RU2645002C2 - Method for determining complex of parameters of cross section of objects of quasi-cylindrical form - Google Patents
Method for determining complex of parameters of cross section of objects of quasi-cylindrical form Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645002C2 RU2645002C2 RU2016128389A RU2016128389A RU2645002C2 RU 2645002 C2 RU2645002 C2 RU 2645002C2 RU 2016128389 A RU2016128389 A RU 2016128389A RU 2016128389 A RU2016128389 A RU 2016128389A RU 2645002 C2 RU2645002 C2 RU 2645002C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- control points
- cross
- point
- coordinates
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/28—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring areas
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к способам определения геометрических параметров поперечного сечения тел квазицилиндрической формы, преимущественно саженцев и укорененных черенков садовых культур для оценки их качества.The invention relates to the field of instrumentation, and in particular to methods for determining the geometric parameters of the cross section of bodies of a quasi-cylindrical shape, mainly seedlings and rooted cuttings of garden crops, to evaluate their quality.
При выполнении селекционных, научно-исследовательских и агротехнических работ в процессах промышленного возделывания садовых культур необходим контроль качества готового продукта (черенков, саженцев). Одними из показателей развитости и качества растений являются геометрические параметры поперечного сечения штамба (для справки, штамб - это надземная часть растения между корнем и первой ветвью): поперечный размер, длина контура, площадь, индекс формы (отношение максимального и минимального ортогональных поперечных размеров).When performing selection, research and agricultural work in the industrial cultivation of garden crops, quality control of the finished product (cuttings, seedlings) is necessary. One of the indicators of the development and quality of plants is the geometric parameters of the cross section of the stem (for reference, the stem is the aboveground part of the plant between the root and the first branch): transverse size, contour length, area, shape index (ratio of maximum and minimum orthogonal transverse dimensions).
Известны способы, включающие измерения поперечного размера сечения тела путем совмещения двух базовых точек, расстояние между которыми определяют по шкале (механической или электронной), с соответствующими контрольными точками, расположенными на контуре контролируемого сечения тела. Эти способы реализуются такими контактными устройствами, как штангенциркули и микрометры [ГОСТ Р 53135-2008. Посадочный материал плодовых, ягодных, субтропических, орехоплодных, цитрусовых культур и чая. Технические условия. - С. 38]. Процедура измерений контактными способами и средствами характеризуется высокой трудоемкостью и низкой производительностью. Чтобы получить данные для определения площади поперечного сечения, необходимо вручную измерить множество поперечных размеров сечения в разных направлениях. Кроме того, контакт с поверхностью контролируемых садовых культур осуществляют с определенным измерительным усилием, что приводит к деформации контролируемых объектов и, как следствие, к погрешностям измерений из-за изменения размеров объекта. Поэтому более предпочтительными для контроля геометрических параметров поперечного сечения подобных объектов являются бесконтактные способы, среди которых известен теневой способ [А.с. №945649, МПК G01B 11/08. Устройство для контроля поперечного сечения объекта / В.К. Александров, В.Н. Ильин, А.Л. Старков. - Заявка №3213753/25-28; Заявлено 08.12.1980; Опубл. 23.07.1982 Бюл. №27]. Сущность теневого способа заключается в том, что диаметр поперечного сечения тела определяют по размерам тени, создаваемой контролируемым телом при освещении его широким тонким пучком света, состоящим из множества параллельных лучей. В данном способе определяют множество диаметров поперечного сечения тела в разных направлениях путем сканирования с помощью системы зеркал. Недостатком способа является сложность его реализации, а также невозможность применения для контроля поперечных сечений, имеющих вогнутые участки. Для таких объектов применим способ, основанный на методе структурного освещения и предложенный КТИ НП СО РАН для контроля поперечного сечения контактных проводов электросети электровозов, трамваев, троллейбусов [Каликин В.Э., Базин B.C., Верхогляд А.Г. и др. Автоматизированная оптико-электронная система измерения износа контактного провода // Оптико-информационные измерительные и лазерные технологии и системы: Юбилейный сборник избранных трудов КТИ НП СО РАН / Науч. ред. Ю.В. Чугуй. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2012. - С. 161-170]. Способ заключается в том, что специальным лазерным осветителем формируют плоский лазерный луч («световой нож»), пересекающий поверхность контактного провода под некоторым углом к его оси. Свет, рассеянный от поверхности провода, детектируют цифровой видеокамерой. Зафиксированное изображение представляет форму кривой, сформированной пересечением плоского луча с поверхностью контактного провода. Недостаток способа - высокая стоимость его реализации. Наиболее близким аналогом изобретению (прототипом) по технической сущности является способ с применением лазерных триангуляционных датчиков расстояний для определения комплекса геометрических параметров поперечного сечения тел квазицилиндрической формы, преимущественно саженцев и укорененных черенков садовых культур [Патент РФ №2551264, МПК G01B 11/08. Способ определения геометрических параметров сечения тела и устройство для его осуществления / В.В. Минеев, В.А. Золотарев, А.Ф. Алейников, В.Б. Морозов. - Заявка №2013144512/28; Заявлено 03.10.2013; Опубл. 20.05.2015 Бюл. №14]. Способ заключается в том, что с помощью двух лазерных триангуляционных датчиков, расположенных с разных сторон от объекта на фиксированной дистанции между собой, измеряют расстояния до контрольных точек на контуре поперечного сечения и определяют длины семейства параллельных отрезков, расположенных на заданном расстоянии друг от друга в плоскости сечения между соответствующими парами контрольных точек, затем по полученным значениям расстояний и длин отрезков определяют координаты всех полученных контрольных точек в прямоугольной системе координат и геометрические параметры поперечного сечения тела: длину контура, площадь и отношение максимального и минимального ортогональных поперечных размеров - индекс формы. Достоинством прототипа является возможность определения комплекса геометрических параметров поперечного сечения тела. Недостатком прототипа является то, что реализация способа требует выполнения измерений до контрольных точек на контуре поперечного сечения тела от двух базовых точек и, соответственно, применения двух лазерных триангуляционных датчиков, что усложняет процесс реализации способа и делает дорогостоящим устройство для его осуществления.Known methods include measuring the cross-sectional size of a body section by combining two base points, the distance between which is determined on a scale (mechanical or electronic), with the corresponding control points located on the contour of the controlled body section. These methods are implemented by such contact devices as calipers and micrometers [GOST R 53135-2008. Planting material of fruit, berry, subtropical, nut, citrus crops and tea. Technical conditions - S. 38]. The measurement procedure by contact methods and means is characterized by high complexity and low productivity. To obtain data for determining the cross-sectional area, it is necessary to manually measure the many transverse dimensions of the cross-section in different directions. In addition, contact with the surface of controlled garden crops is carried out with a certain measuring force, which leads to deformation of the controlled objects and, as a result, to measurement errors due to changes in the size of the object. Therefore, non-contact methods, among which the shadow method is known, are more preferable for controlling the geometric parameters of the cross section of such objects. No. 945649, IPC G01B 11/08. Device for controlling the cross-section of an object / V.K. Alexandrov, V.N. Ilyin, A.L. Starkov. - Application No. 3213753 / 25-28; Declared December 8, 1980; Publ. 07/23/1982 Bull. No. 27]. The essence of the shadow method lies in the fact that the diameter of the cross section of the body is determined by the size of the shadow created by the controlled body when it is illuminated with a wide thin beam of light, consisting of many parallel rays. In this method, a plurality of cross-sectional diameters of a body is determined in different directions by scanning with a system of mirrors. The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, as well as the inability to use to control cross-sections having concave sections. For such objects, we apply a method based on the method of structural lighting and proposed by the KTI NP SB RAS to control the cross-section of the contact wires of the electric network of electric locomotives, trams, trolley buses [Kalikin V.E., Bazin B.C., Verkhoglyad A.G. et al. Automated Optoelectronic System for Measuring Contact Wire Wear // Optical Information Measuring and Laser Technologies and Systems: Anniversary Collection of Selected Works of KTI NP SB RAS / Scientific. ed. Yu.V. Cast iron. - Novosibirsk: Academic Publishing House "Geo", 2012. - S. 161-170]. The method consists in the fact that a special laser illuminator forms a flat laser beam (“light knife”) that intersects the surface of the contact wire at an angle to its axis. The light scattered from the surface of the wire is detected by a digital video camera. A captured image represents the shape of a curve formed by the intersection of a flat beam with the surface of a contact wire. The disadvantage of this method is the high cost of its implementation. The closest analogue of the invention (prototype) in technical essence is a method using laser triangulation distance sensors to determine the complex of geometric parameters of the cross section of quasi-cylindrical bodies, mainly seedlings and rooted cuttings of garden crops [RF Patent No. 2551264, IPC G01B 11/08. The method of determining the geometric parameters of the body section and device for its implementation / V.V. Mineev, V.A. Zolotarev, A.F. Aleinikov, V.B. Morozov. - Application No. 2013144512/28; Announced on 10/03/2013; Publ. 05/20/2015 Bull. No. 14]. The method consists in the fact that using two laser triangulation sensors located on different sides of the object at a fixed distance between each other, measure the distance to the control points on the contour of the cross section and determine the lengths of a family of parallel segments located at a given distance from each other in the plane cross-sections between the corresponding pairs of control points, then the coordinates of all the obtained control points in a rectangular system of coordinates and geometric parameters of the cross section of the body: the length of the contour, area ratio and the maximum and minimum orthogonal transverse dimensions - the index form. The advantage of the prototype is the ability to determine the complex geometric parameters of the cross section of the body. The disadvantage of the prototype is that the implementation of the method requires measurements to control points on the contour of the cross-section of the body from two base points and, accordingly, the use of two laser triangulation sensors, which complicates the process of implementation of the method and makes an expensive device for its implementation.
Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости способа определения комплекса геометрических параметров поперечного сечения тела за счет выполнения измерений расстояний до контрольных точек на контуре сечения от одной базовой точки и, соответственно, с помощью одного лазерного триангуляционного датчика.The technical result of the invention is to reduce the complexity of the method for determining the complex of geometric parameters of the cross section of the body by performing measurements of distances to control points on the contour of the section from one base point and, accordingly, using one laser triangulation sensor.
Технический результат в изобретении достигается тем, что в способе определения комплекса геометрических параметров поперечного сечения тел квазицилиндрической формы, включающем измерения расстояний от базовой точки, расположенной в плоскости контролируемого поперечного сечения на определенном расстоянии от поверхности тела до соответствующих контрольных точек, расположенных на контуре поперечного сечения тела, базовую точку располагают на фиксированной дистанции от центральной точки, находящейся в пределах контролируемого поперечного сечения тела, и осуществляют измерения расстояний от базовой точки до контрольных точек по направлению к этой центральной точке при вращении контролируемого поперечного сечения тела вокруг оси, проходящей через центральную точку перпендикулярно плоскости сечения, начиная от начального углового положения через каждые одинаковые угловые интервалы в пределах одного оборота, затем определяют длины отрезков между центральной и контрольными точками, как разности между фиксированной дистанцией базовой точки от центральной точки и измеренными расстояниями от базовой точки до каждой из контрольных точек, и по полученным значениям длин отрезков и выбранному значению угловых интервалов определяют координаты всех контрольных точек в прямоугольной системе координат и геометрические параметры сечения тела: длину контура, площадь, максимальный и минимальный ортогональные размеры и их отношение - индекс формы, при этом значение угловых интервалов выбирают так, чтобы их число в пределах оборота было целым. Для определения координат контрольных точек центральную точку принимают за начало прямоугольной системы координат, длину отрезка между центральной и контрольной точкой, определенную при начальном угловом положении контролируемого поперечного сечения, откладывают от начала системы координат на оси абсцисс и координаты конца отрезка принимают за координаты первой контрольной точки, координаты остальных контрольных точек получают аналогично путем откладывания соответствующих длин отрезков на лучах, исходящих из начала координат под соответствующими углами относительно оси абсцисс, кратными выбранному угловому интервалу. Геометрические параметры поперечного сечения тела определяют расчетным путем, при этом длину контура определяют как сумму длин прямых линий между всеми соседними контрольными точками, площадь определяют как сумму всех элементарных площадей секторов, центральный угол которых равен выбранному угловому интервалу и радиусы каждого из которых равны среднему арифметическому значению длин двух отрезков между центральной и каждой из соседних контрольных точек, за максимальный размер принимают длину наибольшего отрезка из множества отрезков между всеми возможными парами контрольных точек, за минимальный - сумму максимального расстояния от этого наибольшего отрезка до контрольных точек, лежащих по одну сторону от него, и максимального расстояния от этого наибольшего отрезка до контрольных точек, лежащих по другую сторону от него.The technical result in the invention is achieved by the fact that in the method for determining the complex of geometric parameters of the cross section of quasi-cylindrical bodies, including measuring distances from a base point located in the plane of the controlled cross section at a certain distance from the body surface to the corresponding control points located on the cross section of the body , the base point is located at a fixed distance from the central point located within the controlled pope cross section of the body, and measure the distances from the base point to the control points towards this central point when the controlled cross-section of the body rotates around an axis passing through the central point perpendicular to the plane of the section, starting from the initial angular position every equal angular intervals within the same turn, then determine the lengths of the segments between the center and control points, as the difference between a fixed distance of the base point from the center point and the measured distances from the base point to each of the control points, and from the obtained values of the lengths of the segments and the selected value of the angular intervals determine the coordinates of all control points in a rectangular coordinate system and the geometric parameters of the body section: the length of the contour, area, maximum and minimum orthogonal sizes and their ratio - the shape index, while the value of the angular intervals is chosen so that their number within the revolution is integer. To determine the coordinates of the control points, the central point is taken as the beginning of a rectangular coordinate system, the length of the segment between the central and control points, determined at the initial angular position of the controlled cross-section, is postponed from the origin of the coordinate system on the x-axis and the coordinates of the end of the segment are taken as the coordinates of the first control point, the coordinates of the remaining control points are obtained similarly by postponing the corresponding lengths of the segments on the rays emanating from the origin under corresponding angles with respect to the abscissa axis, multiples of the selected angular interval. The geometric parameters of the cross section of the body are determined by calculation, while the length of the contour is determined as the sum of the lengths of straight lines between all adjacent control points, the area is determined as the sum of all elementary areas of sectors whose central angle is equal to the selected angular interval and the radii of each of which are equal to the arithmetic mean value the lengths of two segments between the central and each of the neighboring control points; for the maximum size, take the length of the largest segment from the set of segments in between all possible pairs of reference points for the minimum - the sum of the maximum distance from most of the segment to the control points, lying on one side of him, and the maximum distance from most of the segment to the control points that lie on the other side of it.
Такое выполнение способа позволяет, проводя измерения только лишь из одной базовой точки, получить координаты всех контрольных точек, расположенных на контуре сечения тела (штамба саженца или укорененного черенка растения квазицилиндрической формы), по которым можно получить полную информацию о сечении тела: конфигурацию и длину контура, площадь, отношение максимального и минимального ортогональных размеров - индекс формы. Так, например, при достаточно большом количестве контрольных точек участок контура между соседними контрольными точками можно аппроксимировать прямой линией и длину этой линии вычислить по формулам аналитической геометрии, а длину контура, соответственно, как сумму длин между всеми соседними контрольными точками. А участок площади сечения, ограниченный частью контура между соседними контрольными точками и лучами, исходящими из центральной точки в эти контрольные точки, можно аппроксимировать сектором круга с радиусом равным среднему арифметическому значению отрезков лучей от центральной до контрольных точек. Поскольку углы между всеми отрезками лучей одинаковы и длины всех отрезков лучей известны, то площадь каждого сектора вычисляется как часть площади круга по известной формуле. Сектора отличаются друг от друга только радиусами. Для уменьшения методической погрешности радиусы вычисляются как среднее арифметическое значений двух соседних отрезков лучей от центральной до двух соответствующих контрольных точек. Количество секторов равно целому числу угловых интервалов в пределах одного оборота вращения контролируемого поперечного сечения, а площадь сечения - сумме площадей всех секторов. Другим вариантом может быть нахождение аппроксимирующих функций отдельных частей контура по координатам контрольных точек и дальнейшее вычисление длины контура и площади сечения с помощью интегрального исчисления. Конфигурация контура сечения тела может быть получена путем нанесения контрольных точек на координатную плоскость. Известные координаты контрольных точек позволяют вычислять расстояния между любыми точками. Следовательно, способ позволяет найти максимальный размер сечения. Из уравнения прямой, проходящей через контрольные точки, соответствующие максимальному размеру сечения, с помощью формул аналитической геометрии определяются максимальные размеры в ортогональном направлении в одну и другую стороны относительно этой прямой и, соответственно, коэффициент формы.This embodiment of the method allows, taking measurements from only one base point, to obtain the coordinates of all control points located on the contour of the body section (sapling root or rooted cuttings of a quasicylindrical plant), by which you can get complete information about the body section: configuration and length of the contour , area, ratio of maximum and minimum orthogonal sizes - shape index. So, for example, with a sufficiently large number of control points, the contour section between adjacent control points can be approximated by a straight line and the length of this line can be calculated using the formulas of analytical geometry, and the contour length, respectively, as the sum of the lengths between all adjacent control points. A section of the cross-sectional area, limited by a part of the contour between adjacent control points and rays emanating from a central point to these control points, can be approximated by a sector of a circle with a radius equal to the arithmetic mean of the ray segments from the central to control points. Since the angles between all segments of the rays are the same and the lengths of all segments of the rays are known, the area of each sector is calculated as part of the area of the circle according to the well-known formula. Sectors differ from each other only in radii. To reduce the methodological error, the radii are calculated as the arithmetic average of the values of two adjacent ray segments from the central to two corresponding control points. The number of sectors is equal to an integer number of angular intervals within one rotation revolution of a controlled cross section, and the cross-sectional area is the sum of the areas of all sectors. Another option may be to find approximating functions of individual parts of the contour according to the coordinates of the control points and further calculate the length of the contour and the cross-sectional area using the integral calculus. The configuration of the body section contour can be obtained by applying control points to the coordinate plane. Known coordinates of control points allow you to calculate the distance between any points. Therefore, the method allows you to find the maximum size of the section. From the equation of the line passing through the control points corresponding to the maximum size of the cross section, using the formulas of analytical geometry, the maximum dimensions are determined in the orthogonal direction on one or the other side relative to this line and, accordingly, the shape factor.
На фиг. изображен рисунок, поясняющий сущность способа определения комплекса геометрических параметров поперечного сечения тел квазицилиндрической формы.In FIG. depicted is a figure explaining the essence of the method for determining the complex of geometric parameters of the cross section of bodies of a quasicylindrical shape.
Способ определения комплекса геометрических параметров поперечного сечения тел квазицилиндрической формы реализуется в последовательности действий, изложенной ниже.The method for determining the complex of geometric parameters of the cross section of bodies of a quasi-cylindrical shape is implemented in the sequence of actions described below.
В исходном состоянии, показанном на рисунке, поясняющем сущность способа, производят измерение расстояния d1 от базовой точки Б, расположенной на заданной (известной) дистанции D от центральной точки О, находящейся в пределах контролируемого сечения 1, до первой контрольной точки А1, расположенной на пересечении линии контура 2 сечения 1 с линией, соединяющей точки О и Б. Затем вычисляют длину отрезка R1 между точками О и А1, как разность дистанции D и расстояния d1. Далее поворачивают контролируемое сечение 1 вокруг точки О (центр вращения) на заданный (известный) угол Δϕ1, размер которого выбирают так, чтобы частное от деления числа 360 (угол при повороте на один оборот в градусах) Δϕ1 (в градусах) было целым числом n. При этом на линии, соединяющей точки О и Б, будет располагаться следующая контрольная точка, то есть А2, до которой производят аналогичное измерение расстояния d2, по результату которого аналогичным образом вычисляют длину отрезка R2. Таким образом, последовательно поворачивая контролируемое сечение 1 на углы равные Δϕ1, получают n значений длин отрезков R1…Rn. Далее эти значения длин отрезков R1…Rn и значение выбранного углового интервала Δϕ1 используют для определения координат всех контрольных точек в прямоугольной (декартовой) системе координат. Для этого за начало прямоугольной системы координат принимают центральную точку О. Затем первый вычисленный отрезок R1 между точками О и A1 откладывают от начала координат на оси абсцисс и координаты конца отрезка принимают за координаты первой контрольной точки A1. Для получения координат второй контрольной точки А2 из начала системы координат под углом Δϕ1 (в направлении против часовой стрелки) проводят луч, на котором откладывают второй вычисленный отрезок R2 и координаты его конца принимают за координаты второй контрольной точки А2. Далее из начала системы координат в пределах координатной плоскости проводят семейство лучей, каждый из которых отстоит от предыдущего на угол Δϕ1. На этих лучах последовательно откладывают вычисленные отрезки R3…Rn и получают координаты остальных контрольных точек А3…An. Абсциссы контрольных точек А1…An определяют путем умножения длины соответствующего отрезка R1…Rn на косинус угла между этим отрезком и осью абсцисс, а ординаты контрольных точек А1…An - умножением длины соответствующего отрезка R1…Rn на синус того же угла. Зная координаты всех контрольных точек А1…An, лежащих на контуре 2 поперечного сечения 1, методами аналитической геометрии определяют необходимые параметры поперечного сечения 1. Длину контура 2 определяют как сумму длин прямых линий между всеми соседними контрольными точками семейства А1…An. Длину каждой прямой линии между точками вычисляют с помощью теоремы Пифагора как гипотенузу прямоугольного треугольника, катетами которого являются проекции этой линии на оси абсцисс и ординат. Площадь сечения 1 определяют как сумму всех элементарных площадей секторов, центральный угол которых равен выбранному угловому интервалу Δϕ1 и радиусы каждого из которых равны среднему арифметическому значению длин двух соседних отрезков из семейства R1…Rn. Площадь каждого сектора вычисляют путем деления площади круга с соответствующим радиусом на количество секторов n. За максимальный размер принимают длину наибольшего отрезка из множества отрезков между всеми возможными парами контрольных точек семейства А1…An, за минимальный - сумму максимального расстояния от этого наибольшего отрезка до контрольных точек из множества А1…An, лежащих по одну сторону от него, и максимального расстояния от этого наибольшего отрезка до контрольных точек из множества А1…An, лежащих по другую сторону от него.In the initial state, shown in the figure explaining the essence of the method, a measurement of the distance d 1 from the base point B located at a given (known) distance D from the central point O, located within the controlled
Размер углового интервала Δϕ1 выбирают исходя из допускаемой методической погрешности определения геометрических параметров поперечного сечения, возникающей из-за аппроксимации реальной конфигурации контура и площади поперечного сечения набором прямых линий и секторов, соответственно.The size of the angular interval Δϕ 1 is selected based on the permissible methodological error in determining the geometric parameters of the cross section arising from the approximation of the real configuration of the contour and the cross-sectional area by a set of straight lines and sectors, respectively.
Так, например, для поперечного сечения, имеющего форму эллипса с размерами большой и малой полуосей 50 и 10 и площадью 1571 условных единиц, соответственно, результаты расчета методической погрешности определения площади в зависимости от размера углового интервала Δϕ приведены в таблице.So, for example, for a cross section having the shape of an ellipse with sizes of major and minor axes 50 and 10 and an area of 1571 conventional units, respectively, the results of calculating the methodological error in determining the area depending on the size of the angular interval Δϕ are given in the table.
Из таблицы следует, что для большинства практических применений способа дискретность угла поворота объекта исследований можно выбирать в пределах от 3,6 до 10,0 градусов. Так, при дискретности угла поворота сечения 3,6 градуса количество контрольных точек будет равно 100. Тогда, например, при поперечном размере сечения 15 мм, длине контура около 45 мм расстояние между точками будет около 0,45 мм, и при размерах светового пятна лазера 0,1 мм контрольные точки не будут сливаться.The table shows that for most practical applications of the method, the discreteness of the angle of rotation of the object of research can be selected in the range from 3.6 to 10.0 degrees. So, with a discreteness of the angle of rotation of the cross section of 3.6 degrees, the number of control points will be 100. Then, for example, with a transverse cross-sectional size of 15 mm, a contour length of about 45 mm, the distance between the points will be about 0.45 mm, and with the size of the laser light spot 0.1 mm control points will not merge.
Процесс выполнения описанных действий может быть осуществлен с помощью следующих материальных средств.The process of performing the described actions can be carried out using the following material means.
Измерения расстояний d1…dn от базовой точки Б до контрольных точек А1…An осуществляют с помощью лазерных триангуляционных датчиков LS5 НПП «ПРИЗМА», имеющих размер светового пятна на объекте около 0,1 мм, что позволяет детализировать форму контура сечения с высокой точностью [URL:http://www.prizmasensors.ru]. Дистанцию D (расстояние датчика LS5 до центральной точки О) обеспечивают конструктивно. Последовательные повороты квазицилиндрического объекта (саженца) и его контролируемого сечения 1 вокруг точки О (центра вращения) на заданные (известные) угловые интервалы Δϕ1 осуществляют посредством шагового двигателя PL42H34-D5 и драйвера PLD230 [URL:http://www.purelogic.ru], управляющего двигателем и запуском измерений датчика расстояний LS5 после остановки шагового двигателя в заданном угловом положении. При этом ось вращения двигателя проходит через центральную точку О и между захватными губками, удерживающими квазицилиндрический объект (саженец) в вертикальном положении. Повороты квазицилиндрического объекта (саженца) можно осуществлять также и без остановок через каждые заданные угловые интервалы Δϕ1, например, двигателем с редуктором РД-09 [URL:http://www.kipspb.ru]. Для запуска измерений расстояний d1…dn в этом случае используют датчик углового положения, например, инкрементальный угловой фотоэлектрический преобразователь перемещений ЛИР [URL:http://www.skbis.ru]. Все необходимые вычисления длин отрезков R1…Rn, координат контрольных точек A1…An и комплекса геометрических параметров поперечного сечения тел квазицилиндрической формы производят с помощью микроконтроллера, получающего информацию в виде электрических сигналов от лазерного триангуляционного датчика LS5, драйвера PLD230 или инкрементального датчика углового положения ЛИР, и соответствующего программного обеспечения. В качестве микроконтроллера используют, например, микросхему PIC16F876 [URL:http://www.rudatasheet.ru].Measurements of the distances d 1 ... d n from the base point B to the control points A 1 ... A n are carried out using laser triangulation sensors LS5 NPP PRIZMA, having a light spot size on the object of about 0.1 mm, which allows you to detail the shape of the cross section with high accuracy [URL: http: //www.prizmasensors.ru]. The distance D (the distance of the LS5 sensor to the central point O) is provided constructively. Successive rotations of a quasi-cylindrical object (seedling) and its controlled
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128389A RU2645002C2 (en) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | Method for determining complex of parameters of cross section of objects of quasi-cylindrical form |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128389A RU2645002C2 (en) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | Method for determining complex of parameters of cross section of objects of quasi-cylindrical form |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2645002C2 true RU2645002C2 (en) | 2018-02-15 |
Family
ID=60999283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016128389A RU2645002C2 (en) | 2016-07-12 | 2016-07-12 | Method for determining complex of parameters of cross section of objects of quasi-cylindrical form |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2645002C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113197571A (en) * | 2021-05-07 | 2021-08-03 | 广州晓康医疗科技有限公司 | Gait training assessment method and device based on radar |
CN115143883A (en) * | 2022-06-30 | 2022-10-04 | 北京市测绘设计研究院 | Measuring method and measuring system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3982816A (en) * | 1974-06-21 | 1976-09-28 | Western Electric Company, Inc. | Method for measuring the parameters of optical fibers |
US7920278B2 (en) * | 2007-10-23 | 2011-04-05 | Gii Acquisition, Llc | Non-contact method and system for inspecting parts |
RU2426067C1 (en) * | 2010-05-06 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method of measuring geometrical parameters of shell of revolution |
RU2551264C2 (en) * | 2013-10-03 | 2015-05-20 | ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ АГРАРНЫХ ПРОБЛЕМ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК (ГНУ СибФТИ Россельхозакадемии) | Method of determination of geometrical parameters of body cross section and device for its implementation |
-
2016
- 2016-07-12 RU RU2016128389A patent/RU2645002C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3982816A (en) * | 1974-06-21 | 1976-09-28 | Western Electric Company, Inc. | Method for measuring the parameters of optical fibers |
US7920278B2 (en) * | 2007-10-23 | 2011-04-05 | Gii Acquisition, Llc | Non-contact method and system for inspecting parts |
RU2426067C1 (en) * | 2010-05-06 | 2011-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method of measuring geometrical parameters of shell of revolution |
RU2551264C2 (en) * | 2013-10-03 | 2015-05-20 | ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ АГРАРНЫХ ПРОБЛЕМ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК (ГНУ СибФТИ Россельхозакадемии) | Method of determination of geometrical parameters of body cross section and device for its implementation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113197571A (en) * | 2021-05-07 | 2021-08-03 | 广州晓康医疗科技有限公司 | Gait training assessment method and device based on radar |
CN115143883A (en) * | 2022-06-30 | 2022-10-04 | 北京市测绘设计研究院 | Measuring method and measuring system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7489408B2 (en) | Optical edge break gage | |
US8605983B2 (en) | Non-contact probe | |
US20050154548A1 (en) | Method for calibration of a 3D measuring device | |
US20130057650A1 (en) | Optical gage and three-dimensional surface profile measurement method | |
RU2645002C2 (en) | Method for determining complex of parameters of cross section of objects of quasi-cylindrical form | |
CN104897105B (en) | Rectilinear form assay method and rectilinear form measurement device | |
CN109238659B (en) | Lens focal length measuring technology and device based on experimental light ray tracing principle | |
CN103322937A (en) | Method and device for measuring depth of object using structured light method | |
SE509005C2 (en) | Method and arrangement for non-contact measurement of the three-dimensional shape of detail objects | |
JPH06507477A (en) | Method for positioning a position control element in relation to a reference body and apparatus for implementing the method | |
CN107300361A (en) | A kind of contactless smart cylinder diameter measuring system | |
JP2013148375A (en) | Calibration method, calibrator and program for use in three-dimensional shape measuring apparatus, and three-dimensional shape measuring apparatus | |
CN106908010B (en) | A kind of curvature measurement method and device | |
KR20130140295A (en) | Apparatus for measuring distance and method thereof | |
CN103278107B (en) | The device and method of laser scanning grating compensating measure gear pattern | |
RU2551264C2 (en) | Method of determination of geometrical parameters of body cross section and device for its implementation | |
DE102004022637A1 (en) | Optical cross section and object measurement procedure uses rotation of object in laser micrometer with processing by tangent integration procedure | |
Rak et al. | Systematic errors of measurements on a measuring arm equipped with a laser scanner on the results of optical measurements | |
JP2019184430A (en) | Three-dimensional position measurement system | |
CN106736867B (en) | Machine tool chief axis double structure light quick calibrating method | |
JP2002031502A (en) | Three-dimensional measuring device | |
Hong et al. | Three-dimensional measurement method for thickness of LED tape coating based on linear array spectral confocal | |
RU2629877C2 (en) | Method of determining the position of optical sensors in the device for control of the closed product profile (versions) | |
JP4323268B2 (en) | Shape measuring device, shape measuring method, shape analyzing device | |
SU993001A1 (en) | Method of measuring linear dimensions of bodies |