SU1348644A1 - Method of measuring object position - Google Patents
Method of measuring object position Download PDFInfo
- Publication number
- SU1348644A1 SU1348644A1 SU863999448A SU3999448A SU1348644A1 SU 1348644 A1 SU1348644 A1 SU 1348644A1 SU 863999448 A SU863999448 A SU 863999448A SU 3999448 A SU3999448 A SU 3999448A SU 1348644 A1 SU1348644 A1 SU 1348644A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- envelope
- video signal
- photodetector
- unit
- discrete
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть применено при измерении перемещений объектов . Целью изобретени вл етс увеличение точности измерени за счет увеличени информативности способа путем восстановлени огибающей дискретного видеосигнала, полученного с линейно-матричного фотоприемника, и вычислени координаты знергетического центра огибающей, дискретизированной с частотой большей частоты дискретизации первичного видеосигнала. Устройство , реализующее способ, содержит источник 1 света, диафрагму 2, блок 3 формировани изображени диафрагмы, линейно-матричный фотоприемник А, блок 5 управлени фотоприемником, блок 6 выборки, блок 7 восстановлени огибающей видеосигнала, аналого-цифровой преобразователь 8, генератор 9, блок 10 вычислени координаты, регистратор 11. Вычисление координаты осуществл етс в блоке 10 в соответствии к .1 ч с формулой R N - ZI и ,- , J--1 1 1 ,м где и5 - дискретные значени огибающей видеосигнала , R - координата положени объекта, вьфаженна в количестве тактов обработки; N - длительность цикла обработки, выраженна в количестве тактов обработки; k - количество тактов обработки в огибающей. 1 ил. (Л о:) 4 00 Oi 4 4The invention relates to a measurement technique and can be applied when measuring the movements of objects. The aim of the invention is to increase the measurement accuracy by increasing the information content of the method by restoring the envelope of a discrete video signal obtained from a linear-matrix photodetector, and calculating the coordinate of the energy center of the envelope sampled at a frequency greater than the sampling rate of the primary video signal. The device implementing the method comprises a light source 1, aperture 2, a diaphragm imaging unit 3, a linear-matrix photodetector A, a photodetector control unit 5, a sampling unit 6, a video envelope recovery unit 7, analog-to-digital converter 8, a generator 9, a unit 10 coordinate calculations, the recorder 11. The coordinate calculation is performed in block 10 in accordance with .1 hours with the formula RN - ZI and, -, J - 1 1 1, m where u5 are discrete values of the video signal envelope, R is the coordinate position of the object vfazhenna in amount ve processing cycles; N is the duration of the processing cycle, expressed in the number of processing cycles; k - the number of processing cycles in the envelope. 1 il. (L o :) 4 00 Oi 4 4
Description
1one
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть применено при измерении перемещений объектов .The invention relates to a measurement technique and can be applied when measuring the movements of objects.
Цель изобретени - увеличение точности измерени за счет увеличени информативности способа путем восстановлени огибающей дискретного видеосигнала , полученного с линейно-матричного фотоприемника, и вычислени координаты энергетического центра огибающей, дискретизированной с частотой большей частоты дискретизации первичного видеосигнала.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by increasing the information content of the method by restoring the envelope of a discrete video signal obtained from a linear-matrix photodetector, and calculating the coordinates of the energy center of the envelope sampled at a frequency higher than the sampling rate of the primary video signal.
На чертеже представлена схема устройства , реализующего предлагаемый способ.The drawing shows a diagram of the device that implements the proposed method.
Устройство содержит оптически св занные источник 1 света, диафрагму 2, блок 3 формировани изображени диафрагмы и линейно-матричный фотоприемник 4, блок 5 управлени фотоприемником , первый выход Которого соединен с управл ю цим входом фотоприемника, а второй выход - с управл ющим входом блока 6 выборки, информационный вход которбго соединен с выходом фотоприемника 4, а выход - с входом блока 7 восстановлени огибающей, последовательно соединенного с аналого-цифровым преобразователем 8, генератор 9, синхронизирующий вход которого соединен с третьим выходом блока 5 управлени фотоприемником, а выход - с тактовым входом блока 10 вычислени координаты, информационный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател 8, а вход налинейно-матричного фотоприемника в дискретный видеосигнал с периодомThe device contains optically coupled light source 1, diaphragm 2, diaphragm imaging unit 3 and linear matrix photodetector 4, photodetector control unit 5, the first output of which is connected to the control input of the photodetector, and the second output from the control input of unit 6 sampling, the information input is connected to the output of the photodetector 4, and the output is connected to the input of the envelope recovery unit 7 connected in series with the analog-to-digital converter 8, the generator 9, the synchronization input of which is n with the third output of the photodetector control unit 5, and the output with the clock input of the coordinate calculation unit 10, the information input of which is connected to the output of the analog-digital converter 8, and the input of the linear-matrix photodetector to the discrete video signal with a period
дискретизации Т,, восстанавливаютsampling T ,, restore
10ten
2020
огибающую дискретного видеосигнала, дискретизируют огибающую с периодом дискретизации Т Т, , преобразуют дискретные значени U; огибающей в двоичный код, измер ют с дискретом Т временной интервал N, начало которого совпадает с началом опроса фотоприемника , а конец - с последним импульсом дискретного видеосигнала, вычисл ют координату R энергетического 15 центра огибающей относительно начала временного интервала N в соответствии с формулой к Jdiscrete video envelope, sampling an envelope with a sampling period T T,, transform discrete values of U; the binary envelope, the time interval N is measured with discrete T, the beginning of which coincides with the beginning of the photodetector survey, and the end with the last pulse of the discrete video signal, the coordinate R of the energy 15 of the envelope center is calculated relative to the beginning of the time interval N according to formula J
2 Си -- - %-:где k - количество импульсов дискре-г2 C - -% -: where k - number of pulses
тизации огибающей. Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.tization envelope. The device that implements the method works as follows.
Источник 1 света освещает диафрагму 2, изображение которой, отраженное от объекта 12, переноситс блоком 3 формировани изображени диафрагмы с помощью светоделительного элемента 1 30 и объектива 2 на поверхность фотоприемника 4. При изменении положени объекта происходит перемещение изображени диафрагмы 2 на поверхности фотоприемника 4. В начале цикла опроса фотоприемника 4 блок 5 управлени фотоприемником формирует сигнал сброса , который с третьего выхода блока 5 управлени фотоприемником поступает на входы сброса первого 10.1 и второ- чальной установки - с третьим выходом д го 10.2 накапливающих сумматоров бло- блока 5 управлени фотоприемником, ка 10 вычислени координаты, на входыThe light source 1 illuminates the aperture 2, the image of which is reflected from the object 12, is transferred by the aperture imaging unit 3 with the help of the beam-splitting element 1 30 and the lens 2 to the surface of the photodetector 4. When the position of the object changes, the image of the photodetector 4 moves. At the beginning of the survey cycle of the photodetector 4, the photodetector control unit 5 generates a reset signal, which from the third output of the photodetector control unit 5 is fed to the reset inputs of the first 10.1 and second noy installation - a third output d of 10.2 accumulator Bloch control unit 5 a photodetector 10 ka calculating coordinates to the inputs
2525
3535
информационный выход блока 10 соединен с информационным входом регистратора 11, вход записи которого соединен с управл ющим выходом блока 10 вычислени координаты. Блок 10 вычислени координаты содержит первый сумматор 10.1, второй сумматор 10,2, блок 10.3 делени , блок 10.4 вычитани , дискриминатор 10.5, блок 10.6 управлени сумматорами, блок 10.7 управлени счетчиком,счетчик 10.8, первый элемент 10.9 задержки, второй элемент 10.10 задержки, формирователь 10.11. Способ измерени положени объекта заключаетс в том, что формируют оптический, сигнал, пространственно св занный с положением объекта, преобразуют его с помощьюthe information output of the block 10 is connected to the information input of the recorder 11, the recording input of which is connected to the control output of the coordinate calculation block 10. The coordinate calculation unit 10 comprises the first adder 10.1, the second adder 10.2, the division unit 10.3, the subtraction unit 10.4, the discriminator 10.5, the adder control unit 10.6, the counter control unit 10.7, the counter 10.8, the first delay element 10.9, the second delay element 10.10, the driver 10.11. The method of measuring the position of an object is that they form an optical signal, spatially associated with the position of the object, convert it using
1348644213486442
линейно-матричного фотоприемника в дискретный видеосигнал с периодомlinear matrix photodetector to a discrete video signal with a period
дискретизации Т,, восстанавливаютsampling T ,, restore
5five
00
5five
начальной установки счетчика 10.8 и блока 10.7 управлени счетчиком и на синхронизирующий вход генератора 9. При этом первый 10.1 и второй 10.2 накапливающие сумматоры обнул ютс , в счетчик 10.8 записыва етс единица, генератор 9 синхронизируетс и вырабатывает импульсы, период которых меньше периода опроса фотоприемника. Эти импульсы поступают на тактовые входы блока 10.6 управлени сумматором и блока 10.7 управлени счетчиком . Блок 10.7 управлени счетчиком разрешает прохождение импульсов, поступающих на его тактовый вход, на счетный вход счетчика 10.8.the initial installation of the counter 10.8 and block 10.7 of the counter control and the clock input of the generator 9. The first 10.1 and second 10.2 accumulating adders are zeroed, one is recorded in the counter 10.8, the generator 9 is synchronized and produces pulses whose period is less than the period of the photodetector polling. These pulses arrive at the clock inputs of the adder control unit 10.6 and the counter control unit 10.7. The counter control unit 10.7 permits the passage of pulses arriving at its clock input to the counter input of the counter 10.8.
Блок 5 управлени фотоприемником периодически опрашивает фотоприемникThe photodetector control unit 5 periodically polls the photodetector.
3134864431348644
4, на выходе которого формируютс вин4, at the output of which the wines are formed
деосигналы, огибающа которых пропорциональна распределению освещенности в изображении диафрагмы 2.deosignals, the envelope of which is proportional to the distribution of illumination in the image of the diaphragm 2.
Сигналы, снимаемые с фотоприемника 4, поступают на вход блока 6 выборки , осуществл ющего синхронную выборку видеоимпульсов, снимаемых с фотоприемника . Частота выборки равна частоте опроса фотоприемника.The signals taken from the photodetector 4 are fed to the input of sampling unit 6, which performs a synchronous sampling of video pulses taken from the photodetector. The sampling rate is equal to the survey frequency of the photodetector.
Сигналы с выхода блока 6 выборки поступают на вход блока 7 восстановлени огибающей видеосигнала, с выхода которого видеосигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразовател 8. С выходов аналого-цифрового преобразовател 8 коды, соответствующие мгновенным значени м уровн видеосигнала , поступают на информационные входы первого накапливающего сумматора 10.1 и дискриминатора 10.5. При превышении мгновенного значени видеосигнала некоторого порога на выходеThe signals from the output of sampling unit 6 are fed to the input of the envelope recovery unit 7 of the video signal, from the output of which the video signal is fed to the input of the analog-digital converter 8. From the outputs of the analog-digital converter 8, the codes corresponding to the instantaneous values of the video signal level are fed to the information inputs of the first accumulator adder 10.1 and discriminator 10.5. When the instantaneous value of the video signal exceeds a certain threshold at the output
30thirty
3535
4040
дискриминатора 10.5 формируетс перед-25 поступает на вход делител блока 10.3 НИИ фронт импульса. Величина порога срабатывани дискриминатора устанавливаетс , исход из априорной информации об уровне помех в устройстве.The discriminator 10.5 is formed before the -25 enters the input of the splitter unit 10.3 of the scientific research institute the pulse front. The magnitude of the trigger threshold of the discriminator is established based on a priori information about the level of interference in the device.
Импульс с выхода дискриминатора 10.5 поступает на управл ющий вход блока 10.6 управлени сумматором и вход формировател 10.11. По переднему фронту этого импульса блок 10.6 управлени сумматором разрешает прохождение импульсов, поступающих на его тактовый .вход с выхода генератора 9, на тактовый вход первого накапливающего сумматора 10.1 и на вход второго элемента 10.10 задержки, с выхода которого задержанные импульсы поступают на тактовый вход второго накапливающего сумматора 10.2. Элементы 10.9 и 10.10 задержки служат дл компенсации временных сдвигов в узлах устройства.The pulse from the output of the discriminator 10.5 is fed to the control input of the adder control unit 10.6 and the driver input 10.11. On the leading edge of this pulse, the adder control unit 10.6 permits the passage of pulses arriving at its clock input from the output of the generator 9 to the clock input of the first accumulating adder 10.1 and to the input of the second delay element 10.10, from the output of which the delayed pulses arrive at the clock input of the second accumulating adder 10.2. Elements 10.9 and 10.10 delay are used to compensate for the time shifts in the nodes of the device.
На информационные входы первого накапливающего сумматора 10.1 подаютс коды мгновенных значений уровн видеосигнала. В момент прихода импульса на тактовые входы накапливающие сумматоры прибавл ют к ранее накопленным суммам коды, поступающие на их информационные входы, следовательно , после прихода п импульсов в первом и втором накапливающих сумматорах накоп тс суммы, соответствен45The information inputs of the first accumulating adder 10.1 are supplied with codes of instantaneous values of the video signal level. At the moment of arrival of the pulse to the clock inputs the accumulating adders add to the previously accumulated sums the codes arriving at their information inputs, therefore, after the arrival of n pulses in the first and second accumulative adders the sums will accumulate, respectively
5050
5555
делени , а код суммы, накопленной вторым накапливающим сумматором 10.2, поступает на вход делимого блока 10.3 делени . При этом на выходе блока 10.3 делени формируетс код част- ного.division, and the code of the sum accumulated by the second accumulating adder 10.2, is fed to the input of the divisible block 10.3 division. In this case, at the output of block 10.3, a private code is formed.
По заднему фронту импульса, сформированного дискриминатором 10.5, формирователь 10.11 формирует нм- пульс, поступающий на вход первого элемента 10.9 задержки и управл ющий вход блока 10.7 управлени счетчиком, который запрещает прохождение импульсов , поступающих на его тактовый вход, на счетный вход счетчика 10.8. Код, соответствующий числу импульсов, подсчитанных счетчиком 10.8, поступает на входы уменьшаемого блока 10.4 вычитани , на входы вычита которого поступают коды с выхода блока 10.3 делени . Код результата вычитани поступает на информационные входы регистратора 11, который его регистрирует по переднему фронту импульса, поступающего на его вход записи с выхода первого элемента задержки.On the trailing edge of the pulse formed by the discriminator 10.5, the shaper 10.11 forms a nm pulse arriving at the input of the first delay element 10.9 and controlling the input of the counter control unit 10.7, which prohibits the passage of pulses arriving at its clock input to the counter input of the counter 10.8. A code corresponding to the number of pulses counted by the counter 10.8 is fed to the inputs of the decrementing subtraction unit 10.4, the inputs from which the subtraction inputs the codes from the output of the division unit 10.3. The code of the result of the subtraction enters the information inputs of the recorder 11, which registers it on the leading edge of the pulse arriving at its recording input from the output of the first delay element.
За один цикл опроса фотоприемника 4 в регистраторе 11 будет зарегистрирован код результата, соответствующий координате энергетического центра огибающей к JDuring one survey cycle of the photodetector 4, the result code corresponding to the coordinate of the envelope energy center to J will be registered in the recorder 11
rilTU;rilTU;
R N - ,R N -,
и;and;
но ) и, и) ) и- , где и. - кодbut) and, and)) and-, where and. - code
1.1 J 11 1 -11.1 J 11 1 -1
мгновенного значени уровн видеоимпульса в момент прихода на тактовый вход первого накапливающего сумматора i-ro импульса. Если после прихода k-ro импульса мгновенное значение уровн видеосигнала становитс меньше порога срабатывани , дискриминатор 10.5 формирует на выходе задний фронт импульса, блок 10.6 управлени сумматором запрещает прохождение импульсов , поступающих на его тактовый вход, на тактовые входы накапливающих сумматоров. В первом и втором накапливающих сумматорах будут накоплек ны результаты, соответственно }7 U;the instantaneous value of the video pulse level at the moment when the first accumulating adder of the i-th pulse arrives at the clock input. If, after the arrival of the k-ro pulse, the instantaneous value of the video signal level becomes less than the response threshold, the discriminator 10.5 generates a falling edge at the output, the adder control block 10.6 prohibits the passage of pulses at its clock input to the clock inputs of accumulating adders. In the first and second accumulating adders, the results will be accumulated, respectively} 7 U;
к ) ;j);
и ) ) U . Код суммы, накопленнойand)) U. Code of the amount accumulated
j ri ;иj ri; and
первым накапливающим сумматором 10.1,the first accumulating adder 10.1,
00
5five
00
5 поступает на вход делител блока 10.3 5 arrives at the input of the divider unit 10.3
5five
00
5five
делени , а код суммы, накопленной вторым накапливающим сумматором 10.2, поступает на вход делимого блока 10.3 делени . При этом на выходе блока 10.3 делени формируетс код част- ного.division, and the code of the sum accumulated by the second accumulating adder 10.2, is fed to the input of the divisible block 10.3 division. In this case, at the output of block 10.3, a private code is formed.
По заднему фронту импульса, сформированного дискриминатором 10.5, формирователь 10.11 формирует нм- пульс, поступающий на вход первого элемента 10.9 задержки и управл ющий вход блока 10.7 управлени счетчиком, который запрещает прохождение импульсов , поступающих на его тактовый вход, на счетный вход счетчика 10.8. Код, соответствующий числу импульсов, подсчитанных счетчиком 10.8, поступает на входы уменьшаемого блока 10.4 вычитани , на входы вычита которого поступают коды с выхода блока 10.3 делени . Код результата вычитани поступает на информационные входы регистратора 11, который его регистрирует по переднему фронту импульса, поступающего на его вход записи с выхода первого элемента задержки.On the trailing edge of the pulse formed by the discriminator 10.5, the shaper 10.11 forms a nm pulse arriving at the input of the first delay element 10.9 and controlling the input of the counter control unit 10.7, which prohibits the passage of pulses arriving at its clock input to the counter input of the counter 10.8. A code corresponding to the number of pulses counted by the counter 10.8 is fed to the inputs of the decrementing subtraction unit 10.4, the inputs from which the subtraction inputs the codes from the output of the division unit 10.3. The code of the result of the subtraction enters the information inputs of the recorder 11, which registers it on the leading edge of the pulse arriving at its recording input from the output of the first delay element.
За один цикл опроса фотоприемника 4 в регистраторе 11 будет зарегистрирован код результата, соответствующий координате энергетического центра огибающей к JDuring one survey cycle of the photodetector 4, the result code corresponding to the coordinate of the envelope energy center to J will be registered in the recorder 11
rilTU;rilTU;
R N - ,R N -,
и;and;
513А8644513A8644
где R - код, зарегистрированный реги- видеосигнала, осуществл ют дискрети- стратором;зацию огибающей с периодом дискретиN - количество импульсов, накоп- зации Т Т,, преобразуют дискрет- ленных счетчиком за цикл об- ные значени U; огибающей в двоичный работки.код, измер ют с дискретом Т временной интервал N, начало которого совФормула изобретени падает с началом опроса фотоприемника , а конец - с последним импульсомwhere R is the code registered by the video signal, is carried out by the sampler; envelope with a period of discrete; N is the number of pulses, the accumulation of T T, the total values of U transform by the counter during the cycle; the envelope in the binary code. The code is measured with a discrete T time interval N, the beginning of which the invention formula falls with the beginning of the interrogation of the photodetector, and the end with the last pulse
Способ измерени положени объекта,io дискретного видеосигнала, а положение заключаюп ийс в том, что формируют объекта определ ют по координате R пространственно св занный с положени- энергетического центра огибающей от- ем объекта оптический сигнал, преоб- носительно начала временного интерва- разуют его с помощью линейно-матрич- ла N, которую вычисл ют по формуле кого фотоприемника в дискретный видео- 5) У U;The method of measuring the position of an object, io a discrete video signal, and the position lies in the fact that an object is determined by the R coordinate spatially related to the position of the energy center of the envelope of the object, the optical signal, predominantly the beginning of the time interval using the linear-matrix N, which is calculated by the formula of a photodetector in a discrete video 5) U;
сигнал с периодом дискретизации Т, R N signal with sampling period T, R N
отличающийс тем, что, с U;characterized in that, with U;
целью увеличени точности измерени , где k - количество импульсов дискревосстанавливают огибающую дискретного .тизации огибающей.the purpose of increasing the measurement accuracy, where k is the number of pulses, and the discrete-decoupling envelope of the envelope is restored.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU863999448A SU1348644A1 (en) | 1986-01-02 | 1986-01-02 | Method of measuring object position |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU863999448A SU1348644A1 (en) | 1986-01-02 | 1986-01-02 | Method of measuring object position |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1348644A1 true SU1348644A1 (en) | 1987-10-30 |
Family
ID=21213446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU863999448A SU1348644A1 (en) | 1986-01-02 | 1986-01-02 | Method of measuring object position |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1348644A1 (en) |
-
1986
- 1986-01-02 SU SU863999448A patent/SU1348644A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1067352, кл. G 01 В 21/00, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5225682A (en) | Method and apparatus for providing pulse pile-up correction in charge quantizing radiation detection systems | |
SU1348644A1 (en) | Method of measuring object position | |
RU2241246C2 (en) | Device for measuring time intervals of electric signals | |
SU739567A1 (en) | Digital integrator | |
JPH0455272B2 (en) | ||
SU1352504A1 (en) | Averaging device | |
SU1095089A1 (en) | Digital frequency meter | |
SU1016791A1 (en) | Device for determination of mutual correlation functions | |
SU1620970A1 (en) | Method and apparatus for automatic checking of focusing of images in optronic device | |
SU1379605A1 (en) | Rolled stock length pickup | |
SU1513414A1 (en) | Method of measuring time intervals between pulses | |
Hemsing | VISAR: displacement-mode data reduction | |
SU1620835A1 (en) | Optronic device for measuring linear displacements | |
RU2220402C2 (en) | Gear measuring position and movement of object | |
SU1727135A1 (en) | Device for searching maximum of correlation function | |
JPH0413905A (en) | Interference fringes counting circuit of laser length measurer | |
SU1486789A1 (en) | Method for measuring position of object | |
SU1735877A1 (en) | Device for selecting characters during recognition of images | |
SU1645977A1 (en) | Device of determine of energy of gaussian form signal | |
SU1067352A1 (en) | Method and device for measuring object position | |
SU1012230A1 (en) | Data collection and preprocessing device | |
SU920540A1 (en) | Device for extremum moment determination | |
SU1481795A1 (en) | Digital correlator for detection of echo-signals | |
SU1256180A1 (en) | Pulse repetition frequency multiplier | |
RU1833894C (en) | Autocorrelator |