RU32261U1 - Двухканальное телевизионное устройство измерения геометрических параметров объектов - Google Patents

Description

I IllirUli ЯИрв iiiel НшШ™ шит.™

ДВУХКАНАЛЬНОЕ ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ИАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТОВ

Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения геометрических размеров труб - внешнего и внутреннего диаметра, толщины стенки, площади поперечного сечения.

Известны телевизионные устройства для измерения геометрических параметров объектов, в том числе труб, содержащие телекамеру и устройства обработки, основанные на формировании изображения контролируемого объекта на поверхности ПЗС матрицы телекамеры с дальнейшей передачей данных в ЭВМ и программной обработкой результатов а.с. SU 1837160, М1Ш G01B21/30, бюлл. №

32,1993; а.с. SU 2052768, МКИ G 01 В 17/00, бюл. № 22, 1995; а.с. SU 1657960 , МКИ G 01 В 21/10, бюл. № 23, 1991; а.с. SU 1675664 , МКИ G 01 В 11/02, бюл. .№

33,1991; а.с. SU 1716327 МКИ G 01 В 21/20, бюл. № 8, 1992; патент RU № 2163395, G 06 К 9/52, 2000. Недостатком известных устройств является низкая точность, связанная с оптическими искажениями изображения на границах приемной матрицы, а также зависимостью размера изображения от расстояния объектива телекамеры до контролируемого объекта. Это затрудняет их применение в устройствах оперативного контроля в тех случаях, когда расстояние до контролируемого объекта не известно или не фиксировано.

Прототипом заявляемой полезной модели является двухканальное телевизионное устройство, содержащие две телекамеры, разнесенные на фиксированное расстояние и соединенные с видеоконтрольным устройством, на котором создается изображение границ контролируемого объекта Ермолов И.Н., Методы и средства неразрушающего контроля качества. М: Высшая школа, 1988, с. 260.

G 01 в 21/28, G 06 к 9/52

Недостаток прототипа заключаются в том, что устройство позволяет измерять только один размер объекта, так как здесь создается изображение тех границ объекта, расстояние между которыми нужно найти и измеряется только отклонение размера от базового значения, определяемого расстоянием между камерами. Кроме того, результат измерения сильно зависит от расстояния и взаимного расположения телекамер и объектом, которые в данном устройстве должно быть строго фиксированными.

Поставлена задача: расширить функциональные возможности устройства, то есть обеспечить возможность одновременного измерения нескольких геометрических размеров контролируемого объекта, сделав результат измерений не зависящим от расположения телекамеры относительно объекта.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известное устройство, содержащее две телекамеры, разнесенные на фиксированное расстояние, соединенные с видеоконтрольным устройством и устройством обработки изображения, введено устройство масштабирования, вход которого подключен к выходу видеоконтрольного устройства, а выход к устройству обработки. Это позволяет формировать полное изображение объекта на экране видеоконтрольного устройства и проводить измерения независимо от взаимной ориентации камеры и объекта.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена структурная схема предложенного устройства.

Устройство состоит из двух одинаковых телекамер 1 и 2, разделенных фиксированным расстоянием d, выходы которых через устройство ввода 3 соединены с видеоконтрольным устройством 4 и с одним из входов устройства обработки (компьютера) 6. Выход видеоконтрольного устройства соединен со входом устройства масштабирования 5, выход которого подключен ко входу устройства обработки 6. На фиг.1 также показаны: 7 - контролируемый объект; 8 - изображение первой телекамеры; 9 - изображение второй телекамеры; 10 - изображение

фигуры на видеоконтрольном устройстве после совмещения изображений двух телекамер.

Сущность работы устройства состоит в том, что на измеряемом объекте делается произвольная метка (точка л, фигЛа), которая от двух смещенных в пространстве телекамер будет проектироваться на разные точки экрана видеоконтрольного устройства. При совмещении изображений от двух телекамер на одном видеоконтрольном устройстве точки al и а2 будут разнесены в плоскости экрана на расстояние d (фиг.2.б), являющееся изображением заранее известной величины d, равной расстоянию между оптическими осями телекамер. Таким образом, независимо от расстояния от камеры до объекта и смещения оптической оси телекамер от центра фигуры, измеряя на экране длину отрезка d и соотнося ее реальным размером d всегда можно определить цену деления одного пиксела экрана (массштаб) . Далее подсчитывая число пикселов, соответствующих изображению контролируемой фигуры и умножая результат на цену деления, можно определить реальные геометрические размеры изделия, т.е. реальный размер R объекта определится: R MR где R - размер изделия на экране. Таким образом, независимо от взаимного расположения объекта и телекамеры в устройстве автоматически вычисляется цена деления экрана. При этом, если камерой захватывается все изображение объекта, устройство обработки можно запрограммировать не только на измерение каких-то размеров, но и проводить анализ формы, вычислять центр тяжести, момент сопротивления и т.д. Отметим, что применение трех или четырех камер разнесенных во взаимно перпендекулярном направлении даст возможность вычислять цену деления одного пиксела по двум координатным осям, что позволит повысить точность измерений.

Устройство позволяет значительно повысить точность оперативных измерений геометрических параметров объектов, сделав их независимыми от взаимного расположения телекамеры и контролируемого объекта при использовании в широком диапазоне измерений.

Claims (1)

1. Двухканальное телевизионное устройство измерения геометрических параметров объектов, содержащее две одинаковые телекамеры, разнесенные на фиксированное расстояние, соединенные через устройство ввода с видеоконтрольным устройством и устройством обработки, отличающееся тем, что к выходу видеоконтрольного устройства подключено устройство масштабирования, выход которого подключен к входу устройства обработки.