DD268308A1

DD268308A1 - Schaltungsanordnung zum steuern einer auswerteeinheit fuer videosignale

Info

Publication number: DD268308A1
Application number: DD30996487A
Authority: DD
Inventors: Klaus Troeger
Original assignee: Werkzeugmaschinenbau Fz
Priority date: 1987-12-05
Filing date: 1987-12-05
Publication date: 1989-05-24

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die opto-elektronische Mess- und Prueftechnik. Eine CCD-Sensorzeile wird von Wechsellicht beaufschlagt, gibt die Bildsignale bei der Lageabtastung einer Koerperkante ab und fuehrt sie ueber einen Komparator einem synchron getakteten Zaehler zu. Zwischen Komparator und Zaehler ist in Reihenschaltung eine monostabile Kippstufe, ein vom Freigabesignal fuer die Lageermittlung gesteuertes Tor und ein Speicher eingefuegt. Nach Ueberpruefung ausreichend vorhandener Lichtintensitaet wird der Zaehler erst in der naechstfolgenden Wechsellichthalbperiode gestartet, so dass die zur Auswertung herangezogene Abtastung oberhalb der Binaerschwelle stattfindet. Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind opto-elektronische Mess- oder Pruefvorgaenge, die mit einer Schwarz-Weiss-Trennung der Bildsignale sowie ohne Rechner bei der Bildverarbeitung auskommen. Fig. 1

Description

Mindestanziihl von Abtastungen der Sensorzeile geschieht das wiederum innerhalb des Bereichs ausreichend vorhandener Lichtintensität bei ansteigender Lichtintensität, mit Sicherheit also oberhalb der Binärschwelle. Das binärisierte Videosignal bleibt entsprechend der tatsächlichen Laueinformation für die Auswertung unverfälscht.

Aur.führungibelsplel Die Erfindung wird nachfolgend e.-.hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1: ein Blockschaltbild der erfindungsgemitßen Schaltungsanordnung, Fig. 2: ein Spannungs-Zeit-Diagramm für das Videosignal

Gemäß Fig. 1 ist einer CCD-Sensorzeile 1 seriell ein Komparator 2, ein ertites UND-Glied 3 mit seinem ersten Eingang, eine monoi-.tabile Kippstufe 4, ein Tor 5, ein Speicher 6, ein zweites UND-Glied 7 mit seinem ersten Eingang sowie ein Zähler 8 mit einem Aktivierungseingang nachgeschaltet. Der Ausgang des Speichers 6 ist zusätzlich auf den Steuereingang eines Umschalters 9 geführt, dessen Ausgang mit dem Referenzeingang des Komparators 2 verbunden ist. Der zweite Eingang des ersten UND-Glieds 3 ist an einer Auswahlschaltung 10 angeschlossen. Diose läßt sich mit einem Signal A programmieren. Der Ausgang des Komparators 2 und der Signalleitung des Zählers 8 sind miteinander verbunden. Am Steuereingang des Tors 5 ist ein Ft eigabesignal B für eine Lageermittlung angelegt. Der Löscheingang des Speichers 6 ist an einem Ausgang des Zählers 8 für ein Schlußsignal des Zählerumlaufs angeschlossen. Von einem Taktgenerator 11 besteht Verbindung zum Takteingang der CCD-Sensorzeile 1, zum zweiten Eingang des zweiten UND-Gliedes 7, zum Takteingang des Zählers 8 und zu einem Ausgabe-Aktivierungseingang der Auswahlschaltung 10.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt des zeitlichen Verlaufs der Videospannung dargestellt, wie er sich ohne Meß- oder Prüfobjekt ergibt. Diese Spannung folgt einem Wechsellicht, mit dem die CCD-Sensorzeile 1 beaufschlagt wird, während einer Periode T in Gestalt zweier Halbwellen j wischen einem minimalen Spannungswert Ui und einem Scheitelwert U]. Ein Spannungswert Ua kennzeichnet die untere Grenze eines Bereichs erforderlicher Lichtintensität, die als Voraussetzung für die Auswertung der abgetasteten Bildete mente erreicht sein muß. Dadurch wird vermieden, daß beispielsweise eine bestimmte Verschmutzung der Sensorelemente odor der Ausfall der Lichtquelle die Anwesenheit eines Körpers vortäuscht. Ein Spannungswert U₄ ist die gewählte Binärschwalle, derzufolge der Komparator 2 die erfaßten Bildelemente nach Hell und Dunkel bewertet. Im Verlauf der Periode T finden fünfzehn Abtastungen A der CCD-Sensorzeile 1 statt.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt: Der Komparator 2 vergleicht die von der CCD-Sensorzeile 1 ausgegebenen Videosignale mit dem Spannungswert U₃.

Nur die Abtastungen A4 bis A 6 sowie A11 bis A13 liegen im Bereich pureichender Lichtintensität. Dabei wird jedesmal auch ein ausgewählter Bildabschnitt ahgotastet, der vom Signal A in der Auswahlschaltung 10 programmiert ist. Das erste UND-Glied 3 erzeugt dadurch ein Ausgangssignai, das die monostabil Kippstufe 4 in die instabile Lage bringt, wobei an deren Ausgang ein Sperrsignal entsteht. Wird das Tor 5 durch das Freigabesignal B für die Lageermittlung zum Zeitpunkt ti durchlässig gesteuert, dann wird die ausreichend vorhandene Lichtintensität des ausgewählten Bildabschnitts mit Sicherheit erstmalig in der Abtastung A6 erkannt. Das von der monostabilen Kippstufe 4 ausgegebene Sperrsignal verhindert, daß der Speicher 6 gesetzt und über das zweite UND-Glied 7 der Zähler 8 gestartet wird. Die Sperrung endet, wenn die monostabile Kippstufe 4 wieder in ihre stabile Lage zurückgekippt ist. Durch geeignete Dimensionierung muß das im Verlauf derjc,gen Abtastungen A geschehen, dis unterhalb des Spannungswertes U₃ stattfinden. Wegen des immer noch durchlässig gesteuerten Tors 5 wird mit der Abtastung A11 die Kontrolle ausreichend vorhandener Lichtintensität wiederholt. Der Speicher 6 wird bei der erneuten Abtastung des ausgewählten Bildabschnitts gesetzt. Sein Ausgangssignal steuert den Umschalter 9 in die Altemativstellung, wodurch der Komparator 2 an seinem Referenzeingang anstelle des Spannungswerts Uj den Spannungswert U₄ für die Binärschwelle zugeführt erhält. De Abtastung A12 wird zur Bildauswertung herangezogen. Der Zähler 8 übornimmt das binärisierte Videosignal unmittelbar vom Ausgang des Komparators 2 und erfaßt einen Binärsignalwechsel entsprechend der zu messenden oderzu prüfenden Lage einer Körperkante. Am Ende der Abtastung A12 erreicht auch der Zähler 8 seine Endstellung im Umlauf und gibt ein Schlußsignal auf den Löscheingang des Speichers 6. Dadurch wechselt der Umschalter 9 wieder in seine Ausgangsstellung zurück. Der Vorgang wiederholt sich, solange das Freigabesignal am Steuereingang des Tors 5 anliegt.

Claims

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2 Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zum Steuern einer Auswerteeinheit für Videosignale, die eine von Wechsellicht beaufschlagte CCD-Sensorzeile bei der Lageabtastung einer Körperkante ausgibt und über einen Komparator einem synchron zur CCD-Sensorzeile getexteten elektronischen Zähler zuführt, unter Verwendung einer Mindestgröße der Lichtintensität als Auswertevoraussetzung sowie einer Auswahlschaltung für einen bestimmten Bildabschnitt der von der CCD-Sensorzeile insgesamt erfaßten Szene, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Komparator (2) und dem Zähler (8) in Reihenschaltung eine monostabile Kippstufe (4), ein vom Freigabesignal für die Lageermittlung gesteuertes Tor (5) sowie ein Speicher (6) eingefügt sind, dem am Ausgang das Zählerstartsignal abnehmbar und am Löscheingang das Schlußsignal cas Zählerumlaufs zuführbar sind.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die optoelektronische Meß- und Prüftechnik, ihre Anwendung ist dort möglich und zweckmäßig, wo Meß- oder Prüfvorgänge auszuführen sind, die mit einer Schwarz-Weiß-Trennung der Bildsignale sowie ohne Rechner bei der Bildverarbeitung auskommen.

Charakteristik des bekannten Stande« der Technik

Aus der Zeitschrift Elektronik 1984 Heft 18 Seite 74 ist eine bei der optoelektronischen Bilderfassung und -verarbeitung eingesetzte Steuereinheit bekannt, in der ein Komparator enthalten ist, der die von einer CCD-Sensorzeile ausgegebenen Sigride binärisiert. Abhängig von der gewählten Binärschwelle wird ein Teil der erfaßten Bildelemente als hell bewertet, der (ihrige Teil als dunkel. Fin nachgeschaltetor und synchron mit der Sensorzeile getakteter Zähler bildet die Lageinformation&n der . Binärsignalwechsel und damit die Kontrastsprünge der erfaßten Bilder ab, so daß Längen von Körpern gemessen oder Lageänderungen beispielsweise von Kanten festgestellt werden können. Ein weitestgehend fehlerfrei optoelektronisch auszuführender Meß- oder Prüfvorgang setzt unter anderem voraus, daß die Lichtquellen für die Sensorelemente überhaup: Lieh! abstrahlen, und das mit einer solchen Intensität, daß mögliche Fremdeinwirkungen unerheblich bleiben. Eine hierauf gerichtete Überwachung läßt sich gemäß DE-OS 3100550 mit einem Schwellwertschalter durchführen, der das Videosignal nur dann digitalisiert, wenn eine vorbestimmte Mindestgröße der Lichtintensität vorhanden ist.

Weiterhin ist es bereits aus der Zeitschrift Technisches Messen 1985 Heft 9 Seite 328/329 bekannt, die Auswertung optoelektronisch erfaßter Bilder auf ausgewählte Bildbereiche zu begrenzen. Diese Fenstertechnik ist in Größe und Lage variier bar. Sie kann auf beliebige Teilszenen gerichtet sein, beispielsweise auf eindeutige oder für kritisch gehaltene Bildelemente, und im Extremfall nur ein einzelnes Bildelement betreffen. Obwohl diese bekannten Maßnahmen darauf abzielen, die Bilderfassung und -verarbeitung zu vereinfachen, wird die im allgemeinen damit verbundene verbesserte Erkennungssicherheit unter bestimmten Bedingungen nicht voll wirksam. Ein solcher Fall tritt dann ein, wenn mit Wechsellicht gearbeitet und der Meß- oder Prüfvorgang zu einem Zeitpunkt ausgelöst wird, der die Überprüfung der Lichtintensität bei fallender Amplitude dos Wechsellicht und dabei wiederum oberhalb und nahe der Mindestgröße der Lichtintensität bewirkt. Die Binärisierung des Videosignals wird erst im Anschluß daran freigegeben. Wird die Sensorzeile im Verlauf einer Wechsellichtperiode in geringer Wiederholung abgetastet, dann kann es vorkommen, daß diese Freigabe erst erfolgt, nachdem der momrntane Amplitudenwert des Wechsellichts bereits die Binärschwelle unterschritten hat. Es ansteht dann ausnahmslos das diesem Bereich zugeordnete Binärsignal. Die Auswertung der tatsächlichen Lage iformation der erfaßten Bildelemente ist gestört.

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soll eine /erbesserte Störsicherheit erreicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung «anordnung zum Steuern einer Auswerteeinheit 'ür Videosignale gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs so auszubil''. in, daß das Auswerteergebnis unabhängig vom Zeitpunkt der Lageermittlung ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischon dem Komparator und dem Zähler in Reihenschaltung eine monostabile Kippstufe, ein vom Freignbesignal für die Lageermittlung gesteuertes Tor sowie ein Speicher eingefügt sind, dem am Ausgang das Zählerstartsignal abnehmbar und am Löscheingang das Schlußsignal des Zählerumlaufs zuführbar sind. Bei entsprechender Dimensionierung der monostabilen Kippstufe bewirkt die erfindungsgemäße Lösung, daß die vom Freigabesignal der Lageermittlung ausgelöste Überprüfung ausreichend vorhandener Lichtintensität erst in der nächstfolgenden Wochsellichthalbperiode den Ztihler sturtet i'nd damit die Auswertung nach sich zieht. Bei vorhandener