Интеллектуальные робототехнические системы



         

Физические и математические основы оптических систем контроля.


Рассмотрим случай, когда производится контроль геометрических размеров на плоскости, располагаемой перпендикулярно к оптической оси телекамеры (рис. 12.3).


Рис. 12.3. 

Изображение, зафиксированное телекамерой, записывается в память компьютера как двумерный массив координат точек анализируемой поверхности в пикселях1).

При определении расстояния между точками на плоскости (рис. 12.3) первоначально определяется масштаб m0 — количество единиц длины, приходящихся на один пиксель. Рассмотрим эталонный отрезок ab длиной A (мм), расположенный на расстоянии L от оптического центра объектива. На фотоматрице телекамеры этому отрезку соответствует отрезок a1b1 длиной B1, измеренный в пикселях. Масштаб определяется отношением


Если отрезок ab сместить на расстояние ? вдоль оптической оси a1a, то согласно правилу подобия получим


Поделив левые и правые части полученных равенств друг на друга, получим


Из (12.2) следует, что взаимосвязь между масштабами при параллельном переносе объекта контроля на расстояние определяется зависимостью


Для определения геометрических размеров анализируемой поверхности используется дифракционная решетка (4, рис. 12.2), которая представляет прозрачную пластину с нанесенными на ней темными полосами (рис. 12.4). Например, решетка, имеющая размер в плане 50x50 мм, расстояние между линиями и их ширину — 1 мм, при точности нанесения линий 1 мкм позволяет на расстоянии L=1,5—2 м выполнять измерение с точностью 6 мкм.


Рис. 12.4. 

С помощью дифракционной решетки можно получить полную (непрерывную) информацию о контролируемой поверхности, попадающей в поле зрения фотоматрицы. Точность измерения лимитируется частотой полос эталлонной решетки, которая не должна превышать пяти пикселей фотоматрицы, при этом промежуточные значения, описывающие контролируемую поверхность, получают аналитически.

Теперь, когда понятна общая схема, связанная с фиксацией изображения в телекамере и масштабированием размеров контролируемого изделия, рассмотрим задачу определения границ изделия по перепадам интенсивности света, попадающего на каждый пиксель фотоматрицы.


Содержание  Назад  Вперед