RU2583126C1

RU2583126C1 - Video autocollimating angle meter

Info

Publication number: RU2583126C1
Application number: RU2014149113/28A
Authority: RU
Inventors: Сурен Петросович Буюкян; Вячеслав Владимирович Козлов
Original assignee: Сурен Петросович Буюкян; Вячеслав Владимирович Козлов
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2016-05-10

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: invention relates to devices for measuring angular position. Disclosed video auto collimator inclinometer for measurement of mutual angular position of autocollimation mirrors has video sensor located in front of lens and made as per video auto collimator design. At that, in front of lens of video sensor there is prism with mirror side edges facing lens and to auto collimator mirrors. Angle between side edges of prism is α=180-φ/2, where φ - nominal value of measured angle between auto collimator mirrors.

EFFECT: possibility to measure angular position relative reception of one of two autocollimation mirrors.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, основанной на видеоизмерении - компьютерной обработке изображения контролируемого объекта в стандартном телевизионном видеосигнале [1].The invention relates to the field of measuring technology based on video measurement - computer processing of the image of a controlled object in a standard television video signal [1].

Аналогом изобретения служит автоколлиматор [2], содержащий объектив, в фокальных плоскостях которого установлены тест-марка и сетка нитей так, что изображение тест-марки в параллельных лучах света направляется на автоколлимационное зеркало, отражается от него и тем же объективом проецируется на сетку нитей. При этом смещение изображения тест-марки на сетке нитей пропорционально измеряемому углу между автоколлимационным зеркалом и оптической осью объектива.An analogue of the invention is an autocollimator [2] containing a lens in the focal planes of which a test mark and a grid of threads are mounted so that the image of the test mark in parallel beams of light is sent to the autocollimation mirror, reflected from it and projected onto the grid of threads by the same lens. In this case, the displacement of the image of the test mark on the grid of threads is proportional to the measured angle between the autocollimation mirror and the optical axis of the lens.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков (прототипом) является видеоавтоколлиматор [3], содержащий видеодатчик с объективом, в фокальных плоскостях которого установлены тест-марка и позиционно-чувствительный фотоприемник (ПЗС-матрица) так, что изображение тест-марки в параллельных лучах света направляется на автоколлимационное зеркало, отражается от него и тем же объективом проецируется на позиционно-чувствительный фотоприемник. При этом смещение изображения тест-марки в видеокадре стандартного телевизионного видеосигнала, формируемого видеодатчиком, пропорционально измеряемому углу между автоколлимационным зеркалом и оптической осью объектива, что служит основой для видеоизмерений.The closest to the claimed invention in terms of features (prototype) is a video autocollimator [3] containing a video sensor with a lens in the focal planes of which a test mark and a position-sensitive photodetector (CCD matrix) are installed so that the image of the test mark is in parallel beams The light is directed to an autocollimation mirror, is reflected from it and is projected onto the position-sensitive photodetector with the same lens. In this case, the image shift of the test mark in the video frame of the standard television video signal generated by the video sensor is proportional to the measured angle between the autocollimation mirror and the optical axis of the lens, which serves as the basis for video measurements.

Прототипу, как и аналогу, свойственен недостаток, связанный с тем, что одновременно измеряется угловое положение только одного автоколлимационного зеркала в то время, как на практике нередко необходимо измерять взаимное (относительно друг друга) угловое положение двух автоколлимационных зеркал, для чего в прототипе и в аналоге необходимо измерения выполнять в два приема.The prototype, as well as the analogue, has a disadvantage associated with the fact that at the same time the angular position of only one autocollimation mirror is measured, while in practice it is often necessary to measure the relative (relative to each other) angular position of two autocollimation mirrors, for which both the prototype and analogue measurements must be performed in two steps.

Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в устранении недостатка, присущего прототипу и аналогу, для чего в соответствии с изобретением и в отличие от прототипа, перед объективом видеодатчика установлена призма с зеркальными боковыми гранями, обращенными к объективу и к автоколлимационным зеркалам, при этом угол между боковыми гранями призмы составляет α=180°-φ/2, где φ - номинальная величина измеряемого угла между автоколлимационными зеркалами.The problem solved by the present invention is to eliminate the disadvantage inherent in the prototype and analogue, for which, in accordance with the invention and in contrast to the prototype, a prism is installed in front of the video sensor lens with mirrored side faces facing the lens and the autocollimation mirrors, while the angle between the lateral faces of the prism is α = 180 ° -φ / 2, where φ is the nominal value of the measured angle between the autocollimation mirrors.

Изобретение поясняется схемой, представленной на фиг. 1, на которой изображены видеодатчик 1, выполненный по схеме видеоавтоколлиматора, призма 2 с боковыми зеркальными гранями, установленная перед объективом 3, и автоколлимационные зеркала 4 и 5, взаимное угловое положение которых необходимо измерять.The invention is illustrated by the circuit shown in FIG. 1, which shows a video sensor 1, made according to the scheme of a video autocollimator, a prism 2 with side mirror faces mounted in front of the lens 3, and autocollimation mirrors 4 and 5, the mutual angular position of which must be measured.

Работа схемы состоит в следующем.The operation of the circuit is as follows.

Изображение тест-марки в параллельных лучах света направляется на боковые грани призмы 2, отражается от них, направляется на автоколлимационные зеркала 4 и 5, отражается от них, вновь отражается от боковых граней призмы 2 и объективом 3 направляется на позиционно-чувствительный фотоприемник, не изображенный на фиг. 1, в результате чего в видеокадре стандартного телевизионного видеосигнала, формируемого видеодатчиком 1, содержатся два изображения тест-марки, например, показанных на фиг. 2 в виде двух круглых пятен 6 и 7, смещения ΔХ и ΔY которых относительно друг друга в видеокадре пропорциональны искомым взаимным угловым положениям автоколлимационных зеркал 4 и 5.The image of the test mark in parallel rays of light is sent to the side faces of prism 2, reflected from them, sent to autocollimation mirrors 4 and 5, reflected from them, again reflected from the side faces of prism 2 and lens 3 is directed to a position-sensitive photodetector, not shown in FIG. 1, as a result of which the video frame of the standard television video signal generated by the video sensor 1 contains two images of the test mark, for example, shown in FIG. 2 in the form of two circular spots 6 and 7, the displacements ΔX and ΔY of which relative to each other in the video frame are proportional to the desired mutual angular positions of the autocollimation mirrors 4 and 5.

Меняя упомянутый угол α между боковыми гранями (при вершине) призмы 2, можно измерять взаимное угловое положение двух автоколлимационных зеркал, расположенных как под углом 180° (на одной линии), так и под другими углами.Changing the aforementioned angle α between the lateral faces (at the apex) of prism 2, one can measure the mutual angular position of two autocollimation mirrors located both at an angle of 180 ° (on the same line) and at other angles.

Таким образом, видеоавтоколлимационный угломер позволяет одним приемом измерять взаимное угловое положение двух автоколлимационных зеркал, чем и решается поставленная задача.Thus, the video autocollimation goniometer allows one measurement of the mutual angular position of two autocollimation mirrors, which solves the problem.

Claims

A video autocollimation goniometer for measuring the mutual angular position of autocollimation mirrors, comprising a video sensor made according to the scheme of a video autocollimator, characterized in that a prism with mirror side faces facing the lens and autocollimation mirrors is installed in front of the video sensor lens, while the angle between the side faces of the prism is α = 180-φ / 2, where φ is the nominal value of the measured angle between the autocollimation mirrors.