SU1740150A1 - Device for determining coordinates of manipulated object in working zone of robot - Google Patents
Device for determining coordinates of manipulated object in working zone of robot Download PDFInfo
- Publication number
- SU1740150A1 SU1740150A1 SU904802176A SU4802176A SU1740150A1 SU 1740150 A1 SU1740150 A1 SU 1740150A1 SU 904802176 A SU904802176 A SU 904802176A SU 4802176 A SU4802176 A SU 4802176A SU 1740150 A1 SU1740150 A1 SU 1740150A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- information
- input
- output
- control
- calculator
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: при создании устройств , предназначенных дл выработки зрительной информации робота. Сущность изобретени : в устройство, содержащее датчик текущего изображени , блок св зи, накопитель информации, коррекл тор, эталонное изображение, блок считывани , блок разверток, блок выделени максимума, блок оценки угловых координат, синхронизатор , механизм смены, дополнительно введены экстрапол тор пр мых, схема организации внутреннего цикла, вычислитель координат центра т жести текущего изображени , вычислитель линейновозра- стающей функции, блок оперативной пам ти , вычислитель углов, дополнительный накопитель информации, блок вычитани . 1 ил. у ЁUsage: when creating devices designed to generate visual information of the robot. SUMMARY OF THE INVENTION: In an apparatus comprising a current image sensor, a communication unit, an information storage device, a corrector, a reference image, a read unit, a scanner unit, a maximum extraction unit, an angular coordinate estimation unit, a synchronizer, a changer, an extrapolator is added. , scheme of organization of the internal cycle, calculator of coordinates of the center of tin of the current image, calculator of the linear-increasing function, memory block, calculator of angles, additional storage of information and subtractor unit. 1 il. yo
Description
Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при создании устройств, предназначенных дл выработки зрительной информации робота.The invention relates to mechanical engineering and can be used to create devices for generating visual information of a robot.
Целью изобретени - повышение быстродействи работы устройства при одновременном повышении точности определени координат.The aim of the invention is to increase the speed of operation of the device while improving the accuracy of determining the coordinates.
На чертеже приведена функциональна схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.
Первый и второй информационные выходы датчика 1 текущего изображени (ДТИ) подключены к первому и второму информационным входам экстрапол тора 2 пр мых (ЭП). Управл ющий выход ДТИ 1 соединен с первым управл ющим входом схемы 3 организации внутреннего цикла (СОВ Ц). Первый и второй информационные выходы ДТИ 1 подключены также к первому и второму информационным входам вычислител 4 координат центра т жести изображени (ВКЦТИ). Тактовый выход СОВ Ц 3 подключен к отдельным тактовым входам ДТИ 1, ЭП 2, ВКЦТИ 4, вычислител 5 линейно-возрастающей функции (ВЛВФ), блока 6 оперативной пам ти (БОП), вычислител 7 узлов (ВУ).The first and second information outputs of the current image sensor 1 (DTI) are connected to the first and second information inputs of the extrapolator 2 direct (EP). Control output DTI 1 is connected to the first control input of circuit 3 of the organization of the internal cycle (COW C). The first and second information outputs of the DTI 1 are also connected to the first and second information inputs of the calculator 4 coordinates of the image center of gravity (CSTI). The OWP C 3 clock output is connected to separate clock inputs of DTI 1, VL 2, VKSTI 4, calculator 5 of the linearly increasing function (VLVF), block 6 of the operational memory (BOP), calculator 7 nodes (VU).
Блок 8 св зи соединен с блоком 6, который соединен с дополнительным накопителем 9 информации ОДНИ). Информационный выход СОВ Ц 3 подключен к информационному входу ВЛВФ 5 и отдельному адресно |The communication unit 8 is connected to the unit 6, which is connected to the additional storage unit 9 of information (ONE). Information output COW Ts 3 connected to the information input of the ICF 5 and a separate address |
Јь ОО About
сл оsl o
му входу БОП 6. Первый управл ющий выход СОВ Ц 3 подключен к первому управл ющему входу ВКЦТИ 4 и отдельному управл ющему входу синхронизатора 10, а второй управл ющий выход СОВЦЗ - к второму управл ющему входу ВКЦТИ 4, управл ющему входу ВЛВФ 5, управл ющему входу БОП б и управл ющему входу ДНИ 9. Первый информационный выход ЭП 2 соединен с информационным входом ВУ 7, а второй информационный выход ЭП 2-е информационным входом СОВЦ 3. Информационный выход ВУ 7 подключен к инфор- мационному входу ДНИ 9. Третий информационный вход ВКЦТИ-4 соединен с первым информационным выходом ВЛВФ 5. второй информационный выход которого подключен к первому информационному входу блока 11 вычитани (БВ). Информационный выход ДНИ 9 подключен к второму информационному входу БВ 11, информационный выход которого соединен с инфор- мационным входом БОП 6. Первый управл ющий выход синхронизатора 10 подключен к управл ющему входу ДТИ 1 и второму управл ющему входу СОВЦ 3. Адресный выход синхронизатора 10 подключен к адресному входу блока 8 св зи (БС) и отдельному адресному входу БОП 6, информационный выход которого соединен с информационным входом ВС 8. Два информационных выхода ВС 8 соединены с отдельными входами накопител 12 информации (НИ), который оптически св зан через коррел тор 13 с блоком 14 считывани (БСЧ).the first input of the BOP 6. The first control output of the PWS-C 3 is connected to the first control input of the WKTCI 4 and the separate control input of the synchronizer 10, and the second control output of the SOVTSZ to the second control input of the WKTI-4, the control input of the WLWF 5, the control input BOP and control input DAYS 9. The first information output of VC 2 is connected to the information input of WU 7, and the second information output of VC is the 2nd information input of SCTs 3. The information output of VU 7 is connected to the information input of DAYS 9. The third information input WKSTI-4 is connected to the first information output of the VLVF 5. whose second information output is connected to the first information input of the subtracting unit 11 (BV). The information output of DNI 9 is connected to the second information input of BS 11, the information output of which is connected to the information input of BOP 6. The first control output of synchronizer 10 is connected to the control input of DTI 1 and the second control input of SCOVT 3. The address output of synchronizer 10 is connected to the address input of the communication unit 8 (BS) and a separate address input of the BOP 6, the information output of which is connected to the information input of the aircraft 8. Two information outputs of the aircraft 8 are connected to the individual inputs of the information storage 12 (NI), which It is optically coupled through the correlator 13 with a readout unit 14 (BSN).
Информационный выход БСЧ подключен к информационному входу блока 15 выделени максимума (БВМ), управл ющий выход которого соединен с управл ющими входами синхронизатора 10, блока 16 оценки угловых координат (БОУК) и механизма 17 смены (МС). Корел тор 13 механически св зан с МС 17, управл ющий выход которого соединен с вторым управл ющим входом синхронизатора 10, тактовый выход которого подключен к тактовому входу блока 18 разверток (БР). Четыре управл ющих- входа БСЧ 14 соединены с четырьм управл ющими выходами БР 18, информационный выход которого подключен к информационному входу БОУК 16.The BSP information information output is connected to the information input of the maximum allocation unit 15 (BVM), the control output of which is connected to the control inputs of the synchronizer 10, the angular coordinate estimation unit 16 (BOUK) and the shift mechanism 17 (MC). The relay 13 is mechanically connected to the MS 17, the control output of which is connected to the second control input of the synchronizer 10, the clock output of which is connected to the clock input of the sweep unit 18 (BR). Four control-BSP 14 inputs are connected to four BR 18 control outputs, whose information output is connected to the information input of BOUK 16.
Второй и третий управл ющие выходы синхронизатора 10 подключены соответственно к первому и второму управл ющим входам БВМ 15, Первый и второй информационные выходы ВКЦТИ 4 вл ютс первым и вторым информационными выходами устройства , 8 информационный выход БОУК 16The second and third control outputs of the synchronizer 10 are connected to the first and second control inputs of the BCM 15, respectively. The first and second information outputs of the WCCTI 4 are the first and second information outputs of the device, 8 the information output is BOUK 16
вл етс третьим информационным выходом устройства.is the third information output of the device.
Устройство работает циклически. На очередном цикле работы устройства ДТИ 1The device operates cyclically. At the next cycle of the device DTI 1
воспринимает изображение участка сцены, выдел ет изображение объекта манипулировани (ОМ) и начинает слежение за его контуром. При этом по сигналу Запуск, приход щему с синхронизатора 10, происходит сброс соответствующих счетчиков ДТИ 1. С ДТИ 1 снимаетс сигнал Готовность , свидетельствующий о начале слежени за контуром (по вилс видеосигнал определенной амплитуды). Синхронизаци perceives the image of the scene, selects the image of the object of manipulation (OM) and begins tracking its contour. At the same time, the Start signal arriving from synchronizer 10 resets the corresponding DTI-1 counters. With DTI 1, the Readiness signal is removed, indicating the start of tracking the loop (video signal of a certain amplitude). Sync
работы ДТИ 1 обеспечиваетс тактовым импульсом , поступающим на отдельный вход от СОВЦ 3. С ДТИ 1 снимаютс сигналы Xi, У|, характеризующие положение 1-го элемента контура изображени ОМ. СигналыThe operation of DTI 1 is provided with a clock pulse arriving at a separate input from SCTSC 3. With DTI 1, signals Xi, V | are taken, characterizing the position of the 1st element of the OM image contour. Signals
Xi, У поступают на ВКЦТИ 4, работа которого описываетс следующими выражени миXi, U are received at VKKTI 4, whose operation is described by the following expressions
Хс Hs
1one
2 N2 N
2(2УГ1), Ус i 12 (2УГ1), Us i 1
1one
NN
ZC2XMH1)ZC2XMH1)
где Хс. Ус - координаты центра т жести изображени , ограничиваемого контуром, Xi, У| - координаты 1-го элемента контура в пр моугольной системе координат, св занной с ТИ (номера столбца и строки матрицы изображени ),where Xc. Us - coordinates of the image center of the image limited by the contour, Xi, Y | - coordinates of the 1st contour element in the rectangular coordinate system associated with TI (column and row numbers of the image matrix),
N - число элементов (дискретов) в контуре .N is the number of elements (discretes) in the contour.
Сигнал, пропорциональный числу N,A signal proportional to the number N,
снимаетс с вычислител линейно возрастающей функции 5.removed from the calculator of a linearly increasing function 5.
При подходе считывающего луча ( чейки ) к краю изображени ОМ датчик 1 выдаетсигнал готовности на СОВЦЗ и переходит в режим слежени с синхронизацией от СОВЦ 3. Эта синхронизаци осуществл етс тактовыми импульсами. На выходе ДТИ 1 с каждым тактовым импульсом по вл ютс When the reading beam (cell) approaches the edge of the image, the OM sensor 1 issues a readiness signal to the SOVTSZ and goes into tracking mode with synchronization from the SOWC 3. This synchronization is performed by clock pulses. At the output of DTI 1, with each clock pulse,
координаты Xi, У| очередной точки контура, поступающие на экстрапол тор 2 пр мых, который обеспечивает построение пр мых линий. Работа экстрапол тора 2 пр мых описываетс следующим выражениемcoordinates Xi, Y | the next point of the contour, coming to the extrapolator of 2 straight lines, which ensures the construction of straight lines. The operation of the extrapolator 2 direct is described by the following expression
5050
УП V n + mUE V n + m
Хп X n + mXn X n + m
(2)(2)
где К - угловой коэффициент пр мой линии; Xn. Xn+m, УГ. Уп+m - координаты точек контура в пр моугольной системе координат , св занной с плоскостью накопител информации;where K is the slope of the straight line; Xn. Xn + m, UG. Yn + m are the coordinates of the points of the contour in the rectangular coordinate system associated with the plane of the information storage;
n - текущий элемент контура (текущий дискрет контура);n - current contour element (current contour discrete);
m - посто нное число элементов (дискретов ) контура.m is a constant number of contour elements (discretes).
Таким образом, экстрапол тор 2 осуществл ет следующие операции:запоминание координат Хп, Xn+m. Уп. Уп+m. точек контура; построение пр мых линий, проведенных через точки с координатами Хп и Xn+m, Уп и УгН-п.Thus, Extrapolator 2 performs the following operations: storing the coordinates Xn, Xn + m. Up. Yn + m. contour points; the construction of straight lines drawn through the points with coordinates Xn and Xn + m, Un and UNN-n.
С выхода экстрапол тора 2 поступает на вычислитель 7 углов сигнал, пропорциональный коэффициенту наклона пр мой. С выхода экстрапол тора 2 сигналы, характеризующие начальные (исходные) координаты обхода контура, поступают также на СОВЦ 3. Вычислитель 7 углов определ ет угол между предыдущей и текущей пр мыми лини ми.- Работа вычислител 7 узлов описываетс следующим выражениемFrom the output of the extrapolator 2, a signal proportional to the straight slope coefficient is fed to the calculator 7 angles. From the output of the extrapolator 2, the signals characterizing the initial (initial) coordinates of the loop traversal are also sent to SCREW 3. The angle calculator 7 determines the angle between the previous and current straight lines. The operation of the calculator 7 nodes is described by the following expression
$ arctg$ arctg
K2-Ki 1 + Ki Ка K2-Ki 1 + Ki Ka
где ft - угол между предыдущей и текущей пр мыми лини ми;where ft is the angle between the previous and current straight lines;
Ki и К2 - коэффициенты, определ емые по формуле (2), при этом Ki характеризует угловой коэффициент предыдущей пр мой, а Ка - текущей пр мой.Ki and K2 are the coefficients determined by formula (2), with Ki characterizing the slope of the previous straight line and Ka characterizing the current straight line.
Сигнал, пропорциональный величине угла $, поступает на дополнительный накопитель 9 информации, осуществл ющий суммирование величин следующим образомA signal proportional to the angle $ is fed to an additional storage 9 of information, which adds up the values as follows.
0(n )Z0.0 (n) Z0.
i 1i 1
где/3(п )- результирующа функци ;where / 3 (p) is the resultant function;
п - число углов р.n is the number of angles p.
На выходе накопител 9 в процессе обхода формируетс дискретный сигнал, описывающий круговой i обход контура и пропорциональный функции, представл ющей собой сумму линейно возрастающей функции и функции, характеризующей отклонени данного изображени контура ОМ от изображени контура круга.At the output of accumulator 9, a discrete signal is formed during the bypass process, describing a circular i loop traversal and proportional to a function that is the sum of a linearly increasing function and a function characterizing the deviations of the given OM contour image from the circle contour image.
Во врем второго обхода контура ОМ изображени вычислитель 5 линейно возрастающей функции строит линейно возрастающую функцию в следующем видеDuring the second circuit traversal of the OM image, the calculator 5 of the linearly increasing function builds a linearly increasing function in the following form
Кн-i- Kj+M 360 NKn-i- Kj + M 360 N
1 0, 1.2N (5)1 0, 1.2N (5)
Дл работы вычислител 5 используетс информаци со СОВЦ 3 (сигнал, характеризующий номер элемента контура, сигнал Сброс и тактовый импульс).For the operation of the calculator 5, information is used with the EEC 3 (the signal characterizing the contour element number, the Reset signal and the clock pulse).
После этого блок 11 вычитани производит вычитание линейно возрастающей функции KI+I (5) из результирующей функции ft О1 ) (4). В результате этой операции на 5 выходе блока 11 вычитани будет сигнал, характеризующий информативную часть /(п ) результирующей функцииуЗ(п ). Необходимость операции вычитани вызвана тем, что в процессе обхода контура на выхо10 де дополнительного накопител 9 информации формируетс сигнал в виде дискретной функции, представл ющей собой сумму линейно возрастающей функции и функции, характеризующей отклонени данной раз15 вертки контура изображени ОМ от развертки контура изображени круга. Последн часть функции/ (п ) вл етс информационной , а функци Кц-1 - неинформативной. Таким образом, блок 11 вычитани осу20 ществл ет следующую операциюAfter that, subtraction unit 11 subtracts a linearly increasing function KI + I (5) from the resulting function ft O1) (4). As a result of this operation, at the 5 output of the subtracting unit 11, there will be a signal characterizing the informative part / (n) of the resultant function C (n). The necessity of the subtraction operation is caused by the fact that during the loop traversal, at the output of the additional information accumulator 9, a signal is generated as a discrete function, which is the sum of a linearly increasing function and a function characterizing the deviation of this spin of the image contour of the circle OM. The last part of the function f (n) is informational, and the function Cc-1 is not informative. Thus, the subtraction unit 11 performs the following operation.
)№)-Км.(6)) No.) -Km. (6)
Сигнал, пропорциональный функции /(п ), записываетс в БОП 6. Операци Запись в БОП 6 осуществл етс с помощьюA signal proportional to the function f (n) is recorded in the BEP 6. The Record in the BOP 6 is performed using
25 управл ющих сигналов, поступающих с СОВЦ 3 (тактовый и управл ющий импульсы , сигнал, характеризующий номер элемента в контуре). Считывание информации о БОП 6 осуществл етс по сигналу от СОВЦ25 control signals from the ACEI 3 (clock and control pulses, a signal characterizing the number of the element in the circuit). Readout of the BOP 6 information is performed by a signal from the SPEI
30 3 по адресу от синхронизатора 10. При этом сигнал с БОП 6 (т.е. цифровой видеосигнал) поступает на блок 8 св зи, осуществл ющий формирование в накопителе 12 информации текущей реализации. В качестве нако35 пител 12 информации можно использовать различные ЗУ (например регистры или ЗЭЛТ). С помощью коррел тора 13 формируетс взаимнокоррел ционна функци текущей реализации (т.е. текущее изобра40 жение (ТИ) и эталонной реализацией (т.е. эталонное изображение ЭЙ). Причем эталонна реализаци выполнена в виде двух последовательно соединенных информативных частей результирующих функций30 3 at the address from the synchronizer 10. At the same time, the signal from the BOP 6 (i.e., the digital video signal) is supplied to the communication unit 8, which forms the current implementation information in the drive 12. As a source of information 12, you can use different memory devices (for example, registers or ZELT). Using the correlator 13, the mutually correlation function of the current implementation (i.e., the current image (TI) and the reference implementation (i.e., the reference image of the HI) is formed. The reference implementation is made in the form of two serially connected informative parts of the resulting functions
45 /(п ), т.е.45 / (p), i.e.
/(п )+№).(7) / (n) + No.). (7)
Применение ЭЙ в таком виде обеспечивает представление дополнительной информации , необходимой дл правильной 50 оценки угла G) (т.е. оценки смещени текущей реализации относительно эталонной реализации). ЭЙ выполнено в виде оптического изображени (например позитив фотографии ).The use of AE in this form provides for the submission of additional information necessary for a correct estimation of the angle G) (i.e. an estimate of the current implementation offset relative to the reference implementation). HEY is made in the form of an optical image (for example, a positive photo).
55 в качестве коррел тора 13 может быть использован модифицированный коррел - гор Майера-Эпплера (оптический).55 as a correlator of a torus 13, a modified correl - Mayer-Eppler mountains (optical) can be used.
Блок 14 считывани с помощью блока 18 разверток обеспечивает считывание изображени ВКФ и выдачу на блок 45 выделени максимума видеосигнала, характеризующего ВКФ. Блок 15 выделени максимума, сравнива текущий и последующий видеосигналы , выдает сигнал сравнени при равенстве (с допустимой точностью) входных видеосигналов. По сигналу сравнени БОУК 16 снимает с блока 18 разверток сигнал, характеризующий угловую координату сц.The readout unit 14 using the scanner unit 18 provides for the reading of the image of the CCF and outputting to the allocation unit 45 a maximum of the video signal characterizing the CCF. The maximum extraction unit 15, comparing the current and subsequent video signals, outputs a comparison signal when the input video signals are equal (with permissible accuracy). According to the comparison signal, BOUK 16 removes from the block of 18 sweeps a signal characterizing the angular coordinate s.
Таким образом, угол а оцениваетс путем анализа следующего выражени Thus, the angle a is estimated by analyzing the following expression
l(a)/Ј(n )Ј(n+Ј)dЈl (a) / Ј (n) Ј (n + Ј) dЈ
(8)(eight)
По сигналу сравнени с помощью механизма 17 смены осуществл етс смена ЭЙ. На этом один цикл работы устройства заканчиваетс . Следующий цикл начинаетс по сигналу от синхронизатора 10.The comparison signal, by means of the shift mechanism 17, is used to change the HI. This completes one cycle of operation of the device. The next cycle starts at a signal from the synchronizer 10.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904802176A SU1740150A1 (en) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Device for determining coordinates of manipulated object in working zone of robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904802176A SU1740150A1 (en) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Device for determining coordinates of manipulated object in working zone of robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1740150A1 true SU1740150A1 (en) | 1992-06-15 |
Family
ID=21501822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904802176A SU1740150A1 (en) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Device for determining coordinates of manipulated object in working zone of robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1740150A1 (en) |
-
1990
- 1990-03-12 SU SU904802176A patent/SU1740150A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ангелов М.Л., Сыр мкин В.И. Телевизионна коррел ционно-экстремальна сенсорна система дл промышленных роботов. - Телевизионные вычислительные устройства, Томск, изд-во Томского университета, вып. 4. 1981, с. 103-108. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102739938B (en) | Camera head, pixel output level bearing calibration, camera and lens system | |
CN106165394B (en) | The control device of photographic device | |
SU1740150A1 (en) | Device for determining coordinates of manipulated object in working zone of robot | |
SE410260B (en) | KIT AND DEVICE FOR ELIMINATING INTERRUPTIONS FROM FIXED ERROR SOURCES IN THE VIDEO SIGNAL FROM A PYROELECTRIC VIDICON IR CAMERA | |
JPH0658209B2 (en) | Coordinate measuring method and device | |
CN110809113B (en) | Infrared imaging automatic focusing system based on FPGA | |
RU2153235C2 (en) | Method for tracking object and device which implements said method | |
SU1429036A1 (en) | Device for measuring speed | |
SU1481816A2 (en) | Image readout device | |
SU1425737A1 (en) | Device for reading graphic information | |
SU1501105A1 (en) | Device for colunting objects and measuring their dimensions | |
SU711596A2 (en) | Graphic information readout arrangement | |
SU1133060A1 (en) | Device for automatic following of weld joint line | |
RU1837274C (en) | Device for preliminary information processing | |
SU1383413A1 (en) | Device for counting quantity of object images | |
SU1751806A2 (en) | Device for forming second order curves on television receiver screen | |
SU1596376A1 (en) | Device for forming images of second-order curves on tv screen | |
SU1562980A1 (en) | Device for determining object coordinates | |
RU2030839C1 (en) | Charge-coupled camera | |
JPH08237521A (en) | Flaw correcting circuit for solid-state image pickup element | |
SU1107336A2 (en) | Vertical synchronization device | |
SU1608711A1 (en) | Device for selecting images of objects | |
SU1314359A1 (en) | Device for determining optimum repair period of article | |
SU1332314A1 (en) | Device for converting the coordinates for geometric correction of pictures | |
SU1269180A1 (en) | Device for displaying information on screen of cathode-ray tube |