SE512426C2

SE512426C2 - Method and apparatus for determining the center point coordinate of an object

Info

Publication number: SE512426C2
Application number: SE9700065A
Authority: SE
Inventors: Thorleif Josefsson; Goeran Fridh
Original assignee: Qualisys Ab
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 2000-03-13
Also published as: SE9700065L; WO1998030976A1; JP2001508209A; EP1008105A1; AU5685098A; SE9700065D0

Abstract

A method and arrangement for determining at least one dimension data for a body (11), specially data relating to centroid coordinate of an image of said body reproduced on a sensor (15) that produces a signal containing pixel data for said reproduced image (16). The method comprising: interpolating said signal and calculating a centre (<o>x</o>k) for a length (lk) of a segment representing a section of said image, and using said calculated centre (<o>x</o>k) and said length (lk) to determine the centroid coordinate (x') by summing all the products of the n power of the said lengths (lk) and centre point of each segment divided by the sum of the n power of said length (lk).

Description

15 20 25 30 512 426 2 en bildprocessor för att mottaga varje bildlinje och detektera förekomsten av en markör i varje bildlinje. Detta sker genom att jämföra varje pixelamplitud med ett tröskelvärde och indikerar när ett pixelamplitudsvärde överskrider tröskelvärdet. Sedan adderas ett offsetvärde representerande skillnaden mellan pixelarnplitudsvärdet och trö skelvärdet till en löpande summa av arnplitudvärden för den upptäckta markören. Offsetvärdet används för att beräkna det momentana värde för varje pixel i varje markör baserad på bildpunktsläget i avsökningslinjen. Det beräknade momentana linj evärdet adderas sedan till en löpande totalsumma av arnplitudvärden för den upptäckta markören. An image processor for receiving each image line and detecting the presence of a marker in each image line. This is done by comparing each pixel amplitude with a threshold value and indicating when a pixel amplitude value exceeds the threshold value. Then, an offset value representing the difference between the pixel amplitude value and the threshold value is added to a running sum of the amplitude values of the detected cursor. The offset value is used to calculate the instantaneous value for each pixel in each cursor based on the pixel mode of the scan line. The calculated instantaneous line value is then added to a running total of the field amplitude values of the detected cursor.

Amplitud- och det momentana värdet summeras för varje serie av bildpunkter för varje markör i varje bildlinje och överföres till en si gnalprocessor, som gnrpperar arnplitud- och momentsurnrnoma för varje markör tillsammans och sedan används gruppemas värde för att beräkna ett centrumpunktsvärde för varje markör. Även om ovan upp ñnning avser att lösa problemen relaterade till snabb beräkning fattas precisionen för tillämpningar med hög upplösning. Problemen kan speciellt uppkomma när man använder markörer med små dimensioner.The amplitude and instantaneous values are summed for each series of pixels for each marker in each image line and transferred to a signal processor, which groups the field amplitude and momentum values for each marker together and then uses the value of the groups to calculate a center point value for each marker. Although the above solution is intended to solve the problems related to fast calculation, the precision for high resolution applications is lacking. Problems can arise especially when using markers with small dimensions.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att övervinna ovan problem och presentar ett nytt förfarande för att snabbare och på ett en ekonomiskt sätt beräkna en centrumpunkt av en markör, företrädesvis en väsentligen cirkulär markör i realtid och genom användning av resursema i en enkel kamera, som används för att samla information.Brief Description of the Invention It is an object of the present invention to overcome the above problems and presents a new method for faster and in an economical way calculating a center point of a marker, preferably a substantially circular marker in real time and by using the resources in a simple camera, used to gather information.

Dessa ändarnål uppnås genom att använda ett förfarande känneteclmat av att interpolera signalen och beräkna ett centrum för en längd av ett segrnent representerande en sektion av bilden, och använda det beräknade centrumet och längden för att bestämrna centrumpunktskoordinaten genom att summera alla produkterna av n potensen av längdema och centrum av varje segment delat med summan av n potensen av längden.These end needles are obtained by using a method characterized by interpolating the signal and calculating a center of a length of a segment representing a section of the image, and using the calculated center and length to determine the center point coordinates by summing all the products of the power of the lengths. and the center of each segment divided by the sum of n the power of the length.

En andra parameter bestämd av ett förfarande som kännetecknas av stegen att: interpolera signalen och beräkna en längd för ett segment som representerar en sektion av bilden, och att använda den beräknade längden för att bestämma bildens area genom att använda summering av alla längder. 10 15 20 25 30 512 426 3 Uppﬁrmingen hänför sig även till en anordning för bestämning av åtminstone en dimensionsparameter för en kropp, omfattande: organ för att samla bilddata för kroppen, konverteringsenhet för att frarnställa en digitaliserad signal innehållande bildpunktsdata för den reproducerade bilden, komparatorenhet för att generera skillnaden mellan en bildpunktssignalnivå och ett tröskelvärde, beräkningsenhet för att beräkna en mittpunkt för varje segmentlängd representerande en sektion av bilden, för beräkning av en centrumpunktskoordinat och/eller en area och/eller en radie av bilden.A second parameter determined by a method characterized by the steps of: interpolating the signal and calculating a length for a segment representing a section of the image, and using the calculated length to determine the area of the image using summing of all lengths. The invention also relates to a device for determining at least one dimensional parameter of a body, comprising: means for collecting image data for the body, conversion unit for producing a digitized signal containing pixel data for the reproduced image, comparator unit to generate the difference between a pixel signal level and a threshold value, calculation unit for calculating a center point for each segment length representing a section of the image, for calculating a center point coordinate and / or an area and / or a radius of the image.

Andra fördelaktiga utfóringsexempel enligt uppfinningen kännetecknas i underkraven.Other advantageous embodiments according to the invention are characterized in the subclaims.

Kort beskrivning av ritningarna I det följande kommer uppﬁnningen att beskrivas med referens till de bifogat ritningarna, i vilka: Fig. 1 visar ett schematiskt diagram av ett enkelt rörelseanalyssystem, enligt uppfinningen.Brief Description of the Drawings In the following, the invention will be described with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a schematic diagram of a simple motion analysis system, according to the invention.

Fig. 2 visar ett blockdiagram över de viktigaste funktionerna av kameran, enligt ﬁg. l.Fig. 2 shows a block diagram of the most important functions of the camera, according to ﬁ g. l.

Fi g. 3 visar ett exempel på en markör som används i ett system, enligt föreliggande uppfinning, som har en väsentligen sfárisk forrn.Fig. 3 shows an example of a marker used in a system, according to the present invention, which has a substantially spherical shape.

Fig. 4 visar ett diagram för en analog och en digital signal som bearbetas, enligt föreliggande uppñnning.Fig. 4 shows a diagram of an analog and a digital signal being processed, according to the present invention.

Fi g. 5 visar ett schematiskt snitt genom en di gitaliserad markörbild, enligt föreliggande uppfinning.Fig. 5 shows a schematic section through a digitized marker image, according to the present invention.

Fig. 6 visar ett schematiskt dataﬂödesschema för en föredragen kamera som används i en anordning enligt föreliggande uppñnning.Fig. 6 shows a schematic data flow diagram of a preferred camera used in a device according to the present invention.

Fig. 7 visar en schematisk vy av en markörbild för rundhets kontroll.Fig. 7 shows a schematic view of a cursor image for roundness control.

Grundläggande teori Ett analogt system använder huvudsakligen en konventionell videosignal från en karnera som en insignal. Medelst sagda signal beräknas X- och Y-koorclinaterna för markören, som skiljer sig från omgivningarna genom ljusintensitet. Målet är att mäta en markörrörelse så noggrant som möjligt, d.v.s. onoggrannheten, som är ett resultat av videosignalen bestående av en uppsättning ändliga antal punkter minimeras. 10 l5 20 512 426 4 Videosignalen består av ett antal linjer, vilka avsökes i kronologisk ordning. En markör genererar en bild, som sträcker sig över en eller ﬂera linjer. Medelst en komparator kan början och slutet av en markörsektion på en linje bestämmas. Markörens bild på en linje kallas ett segment. Tiden uppmättes delvis från början av linjen till början av segmentet (XS) och delvis från början av linjen till slutet av segrnentet (XC). Medelvärdet av dessa två perioder är ett mått för positionen av ett segment i utrymmet, i horisontell riktning (om linjema är horisontella) medan serienumret (S) för linjen är ett mått lör läget av segrnentet i den vertikala riktningen. Längden I av segmenten är då X,- XS.Basic theory An analog system mainly uses a conventional video signal from a karnera as an input signal. By means of said signal, the X and Y co-clinics of the cursor are calculated, which differ from the surroundings by light intensity. The goal is to measure a cursor movement as accurately as possible, i.e. the inaccuracy, which is a result of the video signal consisting of a set of finite number of points is minimized. 10 l5 20 512 426 4 The video signal consists of a number of lines, which are scanned in chronological order. A cursor generates an image, which extends over one or your lines. By means of a comparator, the beginning and end of a cursor section on a line can be determined. The cursor image on a line is called a segment. The time was measured partly from the beginning of the line to the beginning of the segment (XS) and partly from the beginning of the line to the end of the segment (XC). The mean of these two periods is a measure of the position of a segment in space, in the horizontal direction (if the lines are horizontal) while the serial number (S) of the line is a measure of the position of the segment in the vertical direction. The length I of the segments is then X, - XS.

X- och Y-koordinaterna för markören, Xm respektive Ym, erhålles genom formlema 1 och 2: E (Xe-Xs) . (Xfxs) X = 2 1 m E (X e _Xs) ( ) z 2 (çxg-XS) - S) (2) m 2 (X e _Xs) Tecknet 2 indikerar att summer-ingen utföres över alla segçmenten som är en del av markörbilden.The X and Y coordinates of the marker, Xm and Ym, respectively, are obtained by formulas 1 and 2: E (Xe-Xs). (Xfxs) X = 2 1 m E (X e _Xs) () z 2 (çxg-XS) - S) (2) m 2 (X e _Xs) The sign 2 indicates that the sum is performed over all segments that are a part of the cursor image.

Ovanstående är lärnplig för en analog signal. Liknande beräkningar kan utföras om bildpunkter från en digital detektor överförs till en annan ordning än linj Där beräknas mittpunkterna för alla bildelement som är en del av samma markör. Först kan bildelementet översättas till linjer och sedan kan beräkning utföras, enligt det analoga fallet.The above is mandatory for an analog signal. Similar calculations can be performed if pixels from a digital detector are transferred to an order other than line There, the midpoints of all pixels that are part of the same cursor are calculated. First, the pixel can be translated into lines and then calculation can be performed, according to the analog case.

Tidpunktema XS och X, kan mätas med en elektronisk räknaranordrring ansluten till en oscillator.The times XS and X, can be measured with an electronic counter device connected to an oscillator.

Räknaren startar i början av linjen och avläses när början och slutet av ett segment nås. Ett problem är att oscillatorﬁekvensen, på grund tekniska eller ekonomiska orsaker begränsad. I det digitaliserade fallet kan problemet vara att bildelementet inte kan vara så små som erfordras. 10 15 20 25 512 426 5 För att övervinna detta problem i det analoga fallet är en komparator anordnad, vilken starter en integrator, vilken genererar en linjär potentialramp, som starter från en potential V, till V, vid tiden XS. Rarnpen samplas sedan och mäts när räknaren slår om mellan två värden. Punkten när rampen passerar ett förutbestärnt tröskelvärde används för att deﬁniera tiden Xss. Skillnaden mellan XS och XS, är en konstant och den bestäms av integratorn och fördröjningarria i komparatom. Tiden XS, beräknas med lätthet från de uppmätta punktema på potentialrampen vid tiden för omslag av rälcriaren förutsatt att åtminstone två punkter på rampen är uppmätta. Om till exempel två värden uppmäts, V, vid t, och V, vid t, och V0 är mellan V, och V2, interpoleras XS, via formel 3: ' _ t + (f2-f1)-(V0'V1) X 3 VTVI t> ss'l Tiden X, uppmäts på samma sätt. I detta utförande används en linjär ramp, eftersom beräkningarna blir enklare, emellertid kan andra kurvor användas.The counter starts at the beginning of the line and is read when the beginning and end of a segment are reached. One problem is that the oscillator sequence, due to technical or economic reasons, is limited. In the digitized case, the problem may be that the pixel may not be as small as required. To overcome this problem in the analog case, a comparator is provided, which starts an integrator, which generates a linear potential ramp, which starts from a potential V, to V, at time XS. Rarnpen is then sampled and measured when the counter switches between two values. The point when the ramp passes a predetermined threshold value is used to denote the time Xss. The difference between XS and XS, is a constant and it is determined by the integrator and the delay series in the comparator. The time XS, is calculated with ease from the measured points on the potential ramp at the time of reversal of the rail crane, provided that at least two points on the ramp are measured. For example, if two values are measured, V, at t, and V, at t, and V0 are between V, and V2, XS is interpolated, via formula 3: '_ t + (f2-f1) - (V0'V1) X 3 VTVI t> ss'l Time X, measured in the same way. In this embodiment, a linear ramp is used, as the calculations become simpler, however, other curves can be used.

Detaljerad beskrivning av ett utfóringsexempel Ett enkelt schematiskt system, enligt föreliggande uppfinning, visas i fig. 1. Systemet omfattar åtminstone en kamera 10 riktad mot ett föremål, i detta fall en människolcropp 12, som ska analyseras och åtminstone en markör ll fäst vid föremålet 12.Detailed Description of an Embodiment A simple schematic system, according to the present invention, is shown in Fig. 1. The system comprises at least one camera 10 directed towards an object, in this case a human body 12, to be analyzed and at least one marker 11 attached to the object 12. .

Kameran 10 kan vara ansluten till en dator 13 för ytterligare bearbetning av mottagna signaler från kameran lO.The camera 10 may be connected to a computer 13 for further processing of received signals from the camera 10.

I det ﬁálj ande sker hänvisningar till ett utförande av ett system som opererar inom IR regionen, d.v.s. karneran “ser” kroppar som utsänder infraröd strålning. Ett exempel på en väsentligen sfärisk markör 25 visas i ﬁg. 3 försedd med en reﬂekterande yta. Karneran 10 kan förses med medel för att utsända lfR-ljus, vilket reﬂekteras sedan av markören 25. Den speciella formen av markören möjliggör för kameroma att ﬁ'ån olika vinklar erhålla en cirkulär form för en korrekt positionering. 10 15 20 25 30 512 426 6 1 detta utförande är kameran 10 utrustad med en CCD-enhet, som huvudsakligen opererar på samma sätt som beskrevs ovan. Blockschemati ﬁg. 2 visar schematiskt några viktiga delar av kameran 10 avsedd för att utföra förfarandet enligt uppﬁnningen.In the following, references are made to an embodiment of a system operating within the IR region, i.e. the cornea "sees" bodies that emit infrared radiation. An example of a substantially spherical marker 25 is shown in ﬁg. 3 provided with a reflecting surface. The frame 10 can be provided with means for emitting lfR light, which is then reflected by the marker 25. The special shape of the marker enables the cameras to obtain a circular shape at different angles for a correct positioning. In this embodiment, the camera 10 is equipped with a CCD unit which operates in substantially the same manner as described above. Block diagram ﬁ g. 2 schematically shows some important parts of the camera 10 intended for carrying out the method according to the invention.

Kameran 10 innefattar optiska element 14 såsom linser och annat fokuseringsorgan (inte visade) för att projicera bilden 16 av en marköranordning 1 1 på en CCD-enhet 15. Ytan av CCD-enheten avsöks sedan och bildsignalema omfattande pixelinforrnation omvandlas till en lämplig videosignal medelst en omvandlingsenhet 17, vilken kan vara integrerad i CCD-enheten. Videosignalen som representerar bildlinjema sändes sedan seriella eller parallella till en bearbetningsenhet 18.The camera 10 includes optical elements 14 such as lenses and other focusing means (not shown) for projecting the image 16 of a marker device 11 onto a CCD unit 15. The surface of the CCD unit is then scanned and the image signals comprising pixel information are converted into a suitable video signal by means of a conversion unit 17, which may be integrated in the CCD unit. The video signal representing the image lines is then sent in serial or parallel to a processing unit 18.

Bearbetningsenheten digitaliserar den mottagna videosignalen, till exempel används en A/D-omvandlare 19. Denna signal kan även digitaliseras i enhet 17. Bearbetningsenheten kan kommunicera med en minnesenhet, inte visad, innehållande en uppsättning av instruktioner för att kontrollera bearbetningsenheten.The processing unit digitizes the received video signal, for example an A / D converter 19 is used. This signal can also be digitized in unit 17. The processing unit can communicate with a memory unit, not shown, containing a set of instructions for controlling the processing unit.

Med hänsyn till “Grundläggande Teori”, härovan, kan bildelementen anordnas i linjer medelst ett lågpassﬁlter för att leverera en delvis kontinuerlig signal, vilken kan bearbetas som den analoga signalen. Emellertid mätes i det föredragna utiöringsexemplet varje bildelement individuellt och från det uppmätta värdet interpoleras ett värde, som bestämmer när en tröskel T passeras, i analo gi med den Grundläggande Teorin. I detta fall är integratom och komparatorn eliminerade.With regard to “Basic Theory”, above, the pixels can be arranged in lines by means of a low pass filter to deliver a partially continuous signal, which can be processed as the analog signal. However, in the preferred embodiment, each pixel is measured individually, and from the measured value a value is determined, which determines when a threshold T is passed, in analogy with the Basic Theory. In this case, the integrator and the comparator are eliminated.

Grafer, betecknade med D respektive A, representerande den digitala signalen och videosignalen visas i ñg. 4 . Axlarna representerar spänningsnivå och pixelnumret i en video- eller digital signal.Graphs, denoted by D and A, respectively, representing the digital signal and the video signal are shown in ñg. 4. The axes represent the voltage level and the pixel number of a video or digital signal.

Tillbaka till fig. 2, överföres den digitaliserade signalen över till en komparatorenhet 20, som interpolerar individuellt samplade värden omkring det förutbestämda tröskelvärdet, även kallat videonivån, vilken kan erhållas från en minnesenhet 21. Som beskrevs ovan, är ändamålet att bestämma när arnplituden för signalen passerar tröskelvärdet T. Varje passage representerar en start- och stopp-koordinat av varje segment med en hög upplösning, vilken kan vara omkring 30 x antal bildpunkter på en rad. I en beräkningsenhet 22 utföres följande beräkning: 512 426 T-Vl V2 - V1 Xhögllppläsning = + (4) Där V, och V, är signalnivåema för föregående respektive efterföljande bildpunkter, mottagna från komparatorenheten 20.Back to Fig. 2, the digitized signal is transmitted to a comparator unit 20, which interpolates individually sampled values around the predetermined threshold value, also called the video level, which can be obtained from a memory unit 21. As described above, the purpose is to determine when the field amplitude of the signal passes the threshold value T. Each passage represents a start and stop coordinate of each segment with a high resolution, which can be about 30 x the number of pixels in a row. In a calculation unit 22, the following calculation is performed: 512 426 T-V1 V2 - V1 Xhigh reading = + (4) Where V, and V, are the signal levels of the previous and subsequent pixels, respectively, received from the comparator unit 20.

Här kan formel 4 betraktats som ett specialfall av forrnel 3.Here, formula 4 can be considered as a special case of formula 3.

Bildpunlctsnurnret kan erhållas från en räknare (inte visad). Beroende av komponenterna som används, kan nivåerna V, och V, mätas med en upplösning av 10 bitar, bildpuriktsnurnret (MSB) 9 bitar och (T-V,)/(V2-V,) 7 bitar. Sedan kan mittpunkten x' av markören beräknas i en beräkningsenhet 22 medelst föregående värde lagrat i en minnesenhet 23, genom användning av 10 formel (5): x=_í'-. (s) ZUVS) yU-kí (o n 21,, där Ik är längden av segmentet k (d.v.s., Xck-Xsk), enligt ﬁg. 5, S är serienumret av bildelementet, och ik är mittpunkten av segmentet k. 15 I det digitala fallet är formlerna (1) och (2) ersatta med fonnlema (5) respektive (6). Emellertid bidrar inte forrnlema ( 1) och (2) ensamma till erhållande av ett noggrant värde som önskas. För att l =lii ll Il 10 15 20 25 512 426 8 erhålla en exaktare, stabil x' med och hög resolution, berälmas n potensen av Ik. I det föredragna utföringsexemplet beräknas roten ur lk, d.v.s. n=2.The pixel number can be obtained from a calculator (not shown). Depending on the components used, levels V, and V, can be measured with a resolution of 10 bits, the image number number (MSB) 9 bits and (T-V,) / (V2-V,) 7 bits. Then the center point x 'of the cursor can be calculated in a calculation unit 22 by means of the previous value stored in a memory unit 23, by using formula (5): x = _í'-. (s) ZUVS) yU-kí (on 21 ,, where Ik is the length of the segment k (ie, Xck-Xsk), according to ﬁ g. 5, S is the serial number of the pixel, and ik is the midpoint of the segment k. In the digital case, the formulas (1) and (2) are replaced by the forms (5) and (6), however, the forms (1) and (2) alone do not contribute to obtaining an exact value desired. 10 15 20 25 512 426 8 obtain a more accurate, stable x 'with and high resolution, n the power of Ik is calculated, in the preferred embodiment the root is calculated from lk, i.e. n = 2.

Fig. 5 visar schematiskt den digitaliserade tvådimensionella bilden 26 av markören enligt ﬁg. 3.Fig. 5 schematically shows the digitized two-dimensional image 26 of the cursor according to ﬁ g. 3.

Skälet för beräkning av roten ur Ik är att erhålla en precisare värde, speciellt i cirkulära bilder, eftersom längdema av segmenten, d.v.s. IH, lk och lm, ändras mycket snabbt ju fjärran segmenten är ﬁån mittenpunkten av den cirkulära bilden.The reason for calculating the root from Ik is to obtain a more precise value, especially in circular images, since the lengths of the segments, i.e. IH, lk and lm, change very quickly the farther the segments are itten from the center of the circular image.

Med bättre stabilitet menas att små fel vid mätning av X, och XS, och möjlig avrundningsfel har mindre verkan på resultatet. Konstantcn n behöver inte vara ett heltal. Precisionsförbättringen i vertikal riktning (y') blir imponerande för en videosignal, eftersom antalet linjesegmenten i en markör är få.By better stability is meant that small errors in measuring X, and XS, and possible rounding errors have less effect on the result. The constant n does not have to be an integer. The precision improvement in the vertical direction (y ') becomes impressive for a video signal, since the number of line segments in a cursor is few.

Sedan kan lkzerna lagras i minnesenheten 23 för att underlätta berälmingar. För en cirkulär markör, beräknas arean A av avbildningen genom att använda formeln A = Elk. Det är även möjligt att beräkna radien genom att använda A= r2.1r, vilken' ger formel (7): I 2 Ik f = (7), 11: som kan beräknas i beräkningsenheten 22.Then the lczars can be stored in the memory unit 23 to facilitate ramming. For a circular marker, the area A of the image is calculated using the formula A = Elk. It is also possible to calculate the radius by using A = r2.1r, which gives formula (7): I 2 Ik f = (7), 11: which can be calculated in the calculation unit 22.

Resultatet kan sedan transformeras till en gränssnittsenhet för vidare överföring till datorenheten 13, i vilken de beräknade värdena, x' och r, kan användas för att visa positionen av markören på en skärm för simulering, positionering och andra tillämpningar.The result can then be transformed into an interface unit for further transmission to the computer unit 13, in which the calculated values, x 'and r, can be used to display the position of the cursor on a screen for simulation, positioning and other applications.

Dataﬂödet i ett föredraget utförande av en karnera 10 illustreras i fig. 6, i vilken delar med samma funktion som ovan är betecknade med samma beteckningssifﬁor. Kameran 10 är anordnad med ljuskällan 27, såsom en IR-blixt, som omger linsöppningen på kamerahuset. CCD-detektom 15 är anordnad i kommunikation med linsen 14. Signalen ﬁån CCD överföres till en videobearbetningsenhet 28, vilken efter bearbetning av videosignalen från CCD-detektorn 15 10 15 20 25 5l2 426 9 överförs den bearbetade signalen till en analog/digital-omvandlare 19. För att erhålla en synkroniserad tidsanpassning, synkronisera CCD-detektom 15, videobearbemingsenheten 28 och A/D-omvandlaren medelst en gemensam tidsanpassningssignal från en tidkontrollanordning 29, t.ex. omfattande en oscillator och en räknare. Resultatet från A/D-omvandlaren levereras till en minnesenhet 30, företrädesvis ett FIFO-minne (F irts-In-First- OUT). Ett register 31 är anordnat för att leverera en föregående data. Medelst en komparator 20, som genererar en skrivsignal, lagras företrädesvis två pixelvärden per överföring i minnesenheten 30. Dessutom anordnas pixel- och linjenumret av bildlinjen levereras av räknaren av tidkontrollanordningen 29. Data lagrad i minnesenheten 30 används sedan av en bearbetníngsenhet 32, till exempel för centrumpunldberäkning som beskrevs ovan. Dessutom är ett instruktionsminne 33 anordnat för att lagra styrinstrulctioner, en dataminnesenhet 34 för att lagra bearbetad data och en kommunikationsenhet 35 är anordnad för att överföra den bearbetade datan, till exempel till en dator.The data fate of a preferred embodiment of a carnation 10 is illustrated in Fig. 6, in which parts with the same function as above are denoted by the same designation numerals. The camera 10 is provided with the light source 27, such as an IR flash, which surrounds the lens aperture of the camera housing. The CCD detector 15 is arranged in communication with the lens 14. The signal from the CCD is transmitted to a video processing unit 28, which after processing the video signal from the CCD detector 15 transmits the processed signal to an analog-to-digital converter 19. To obtain a synchronized timing, the CCD detector 15, the video processing unit 28 and the A / D converter synchronize by means of a common timing signal from a timing device 29, e.g. comprising an oscillator and a counter. The output from the A / D converter is delivered to a memory unit 30, preferably a FIFO (F irts-In-First-OUT) memory. A register 31 is provided to supply a previous data. By means of a comparator 20, which generates a write signal, preferably two pixel values per transmission are stored in the memory unit 30. In addition, the pixel and line number of the image line is provided by the counter of the time control device 29. Data stored in the memory unit 30 is then used by a processing unit 32, e.g. center point calculation described above. In addition, an instruction memory 33 is provided for storing control instructions, a data memory unit 34 for storing processed data and a communication unit 35 is arranged for transmitting the processed data, for example to a computer.

Om väsentligen sfäriska eller cirkulära markörer används, måste systemet för korrekt beräkning genomföra en “rundhetstest”, så att endast bilder som passerar testen kan analyseras.If substantially spherical or circular markers are used, the correct calculation system must perform a “roundness test” so that only images passing the test can be analyzed.

Med hänvisning till fig. 7, som visar några segment av bilden i ett första steg, prövas symmetrin av den digitaliserade bilden av markören för att kontrollera om en rektangel, som helt omsluter alla segment är en kvadrat d.v.s. -íxmax-Xminﬂoia Ymax"Ymin , där A är en acceptabel differens.Referring to Fig. 7, which shows some segments of the image in a first step, the symmetry of the digitized image of the cursor is tested to check if a rectangle completely enclosing all segments is a square, i.e. -íxmax-Xmin ia oia Ymax "Ymin, where A is an acceptable difference.

I ett andra steg kontrolleras kvoten av kvadratens area och arean av alla segment, vilket antas ge ett idealvärde, 4/1t, om segmenten bildar en cirkel, d.v.s.In a second step, the ratio of the area of the square and the area of all segments is controlled, which is assumed to give an ideal value, 4 / 1h, if the segments form a circle, i.e.

Xmax _ Xminxymax ' Ymin) 4 : i i A 2 alla segment 11: Wil' .sin 10 15 512 426 10 Sedan testas segmentsyrrirnetrin, där cenuurnet av markören beräknas Xm, Ym, och en kontroll utföres för att se att mittpunkten av varje segment, t.ex. i x-riktningen inte avviker från Xm, d.v.s. alla segment är symrnetriskt placerade omkring Xm. Alla möjliga avvikelser regleras sedan företrädesvis till markör storleken, t.ex. i x-riktningen. Således måste alla segment uppfylla följ ande: Xmitten av segmentet " Xml 0,0 i A (Xmax ' Xmín) Även om vi har beskrivit och visat ett föredraget utförande, så är uppfinningen på intet sätt begränsad till detta utförande och variationer och modiﬁeringar kan förekomma inom ramen för efterföljande patentkraven. Bearbetningsenheten 18 kan integreras i karneran 10 elleri en periferisk enhet. Antalet enheter och deras funktioner i bearbetningsenheten 18 kan också variera.Xmax _ Xminxymax 'Ymin) 4: ii A 2 all segments 11: Wil' .sin 10 15 512 426 10 Then the segment oxygen retrin is tested, where the centrifuge of the cursor is calculated Xm, Ym, and a check is performed to see that the center of each segment, for example in the x-direction does not deviate from Xm, i.e. all segments are symmetrically placed around Xm. All possible deviations are then preferably regulated to the marker size, e.g. in the x-direction. Thus, all segments must meet the following: Xmit of the segment "Xml 0,0 in A (Xmax 'Xmín) Although we have described and shown a preferred embodiment, the invention is in no way limited to this embodiment and variations and modifications may occur. The processing unit 18 can be integrated in the core 10 or in a peripheral unit.The number of units and their functions in the processing unit 18 can also vary.

Dessutom är systemet inte begränsat till en kamera, som använder CCD-detektorer. Videosignaler från en kamera kan användas i en avsökningsapparat för att spåra och bestämma läget av en markör för centrurnpunktberälmingar.In addition, the system is not limited to a camera that uses CCD detectors. Video signals from a camera can be used in a scanning device to track and determine the position of a cursor center point marker.

Dessutom kan formen av markören variera beroende på applikationsorrrrådet. I ett robotsystem kan till exempel en trapetsoid fonnad markör användas. 10 15 20 25 512 426 11 HÄNVISNINGSBETECIGVINGAR 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23' 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Kameracnhet Markör Föremål Dator Lins CCD-enhet Bild Konverteringsenhet Bearbetningsenhet A/D-omvandlare Komparator Minnesenhet Beräkningsenhet Mínnesenhet Gränssnittsenhet Markör Markörbild Ljuskälla Videobearbetningsenhet Tidskontrollenhet FIPO minnesenhet Register Bearbetningsenhet Programminne Dataminne KommunikationsenhetIn addition, the shape of the cursor may vary depending on the application area. In a robot system, for example, a trapezoidal shaped marker can be used. 10 15 20 25 512 426 11 REFERENCE REFERENCES 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 '24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Camera unit Cursor Object Computer Lens CCD unit Image Conversion unit Processing unit A / D- converter Comparator Memory unit Calculation unit Memory unit Interface unit Cursor Cursor image Light source Video processing unit Time control unit FIPO memory unit Register Processing unit Program memory Data memory Communication unit

Claims

.raíüzïâi i t. 10 15 30 512 426 1 l PATENTKRAV

A method for determining at least one dimensional parameter of an object (11), in particular a parameter for a center point coordinate of an image of the object reproduced on a detector (15), which generates a signal containing pixel data for the reproduced image (16), characterized of, interpolating the signal and calculating a center point (ik) for a length (Ik) of a segment k representing a section of the image, and using the calculated center point (ik) and the length (h) to determine the center point coordinate (x ') , by producing for each segment k a product of n the power of its length (Ik) and its midpoint (ik), summing these products to a first sum, producing a second sum of n the power of the length of each segment (lk) and producing a ratio for the first and second sums, which ratio constitutes the center point coordinate (x ').

Method according to claim 1, characterized in that 2.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the end or start point (i) of a segment is calculated by the following formula: where T is a predetermined threshold value, V1 and V2, respectively, are signal levels for a previous and a following pixel, and p is pixel number m.

A method for determining at least one dimensional parameter of an object (11), in particular the area of an image of the object reproduced on a detector (15), which generates a signal containing pixel data for the reproduced image (16), characterized by, Interpolating the signal and calculating a length (lk) of a segment representing a section of the image, and using the calculated length (Ik) to determine the arena (A) of the image by summing all the lengths (lk) .

Method according to claim 4, characterized in that a radius (s) of the image is calculated using the following formula:

Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that it comprises a roundness test of the image.

Method according to claim 6, characterized in that the roundness test comprises the steps: to test an image to detect if a rectangle, which completely covers all segments, is a square, and / or to calculate a ratio for the area of the square and the area for all segments, which is equal to an ideal value if the segments form a circle, and / or to test a segment symmetry, by calculating the midpoint (Xm, Ym) of the image, and checking that the center of each segment does not deviate from the midpoint, i.e. all segments are symmetrically placed around the midpoint.

Device for determining at least one dimensional parameter of an object (11), characterized in that the device comprises: means (15) for collecting image data for the object, conversion unit (19) for producing a digitized signal containing pixel data for said reproduced image ( 16), comparator unit (20) for generating a time for passing a threshold value (T), I '' lllllllllllllll 1: 1 ': L .Jia 10 512 426' IL - calculation unit (22) for calculating a midpoint (ik) ) for a length (Ik) of each segment representing a section of the image, for calculating a center point coordinate (x ') and / or an area and / or a radius of the image.

Device according to claim 8, characterized in that the means for collecting image data, the conversion unit (19), the comparator unit (20) and the calculation unit (22) are arranged in a camera unit (10).

Device according to one of Claims 8 or 9, characterized in that a timing unit (39) is provided for synchronizing the video signal and calculating the number of picture lines and / or pixels.