<<
>>

Метод подсветки

Данный метод состоит в проецировании светового потока на группу объектов и использовании изменения формы потока для вычисления расстояния (рис. 20.2).

Рисунок 20.2.

Измерение расстояний методом подсветки

Световая полоса, пересекающая группу предметов, формируется в виде плоского пучка света с помощью цилиндрических линз. Пересечение светового потока с объектами в рабочем пространстве фиксируется телевизионной камерой, помещенной на расстоянии В от источника света. Такая ситуация легко анализируется компьютером при определении расстояния. Например, отклонение пучков света указывает на изменение поверхности, а разрыв соответствует промежутку между поверхностями.

Для получения базовых значений расстояний вначале проводят калибровку (рис. 20.3).

Рисунок 20.3. Калибровка системы измерения методом подсветки

В большинстве систем, основанных на методе подсветки, используют цифровые изображения, полученные телекамерой и преобразованных в цифровой массив размерностью N?M. Пусть является номером столбца этого массива. Калибровка состоит в измерении расстояния В между источником света и центром линз и последующим измерением углов и . Тогда расстояние d вычисляется по формуле:

, (20-1)

где - фокальная длина линз, а

. (20-2)

Для цифрового изображения, содержащего М столбцов, приращение растояния между столбцами определяется по формуле:

(20-3)

для .

В изображении на мониторе соответствовало бы крайнему слева столбцу, а - центральному столбцу.

Угол , образованный проекцией произвольной полосы, легко получить, отметив, что:

, (20-4)

где , (20-5)

или, используя равенство (20-3),

, (20-6)

где .

Для оставшихся значений k (т.е. по другую сторону оптической оси) имеем:

, (20-7)

где

(20-8)

для .

Сравнивая уравнения (20-6) и (20-8), отметим, что . Таким образом, равенства (20-4) и (20-7) идентичны для всего диапазона . Тогда из рис. 20.3 следует, что расстояние по нормали между произвольной полосой света и плоскостью отсчета будет равно:

(20-9)

для , где вычисляется либо из уравнения (20-4), либо из уравнения (20-7).

Важно отметить, что если величины известны, номер столбца в цифровом изображении полностью определяет расстояние между плоскостью отсчета и всеми точками на полосе, отображенной на этом столбце.

Для определения плоскую вертикальную поверхность размещают так, чтобы ее пересечение со световой полосой находилось в центре плоскости изображения (т.е. у=М/2). Затем измеряют величину перпендикуляра между поверхностью и плоскостью отсчета. Из рис. 20.3 следует, что:

. (20-10)

Чтобы определить , перемещают поверхность ближе к плоскости отсчета, пока ее световая полоса не совместится с у=0 на плоскости изображения. Затем измеряют и из рис. 20.3 находят:

. (20-11)

Это завершает процесс калибровки.

Основное преимущество такой системы состоит в относительной простоте измерения расстояний. После завершения калибровки расстояние, соответствующее каждому столбцу в изображении, вычисляется с помощью уравнения (20-9), где , а результаты хранятся в памяти. Затем в процессе измерений расстояние до любой точки изображения получают путем простого определения номера ее столбца в изображении и обращения к соответствующей области памяти.

<< | >>
Источник: Е.С.Шаньгин. УПРАВЛЕНИЕ РОБОТАМИ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ. Конспект лекций. Уфа-2005. 2005

Еще по теме Метод подсветки:

  1. N 1. Общие положения и задачи криминалистического исследования материалов, веществ и изделий из них
  2. N 2. Осмотр места происшествия
  3. 4.3 Разработка метрологического обеспечения системы диагностирования технического состояния фар автотранспортных средств в режимах «ближний свет», «дальний свет» и «суммарный свет» при реализации стандартного метода измерений.
  4. Осмотр места взрыва
  5. § 7. Особенности осмотра места дорожно-транспортного происшествия
  6. ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНОЙ АНАЛИЗ — НОВАЯ ФОРМА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
  7. ИДЕОЛОГИЯ И ПОЛИТИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА ИНДУССКИХ НАЦИОНАЛИСТОВ.
  8. УЧИЛИСЬ МЫ В СИБИРИ, НАД ТОМЬЮ, НАД РЕКОЙ...
  9. КАК МОЛОДЫ МЫ БЫЛИ, КАК ИСКРЕННЕ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ЛЮБИЛИ...
  10. Красовский В. Е Комедия «Горе от ума»
  11. § 3. Применение в учебном процессе обучающе-контролирующих машин
  12. Теория событий
  13. СОДЕРЖАНИЕ
  14. Метод подсветки
  15. УТОЧНЯЮЩАЯ ДИАФАНОСКОПИЯ ПРИ НАЛИЧИИ ТЕНЕОБРАЗУЮЩИХ ОБЪЕКТОВ
  16. ИЗМЕРЕНИЕ ОФТАЛЬМОСКОПИРУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ ПО ПЛОЩАДИ
  17. УТОЧНЕНИЕ МЕСТА ОПЕРАЦИОННОГО РАЗРЕЗА ОБОЛОЧЕК ГЛАЗА ПРИ ДИАСКЛЕРАЛЬНОМ ИЗВЛЕЧЕНИИ ИНОРОДНОГО ТЕЛА
  18. Технологии применения технико-криминалистических средств в ходе осмотра места происшествия для обнаружения следов папиллярных узоров (следов рук и следов босых ног)