марки, наличие в рабочей зоне испарений в виде тумана и, как следствие, запотевание поверхности световой марки, а также ее загрязнение.The known invention improves the reliability and reliability of measurements compared with known methods by reducing the number of required precision optical measurements. However, in some production conditions, the reliability and reliability of this measurement method may not be sufficient. Distorting factors can be, for example, a large luminous flux of surrounding objects, commensurate with the light flux of the light mark, the occurrence of glare during the movement of the test object and in a static position, commensurate with the light flux with the light mark flux, the presence of fumes in the working area in the form of fog and as a result, fogging of the surface of the light mark, as well as its pollution.
Задачей заявляемого изобретения является создание способа измерения положения объекта, в большей степени обеспечивающего достоверность и надежность измерений.The task of the invention is the creation of a method for measuring the position of an object, to a greater extent ensuring the reliability and reliability of measurements.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе измерения положения объекта с помощью оптической регистрации, по которому устанавливают реперы, обеспечивают разные световые потоки реперов и поверхностей, на фоне которых регистрируют реперы, предварительно определяют координаты реперов и измеряют пространственные координаты объекта по положению его изображения на экране приемного устройства, реперы устанавливают в зоне нахождения объекта на поверхности, относительно которой измеряют положение объекта, разные световые потоки реперов и фоновых поверхности обеспечивают выполнением последних в виде экранов, которые устанавливают за объектом и реперами, при этом каждый из экранов отражает свет в направлении расположенной напротив него видеокамеры или, наоборот, поглощает свет, видеосъемки реперов и объекта производят не менее чем в двух направлениях и передают изображение в блоки обработки изображений, а пространственные координаты объекта определяют по расположению изображения объекта относительно изображений реперов на экране дисплея.The essence of the claimed invention lies in the fact that in the method of measuring the position of an object using optical registration, by which the frames are installed, provide different light fluxes of frames and surfaces against which the frames are recorded, the coordinates of the frames are preliminarily determined and the spatial coordinates of the object are measured by the position of its image on the screen of the receiving device, benchmarks are installed in the area where the object is on the surface, relative to which the position of the object is measured, different lights The streams of frames and background surfaces provide the latter in the form of screens that are installed behind the object and frames, while each of the screens reflects light in the direction of the video camera opposite it or, on the contrary, absorbs light, videos of frames and the object are made in at least two directions and transmit the image to the image processing units, and the spatial coordinates of the object are determined by the location of the image of the object relative to the images of the frames on the display screen.
Реперы могут быть выполнены в виде штырей разного диаметра или разной высоты.Benches can be made in the form of pins of different diameters or different heights.
Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое изобретение отличают от прототипа следующие признаки:Comparative analysis shows that the claimed invention is distinguished from the prototype by the following features:
- реперы устанавливают в зоне нахождения объекта на поверхности, относительно которой измеряют положение объекта,- benchmarks are installed in the zone of the object on the surface, relative to which the position of the object is measured,
- разные световые потоки реперов и фоновых поверхностей обеспечивают выполнением последних в виде экранов, которые устанавливают за объектом и реперами, при этом каждый из экранов отражает свет в направлении расположенной напротив него видеокамеры или поглощает свет,- different luminous fluxes of frames and background surfaces provide the latter in the form of screens that are installed behind the object and frames, with each of the screens reflecting light in the direction of the video camera opposite it or absorbing light,
- видеосъемки реперов и объекта производят не менее чем в двух направлениях и передают изображение в блоки обработки изображений, а пространственные координаты объекта определяют по расположению изображения объекта относительно изображений реперов на экране дисплея.- video shooting of frames and an object is carried out in at least two directions and transmitting the image to image processing units, and the spatial coordinates of the object are determined by the location of the image of the object relative to the images of the frames on the display screen.
Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «новизна».Thus, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "novelty."
Технический результат, благодаря которому решается поставленная задача, заключается в том, что при использовании заявляемого способа влияние производственных условий на работоспособность средств, применяемых для реализации способа, несущественно и не отражается на достоверности и надежности измерений.The technical result, due to which the task is solved, is that when using the proposed method, the influence of production conditions on the performance of the means used to implement the method is insignificant and does not affect the reliability and reliability of the measurements.
При дополнительном поиске не выявлено технических решений в данной области техники, содержащих признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа. Поэтому можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».An additional search did not reveal technical solutions in the art containing signs that distinguish the claimed invention from the prototype. Therefore, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 изображен вид сбоку оптической системы для непрерывного дистанционного определения координат нижнего конца ампулы или пучка ТВЭЛ - тепловыделяющих элементов - (в случае безампульного хранения) при загрузке в конкретную ячейку транспортного контейнера (далее по тексту - контейнер) в камере разделки отработанных тепловыделяющих систем.Figure 1 shows a side view of an optical system for continuous remote determination of the coordinates of the lower end of an ampoule or a bundle of fuel elements - fuel elements - (in the case of ampoule-free storage) when loading into a specific cell of a transport container (hereinafter referred to as the container) in the cutting chamber of spent fuel systems .
На фиг.2 изображен схематически вид сверху зоны измерения.Figure 2 shows a schematic top view of the measurement zone.
На фиг.3 показано регистрируемое на экране дисплея изображение.Figure 3 shows the image recorded on the display screen.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Осуществление изобретения представляется на примере контроля загрузки ампулы или пучка ТВЭЛ (далее по тексту - объект) в ячейку контейнера.The implementation of the invention is presented by the example of monitoring the loading of an ampoule or bundle of fuel elements (hereinafter referred to as the object) into the container cell.
Загрузка осуществляется в условиях исключительно высокого радиационного фона, поэтому необходимо непрерывное дистанционное бесконтактное определение координат нижнего конца объекта. Одновременно контролируется состояние конца объекта для оценки его проходимости в ячейку контейнера. Такой контроль исключает возможность технологических радиационных аварий. Для осуществления контроля монтируют оптическую систему, которую образуют не менее чем двумя видеокамерами 1 и светопоглощающими экранами 2.Loading is carried out under conditions of an exceptionally high radiation background, therefore, continuous remote non-contact determination of the coordinates of the lower end of the object is necessary. At the same time, the state of the end of the object is monitored to assess its passage to the container cell. Such control eliminates the possibility of technological radiation accidents. For monitoring, an optical system is mounted, which is formed by at least two
Видеокамеры 1 снабжают встроенными блоками обработки изображений (на чертеже не показаны), которые соединены в сеть друг с другом и с дисплеем (на чертеже не показан). С помощью гермовводов 3 видеокамеры 1 размещают в защитной стенке 4 разделочной камеры с разных сторон относительно места установки контейнера 5 так, чтобы их оптические оси пересекались под углом, например под прямым углом в горизонтальной плоскости, касательной к верхнему срезу 6 контейнера 5, через который (срез 6) производится загрузка объекта 7 в ячейку 8.
Экраны 2 располагают напротив видеокамер 1. Контейнер 5 устанавливают между видеокамерами 1 и экранами 2. На верхнем срезе 6 контейнера 5, желательно по периметру, устанавливают реперы 9 в виде трех штырей разной высоты, поверхности которых отражают свет.The
Экраны 2 выполняют в виде пластин из нержавеющей стали с полированными поверхностями (светоотражающие экраны). При этом обеспечивают такие отражающие свойства поверхностей экранов 2, которые отличаются от отражающих свойств поверхностей реперов 9 и объекта 7.
Экраны 2 могут быть выполнены в виде пластин, поверхности которых покрыты светопоглощающей краской (светопоглощающие экраны). В качестве экранов могут быть использованы элементы конструкции камеры разделки, которые в меньшей степени освещены источниками света, существующими внутри камеры.
В камере разделки очень большая освещенность, поэтому нет необходимости в привлечении дополнительных источников света.The cutting chamber has a very high illumination, so there is no need to attract additional light sources.
После окончания монтажа оптической системы определяют координаты реперов 9 относительно ячейки 8 в двух направлениях - по оптическим осям видеокамер 1 - заносят эти сведения в блоки обработки изображений и отображают зарегистрированное на экране дисплея.After the installation of the optical system is completed, the coordinates of the
После этого начинают опускать объект 7 к ячейке 8 с использованием подъемного крана (на чертеже не показан). С помощью видеокамер 1 и блоков обработки изображений определяют текущие координаты конца объекта 7 по отношению к реперам 9. На экране дисплея демонстрируют положение объекта 7, сопоставляют текущие координаты его положения с запомненными ранее координатами реперов 9 относительно ячейки 8, в случае необходимости корректируют положение изображения объекта 7 на экране. Соответствующие сигналы поступают в систему управления подъемным краном, которая корректирует положение объекта 7 относительно ячейки 8. Блоки каждой из видеокамер 1 работают в полностью автоматическом режиме, координируют свою работу по сети, обмениваясь необходимыми данными. При этом не требуется какого-либо управления со стороны персонала, который участвует только в корректировке положения изображения объекта 7 на экране дисплея. Полученная информация заносится в базу данных и одновременно представляется в графическом виде на экране дисплея.After that, they begin to lower the
Как видно из изложенного выше, подбором светоотражающих (светопоглощающих) свойств поверхностей реперов 9, экранов 2 можно обеспечить оптическую различимость этих элементов системы практически в любых производственных условиях и соответственно обеспечить высокую достоверность и надежность измерений.As can be seen from the above, by selecting the reflective (light-absorbing) properties of the surfaces of the
Кроме того, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:In addition, the information presented indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
- заявляемый способ предназначен для определения положения контролируемого объекта относительно других объектов;- the inventive method is intended to determine the position of the controlled object relative to other objects;
- подтверждена возможность осуществления заявляемого способа в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, с помощью средств и методов, описанных в заявке и известных на момент ее оформления.- confirmed the possibility of implementing the proposed method in the form in which it is described in the claims, using the tools and methods described in the application and known at the time of its execution.
Следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «промышленная применимость».Therefore, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113408/28A RU2308676C2 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Method of measuring position of object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005113408/28A RU2308676C2 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Method of measuring position of object |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005113408A RU2005113408A (en) | 2006-11-10 |
RU2308676C2 true RU2308676C2 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=37500570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005113408/28A RU2308676C2 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Method of measuring position of object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2308676C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808386C1 (en) * | 2023-09-27 | 2023-11-28 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Device for measuring geometric parameters of motion and deformation of rotating objects |
-
2005
- 2005-05-03 RU RU2005113408/28A patent/RU2308676C2/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808386C1 (en) * | 2023-09-27 | 2023-11-28 | Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") | Device for measuring geometric parameters of motion and deformation of rotating objects |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005113408A (en) | 2006-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9151607B2 (en) | Dimensional measurement through a combination of photogrammetry and optical scattering | |
US6862097B2 (en) | Three-dimensional shape measuring method, and three-dimensional shape measuring apparatus | |
KR101578496B1 (en) | Method for determining the tilt of an image sensor | |
EP2728309B1 (en) | Robotic laser pointer apparatus and methods | |
EP3767231B1 (en) | Surveying apparatus | |
EP2725348A1 (en) | Optical quality control device | |
CN102183221A (en) | Measurement method for verticality of optical axis of microscope system | |
WO2021117793A1 (en) | Survey system and survey method | |
CN101852857B (en) | Surveying device and automatic tracking method | |
CN109358435A (en) | A kind of the adjustment device and method of adjustment of doubly telecentric camera lens verticality | |
US6067152A (en) | Alignment range for multidirectional construction laser | |
CN210720179U (en) | Rechecking camera focusing and ranging device and glass rechecking equipment | |
US6304680B1 (en) | High resolution, high accuracy process monitoring system | |
RU2635336C2 (en) | Method of calibrating optical-electronic device and device for its implementation | |
CN113624158B (en) | Visual dimension detection system and method | |
CN113473031A (en) | Dust leakage monitoring device and method | |
US5583639A (en) | Optical device for checking the flatness and smoothness of a surface | |
RU2308676C2 (en) | Method of measuring position of object | |
DE102005007244A1 (en) | Absolute calibration free three dimensional mirror surface measurement sensor has lamp unit giving high depth of field laterally structured light pattern from microlens array | |
CN209198785U (en) | A kind of adjustment device for lens group adjustment | |
CN105092212B (en) | Array corner reflector pointing accuracy measurement system and method | |
TWI545315B (en) | Method for producing a mirror substrate blank of titanium-doped silica glass for euv lithography, and system for determining the position of defects in a blank | |
KR19990028980A (en) | Ray-reflective devices using triple prisms | |
US7321421B2 (en) | Apparatus and methods for scanning conoscopic holography measurements | |
CN110926599B (en) | Structured light projection module human eye safety detection device and detection method thereof |