Интеллектуальные робототехнические системы



         

Физические и математические основы оптических систем контроля. - часть 2


Основным признаком границы изображения является перепад интенсивности освещения в направлении, перпендикулярном линии, определяющей границу. В силу наличия микронеровностей на поверхности, а также дифракции света, граница всегда будет размыта. Распределение интенсивности света I(n) в направлении, перпендикулярном границе в точке n0 имеет вид, представленный на рисунке (рис.12.5, а). Пунктиром обозначен перепад интенсивности в идеальном случае.

Производная по перемещению n от интенсивности света I(n) на границе (в точке n0) аппроксимируется кривой Гаусса (рис. 12.5, б).


где A — константа, характеризующая максимальное значение перепада интенсивности отраженного света; ? — среднеквадратичное распределение перепада интенсивности отраженного света на границе; n0 — координаты границы.


Рис. 12.5. 

Для получения распределения интенсивности I(n), зависимой от координат контролируемого изделия, необходимо количество пикселей n умножить на масштаб m0. В этом случае будем иметь распределение интенсивности света, попадающего от контролируемого изделия, в координатах, представленных в системе координат фотоматрицы телекамеры. Следует отметить, что данные координаты будут изменяться с дискретностью, равной масштабу m0, Поэтому измерение расстояний в этом случае будет осуществляться с погрешностью, равной масштабу, что недопустимо для контроля геометрических размеров сложных поверхностей.

Точность определения границ может быть значительно повышена, если интенсивность отраженного сигнала I(r) аппроксимировать функцией, зависимой от непрерывных координат r. При этом координаты, соответствующие максимальному значению перепада интенсивности, определяются дифференцированием непрерывной функции I(r) с более высокой точностью, чем в дискретном случае.

Рассмотрим решение данной задачи для двумерного случая. Перепад интенсивности на плоскости характеризуется модулем градиента функции I(x,,y) от двух переменных x, y


где переменные x и y представляют линейные величины в двух взаимно перпендикулярных направлениях и измеряемые в единицах длины.




Содержание  Назад  Вперед