SU1763883A1 - Способ слежени за перемещением на стенде издели с контрастной границей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в системах исследовани  движущихс  тел. / 2 Цель изобретени  - повышение точности за счет измерени  перемещени  издели , первоначально не расположенного в поле зрени  регистратора.В исходном состо нии ось сканировани  камеры регистрирующего устройства фиксирована на контрастной метке , лицевой поверхности преграды или крае освещаемого пол . В поле зрени  устройства ввод тс  контрастно черно-белые метки, не св занные с изделием, ориентированные одинаковым образом с контрастной черно- белой границей издели , вход щего в поле зрени , и расположенные за или перед траекторией его движени . В качестве метки используют расположенную на траектории лицевую поверхность преграды, с которой изделие взаимодействует в процессе регистрации , или край освещаемого пол  от осветител  размером меньше пол  зрени  регистратора. 3 з,п.ф-лы, 4 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к автоматизации баллистических экспериментов и может быть использовано в системах исследовани  движущихс  объектов.

Известен способ слежени  за перемещением издели , заключающийс  в том, что располагают зеркало перед объективом фоторегистратора с полем зрени  меньше базы слежени , совмещают поле зрени  фоторегистратора с изделием, поворачивают зеркало в соответствии с законом движени  издели  и схемой слежени  таким образом, чтобы изделие находилось в поле зрени  регистратора 1.

Недостатком способа  вл етс  низка  точность слежени  из-за отсутстви  обратной св зи, необходимость предварительного задани  закона поворота зеркала в узле сканировани ,

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  способ слежени  за перемещением изделий на стенде с контрастной границей, заключающийс  в том, что совмещают ось сканировани  электронно-оптического преобразовател  перемещени  (ЭОПП) с контрастной границей издели , наход щегос  в поле зрени  этого устройства 2.

Линза 1 (фиг,1) проектирует изображение контрастной границы 12 на фотокатод 2 камеры 3. Оптическое изображение преобразуетс  в электронное изображение 6 фо с со

00 00 ICJ

токатодом 2. Затем оно проектируетс  на апертурную пластину 4. Отклон юща  катушка 5 между фотокатодом 2 и апертурной пластиной 4 обеспечивает быстрое, без- инерционное отклонение электронного изо- бражени  6. Отклон юща  катушка возбуждаетс  генератором 7. Это приводит к тому, что и на выходе электронного умножител  8 генерируютс  импульсы, которые наход тс  в фазе с генератором сигналов, если контрастна  граница издели  12 расположена на главной оптической оси 9. Фазовый демодул тор 10 преобразует разность фаз между обоими сигналами в аналоговое напр жение, которое равно ну- лю, если разность фаз равна нулю. Усилитель 11 св зывает выход фазового демодул тора с контрольным сигналом отклон ющей , катушки 5. Данна  цепь обеспечивает обратную св зь системы. Электронное изображение всегда позиционируетс , даже если контрастна  граница издели  двигаетс  в направлении перемещени  13. Корректирующий ток в отклон ющей катушке 5 пропорционален перемещению контрастности границы относительно его фиксированного начального положени . Преобразователь напр жени  14 с фильтром низких частот 15 генерирует на выходе сигнал пропорциональный пере- мещению.

Неконтактный принцип измерени  обеспечивает фиксацию перемещени  с частотой от 0 до 400 кГц с разрешением 0,008% и погрешностью измерени  не бо- лее 1 % на базах от 0,2 до 200 м в зависимости от используемого объектива. Поле зрени  объектива соответствует щели с длиной , определ емой базой измерени , и шириной , равной 7,5% от длины. Положение камеры ЭОПП строго ориентируетс  в зависимости от направлени  перемещени  объектива и взаимного расположени  черно-белых тонов контрастной границы объекта. Ось камеры регистрирующего уст- ройства перпендикул рна направлению движени  издели .

Недостатком известного способа  вл етс  то, что высока  точность регистрации перемещени  реализуетс , только в случае, когда контрастна  граница издели  перед началом движени  предварительно захватываетс  ЭОПП. Таким образом, высокоточное измерение перемещени  издели , вход щего в поле зрени  преобразовател , в данном способе слежени  не предусмотрено .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном способе слежени  за перемещением издели , заключающемс  в том, что совмещают ось сканировани  камеры электронно оптического преобразовател  перемещений с контрастной границей издели  при вхождении его в поле зрени  преобразовател  согласно изобретению, располагают в области вхождени  издели  в поле зрени  преобразовател  черно-белую метку и совмещают с ней ось сканировани  преобразовател  в отсутствии издели .

Поставленна  цель достигаетс  также тем, что в способе слежени  за перемещением издели  метку устанавливают за или перед траекторией движени  издели  и ориентируют ее одинаковым образом с контрастной границей объекта.

Указанна  цель достигаетс  также тем, что в качестве метки используют лицевую поверхность преграды стенда, с которой изделие взаимодействует в процессе регистрации .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что, в качестве метки используют световое п тно формированное с размерами меньше , чем поле зрени  преобразовател .

После перекрыти  контрастной границы метки регистратор начинает сканировать вдоль пол  зрени  (вдоль щели), выискива  контрастную границу с подобным расположением черно-белых тонов. После ее нахождени , а она св зана теперь с перемещающимс  изделием, он ее захватывает и сопровождает до тех она не выйдет из его пол  зрени . Затем он вновь производит сканирование и захватывает ближайшую подобную контрастную границу. Ею может  вл тьс  друга  граница, св занна  с этим или иным изделием, или исходна  контрастна  метка, вновь по вивша с  в поле зрени  регистратора после прохождени  издели . В случае отсутстви  контрастной границы регистратор производит непрерывное сканирование и продолжает запись информации в пам ть аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) вплоть до ее полного заполнени .

Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вл емый способ отличаетс  тем, что в нем располагают в области вхождени  издели  в поле зрени  преобразовател  контрастную черно-белую метку и совмещают в ней ось сканировани  преобразовател  в отсутствии издели . Метку устанавливают за или перед траекторией движени  издели  и ориентируют ее одинаковым образом с контрастной границей объекта. Причем в качестве метки может служить лицева  поверхность

преграды стенда или световое п тно сформированное с размерами меньше, чем поле зрени  преобразовател . Таким образом, за вл емое техническое решение соответствует критерию новизна.

Сравнение за вл емого решени  не только с прототипом, но и с другими техническими решени ми в данной и смежных област х техники не позволило вы вить в них признаки, сходные с существенными отличительными признаками в за вл емом способе. Это позвол ет сделать вывод о его соответствии критерию существенные отличи .

Сущность изобретени  по сн етс  чертежами , где на фиг.2 показаны схема стенда , на котором реализован способ (фиг.2а) и принцип слежени  (последовательность действий) с результатами - зависимостью перемещени  X от времени t (фиг.2б) дл  измерени  перемещени  на траектории издели  по его головной части, а на фиг.З - по донной части издели  при его енедрении в преграду. На фиг,4 приведена схема стенда дл  реализации способа слежени , при котором контрастна  метка создаетс  краем светового п тна.

В верхней части каждой фигуры приведена ориентаци  черно-белой контрастной границы.

Способ реализован на стенде дл  регистрации перемещени  издели , который содержит камеру 1 модели 100 Д регистрирующего устройства фирмы Zimmer, св занную кабельными лини ми с блоком управлени  2 модели 101Д, АЦП с блоком пам ти3, компьютером 4 модели HP 9000. Оптическа  ось камеры перпендикул рна траектории движени  5 издели  6, В поле зрени  камеры 7 находитс  контрастна  метка в виде вехи 8, размещенна  за траекторией движени  (фиг.2а), или в виде лицевой поверхности преграды 9 (фиг.За) на траектории. Осветитель 10 освещает в плоскости объекта, перпендикул рной оптической оси камеры, поверхность, размер которой больше (фиг.2,3) или меньше (фиг.4) пол  зрени  камеры.

В исходном состо нии ось сканировани  11 камеры 1 фиксирована на контрастной метке: границе вехи 8 (фиг.2а); лицевой поверхности преграды 9 (фиг.За) или крае 12 освещаемого пол  (фиг.4а). В случае регистрации перемещени  на траектории издели  по головной части (фиг.26) (например, после выхода из преграды) при пересечении контрастной границы метки головной частью , камера захватывает границу последней и сопровождает вплоть до выхода ее из пол  зрени . После этого ось сканировани 

перебрасываетс  вновь на контрастную границу метки.

Перемещение контрастной границы пропорционально напр жению, выдел емому регистрирующим устройством. Причем все поле зрени  соответствует размаху напр жени  в 10В, а центру пол  зрени  соответствует напр жение, равное нулю. Полученный сигнал через блок управлени 

0 2 преобразуетс  в цифровой вид АЦП и записываетс  в блок пам ти 3, В блоке управлени  предусмотрена процедура дифференцировани  аналогового сигнала. С ее помощью можно получить зависимости

5 скорости и ускорени  издели  от времени. После проведени  эксперимента с помощью специального программного обеспечени  информации1; оперативно обрабатываетс  на компьютере 4.

0 В случае регистрации перемещени  издели  в преграде по донной части (фиг.36) при пересечении контрастной границы метки головной частью (момент касани ) камера захватывает границу донной части

5 издели . Сопровождение издели  осуществл етс  до момента пересечени  донной частью контрастной метки, то есть лицевой поверхности преграды или в случае разрушени  преграды при внедрении издели  0 границы, потока лицевых фрагментов. В последнем случае камера захватывает границу потока фрагментов, движущихс  в обратную от издели  сторону, и сопровождает вплоть до выхода из ее пол  зрени  камеры.

5 После этого камера производит непрерывное сканирование темного фона пол  зрени  до полного заполнени  пам ти АЦП. Дальнейша  работа стенда описана в предыдущем примере. Регистраци  перемеще0 ни  на траектории издели  по его головной части в случае, когда контрастна  метка создана краем освещаемого пол  (фиг.46), аналогична работе стенда при наличии контрастной метки от границы вехи (фиг,26),

5 Использование данного способа слежени  за перемещением на стенде изделий с контрастной границей обеспечивает по сравнению с существующими способами высокую точность измерени  перемещени 

Claims (4)

1. 0 издели , ранее не наход щегос  в поле зрени  регистратора. Погрешность измерени  не превышает одного процента. Формула изобретени  1.Способ слежени  за перемещением

   5 на стенде изделий с контрастной границей, заключающийс  в том, что совмещают ось сканировани  камеры электронно-оптического преобразовател  перемещений с контрастной границей издели  при вхождении его в поле зрени  преобразовател , о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, располагают в области вхож- дени  издели  в поле зрени  преобразовател  контрастную черно-белую метку и совмещают с ней ось сканировани  преобразовател  в отсутствии издели .
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что метку устанавливают за или перед траекторией движени  издели  и ориентируют ее одинаковым образом с контрастной границей объекта.
3. 3.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что в качестве метки используют лицевую поверхность преграды стенда.
4. 4.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что в качестве метки используют световое п тно, сформированное с размерами меньше, чем поле зрени  преобразовател .

   а

   /

   Л

   ю

   8

   V

   Jr4-l

   Фиг. 1

   01

   Фиг.2

   j/2 )

   5 .#

   Фиа.4