DE2702452A1

DE2702452A1 - Erkennungseinrichtung

Info

Publication number: DE2702452A1
Application number: DE19772702452
Authority: DE
Inventors: Masakazu Ejiri; Sadahiro Ikeda; Takeshi Uno; Toshikazu Yasue
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-01-23
Filing date: 1977-01-21
Publication date: 1977-07-28
Also published as: NL176716C; US4136957A; DE2702452C2; NL176716B; GB1573142A; NL7700668A

Description

PATENTANWÄLTE
SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS

MARIAHILFPLATZ 2 & 3. MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95O16O. D-8OOO MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. 21. Januar 1977

DA-5399

■ErkennunRseinrichtunp;

Die Erfindung betrifft eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Form und Lage eines Objektes und insbesondere eine Erkennungseinrichtung, die bei Werkzeugmaschinen, automatischen Geräten und/oder Automaten eingesetzt werden kann, um mit diesen Maschinen Gegenstände oder Einrichtungen zu bearbeiten, zu verarbeiten oder zu behandeln, deren Lagen unbestimmt sind, und um eine richtige Auswahl eines bestimmten, zu bearbeitenden oder zu verarbeitenden Gegenstandes aus einer Gruppe von Objekten oder Gegenständen vornehmen zu können.

Bis jetzt wurden Lichtpunktabtaster, sogenannte Flying Spot Scanner zur Informationsgewinnung über ein Objekt verwendet, um die Form und Lage eines Objektes oder eines Gegenstandes zu erkennen oder zu ermitteln.

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Bei einem solchen Lichtpunktabtaster wird ein einziger Lichtstrahl auf einen Gegenstand auffallen gelassen und dann ein vom Gegenstand reflektiertes Licht in ein elektrisches Signal umgesetzt. Bei dieser Anordnung wird der Lichtstrahl abgelenkt und beleuchtet einen grossen Raum oder eine grosse Fläche jeweils teilweise und schrittweise und die Lichtinformation-Empfangseinrichtung empfängt das reflektierte Licht ungerichtet. Daher gelangt nicht nur das vom Abtastlichtstrahl verursachte, reflektierte Licht, sondern auch das von anderen Lichtquellen kommende Licht, beispielsweise Sonnenstrahlen, unbeabsichtigt in die Lichtinformation-Empfangseinrichtung. Es ist daher praktisch unmöglich, zwischen dem dem abtastenden Lichtstrahl entsprechenden, reflektierten Licht und anderem reflektierten Licht sicher und richtig zu unterscheiden. Daher kann der herkömmliche Lichtpunktabtaster nur dann zufriedenstellend arbeiten oder eingesetzt werden, wenn sich das Objekt und die Lichtinformation empfangene Einrichtung in einem bestimmten Zustand oder einer bestimmten Umgebung, beispielsweise in einer von Licht abgeschirmten Dunkelkammer oder in einem von Licht abgeschirmten, verdunkelten Raum befinden, so dass der herkömmliche Lichtpunktabtaster nur begrenzt verwendet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Erkennungseinrichtung zu schaffen, die die Erkennung der Form und Lage des Gegenstandes unabhängig vom Beleuchtungszustand, d. h. unabhängig davon durchführen kann, welchem Licht oder welchen Beleuchtungsverhältnissen das Objekt ausgesetzt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemässe gelöst durch eine erste Einrichtung, die ein Gebiet auf dem Objekt mit einem einen bestimmten Querschnitt aufweisenden Bündel aus im wesentlichen parallelen Lichtstrahlen bestrahlt, eine zweite Einrichtung, die eine Lichtinformation aus dem Gebiet, in dem wenigstens der Bereich liegt, auf dem das Bündel parallel auf Lichtstrahlen auffällt, in ein Bildsignal umsetzt, und eine dritte Einrichtung, die aus dem Bildsignal ein spezifisches Muster

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ORlQiNAL INSPECTED

entsprechend dem Querschnitt des Bündels der parallelen Lichtstrahlen extrahiert und die Lage dieses spezifischen Musters in der Bildsignalfläche bestimmt.

Die erfindungsgemässe Aufgabe wird weiterhin durch in Anspruch 8 angegebene Erkennungseinrichtung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser erfindungsgemässen Erkennungseinrichtungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine Erkennungseinrichtung, die die Erkennung der Form und Lage eines Gegenstandes unabhängig davon sicher und zuverlässig feststellt, wie die Beleuchtungsverhältnisse aussehen und wie das Objekt beleuchtet ist. Mit der erfindungsgemässen Erkennungseinrichtung ist es weiterhin möglich, die Lage eines Objektes dreidimensional zu erkennen und zu ermitteln. Barüberhinaus kann mit der erfindungsgemässen Erkennungseinrichtung die Form und Lage nur eines ausgewählten Gegenstandes erkannt und ermittelt werden.

Die erfindungsgemässe Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Form und Lage eines Objektes besitzt also eine Einrichtung, mit der ein Strahlenbündel mit einem bestimmten Querschnitt auf ein das Objekt umfassendes Gebiet abgestrahlt wird, eine Einrichtung, die die aus diesem Gebiet kommende Lichtinformationen in Bildsignale umsetzt, sowie eine Einrichtung, die aus diesen Bildsignalen ein bestimmtes Muster entsprechend dem Teil extrahiert oder aussondert, auf dem das Strahlenbündel auffällt, und eine Einrichtung, die die Lage des Musters auf der Bildfläche ermittelt, wodurch das Vorhandensein, die Form und die Lage des Objektes aus der Information auf der Bildfläche erkannt und ermittelt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 die Grundanordnung eines Erkennungssystems, bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird,

Fig. 2 bis 5 Darstellungen, die der Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Erkennungseinrichtung dienen,

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung mit den Bildverarbeitungseinrichtungen, die bei der in Fig. 1 dargestellten Erkennungseinrichtung verwendet werden,

Fig. 7 bis 9 verschiedene Ausführungsformen von Schaltungen, die einen Teil der in Fig. 6 dargestellten Schaltung bilden,

Fig.10 ein Ausführungsbeispiel für die praktische Anordnung und Ausbildung der Beleuchtungseinrichtung, die bei der in Fig. 1 dargestellten Erkennungseinrichtung verwendet wird,

Fig.11 und 12 Darstellungen, die der Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 10 dargestellten Beleuchtungseinrichtung dienen,

Fig.13a bis 13c Darstellungen, die zur Erläuterung der Art und Weise dienen, wie die spezifischen Muster eines bei der Erkennungseinrichtung verwendeten Strahlenbündels geführt werden oder verlaufen, Fig.14 eine weitere grundsätzliche Anordnung der Erkennungseinrichtung gemäss der Erfindung,

Fig.15 eine Schaltung für die Signalverarbeitungseinrichtung, die bei der in Fig. 14 dargestellten Erkennungseinrichtung verwendet wird,

Fig.16a und 16b Darstellungen, die die Erzeugung eines gemäss der vorliegenden Erfindung vorgesehene Vorhersagebereiche bzw. vorhergesagten Bereiche wiedergeben, Fig.17 eine Schaltung, die einen Teil der in Fig. 15 dargestellten Schaltungsanordnung bildet und

Fig.18 eine Schaltung, die eine Abwandlung der in Fig. 17 dargestellten Schaltung ist.

In Fig. 1, in der die Grundanordnung einer erfindungsgemässen Erkennungseinrichtung dargestellt ist, bildet ein Beleuchtungs-

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2 7 υ 2 Λ b ^

gerät 1 die erste Einrichtung zum Bereitstellen eines Bündels aus im wesentlichen parallelen Lichtstrahlen, oder kurz eines im wesentlichen parallelen Lichtbündels. Ein Bildaufnahmegerät 2, beispielsweise eine Fernsehkamera entspricht der zuvor erwähnten zweiten Einrichtungen und eine Bildverarbeitungseinrichtung 5 entspricht der zuvor genannten dritten Einrichtung. Ein rechteckiger zu erkennender Gegenstand oder Körper ist mit dem Bezugszeichen 4· versehen. Der Weg, den das Strahlenbündel durchläuft und das Gesichtsfeld des Bildaufnahmegerätes sind mit gestrichelten Linien dargestellt. Es sei angenommen, dass der Querschnitt des Strahlenbündels kreisförmig ist. Mit dem Bildaufnahmegerät 2 erhält man bei der zuvor beschriebenen Anordnung der einzelnen Einrichtungen daher ein Bild, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Bereich 5a auf dem Objekt 4-, das von dem parallelen Lichtstrahlbündel spezielle beleuchtet wird und der Bereich 5b in dem dem beleuchteten Bereich entsprechenden Bild schraffiert dargestellt. Dies sind Bereicht mit grösseren Intensitäten bzw. stärkerer Ausleuchtung als die anderen Bereiche oder die Restbereiche auf dem Gegenstand bzw. im Bild.

Wenn das Bild von Fig. 2 vom Bildaufnahmegerät 2 als zeitbezogenes Signal der Bildverarbeitungseinrichtung 3 übertragen wird, sucht die Bildverarbeitungseinrichtung 3 nach einem ein kreisförmiges Muster mit grösserer Intensität bildenden Bereich, aus dem vom Bildaufnahmegerät 3 bereitgestellten Signal und stellt die Lage des Bereichs in einer Bildfläche fest und bereit.

Das Ausgangssignal der Bildverarbeitungseinrichtung 3 gibt eindeutig die Lage des Objektes wieder, wie dies nachfolgend noch erläutert werden wird.

Es sei hier angenommen, dass eine optische Achse einer Linse oder eines Objektes des Bidlaufnahmegerätes 2 in einem Ab-

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stand X vom parallelen Lichtbündel beabstandet ist, dass zwischen der Linse A und dem Objekt B ein Abstand L vorliegt, so dass - wie aus Fig. 3 hervorgeht - folgende Gleichung gilt:

L = X 1/x

Hierbei ist χ der Abstand zwischen der optischen Achse des Linse A und dem kreisförmigen Muster in der virtuellen Ebene C, und 1 ist der Abstand zwischen der Linse A und der virtuellen Ebene C.

Daher wird der Abstand χ - wie es zuvor beschrieben wurde richtig aus der Lage des kreisförmigen Musters in der virtuellen Ebene bestimmt. Da X und 1 gegeben sind, kann der Abstand L mit der vorgenannten Gleichung bestimmt werden. Ein Objekt, das das parallele Lichtbündel reflektiert, befindet sich also an einer Stelle, die von der Linse A des Bildaufnahmegerätes in einem Abstand L entfernt liegt. Die drei-dimensionale Lage des Objektes ist bereits bekannt, wie dies zuvor beschrieben wurde.

Es sei weiterhin angenommen, dass ein Bereich mit einer Länge D auf dem Objekt auf die virtuelle Ebene als ein Bild mit einer Länge d abgebildet wird, und dass der Durchmesser des parallelen Strahlenbündels unabhängig von der Grosse L immer gleich D ist (vgl. hierzu Fig. J>). Dann wird der Abstand L direkt aus dem Abstand d in der virtuellen Ebene erhalten, da 1 bekannt ist.

Das Vorhandensein eines Objektes, das das parallele Lichtbündel reflektiert, wird daher an einer Stelle in einer zur optischen Achse der Linse A senkrechten Ebene erkannt, die von der Linse A mit einem Abstand L beabstandet ist, und zwar durch Feststellen des Bereichs, der das kreisförmige Muster mit grösserer Intensität im virtuellen Signal bildet, durch

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- ff -

AK

Messen des Durchmessers d dieses Bereichs in der virtuellen Ebene und durch das Einsetzen des gemessenen Durchmessers d in die zuvor angegebene Gleichung. Dieser Vorgang zum Bestimmen der Lage des Objektes ist deshalb besser, weil die Bestimmung dabei weniger stark von einer nicht genauen parallelen Ausrichtung zwischen der optischen Achse der Linse A und dem Strahlenbündel beeinflusst wird und weil der Abstand L unabhängig von dem Abstand X zwischen der optischen Achse der Linse und dem parallelen Strahlenbündel ermittelt werden kann.

Kehrt man nochmals zu Fig. 1 zurück, so sei angenommen, dass kein zu erkennender Gegenstand vorliegt, so gelangt das parallele Strahlenbündel beispielsweise auf eine Rückwand 4' und beleuchtet einen Bereich 5a¹. In gestrichelten Linien sind der Lichtweg des parallelen Strahlenbündels und das Gesichtfeld des Bildaufnahmegerätes 2 dargestellt. Da das Gesichtsfeld des Bildaufnahmegerätes 2 auf einem weiter entfernten °bjekt, d.h. auf der Rückwand 4* grosser ist als auf dem näheren Objekt 4 - obwohl der Querschnitt und die Grosse des Strahlenbündels unabhängig von der vom Bündel durchlaufenen Entfernung konstant ist - wie aus Fig. 1 hervorgeht -wird für das weiter entfernte Objekt, d. h. von der Rückwand ein in Fig. 4 dargestelltes Bild erhalten, wogegen das näher am Bildaufnahmegerät 2 liegende Objekt 4 zu einem in Fig. 2 dargestellten Bild führt. Beim Vergleich dieser Bilder ist zu ersehen, dass der in der virtuellen Ebene liegende Bereich 5b¹, der dem beleuchteten Bereich 5a¹ auf dem weiter entfernten Objekt 4¹ entspricht, kleiner ist als der in der virtuellen Ebene liegende Bereich 5b, der dem beleuchteten Bereich 5a des näher liegenden Objekts 4 entspricht. Dies ist ein augenfälliger Hinweis auf die Tatsache, dass die Länge L zwischen dem Bildaufnahmegerät 2 und dem Objekt 4 (oder dem Objekt 4', oder ganz allgemein dem Bereicht, der vom parallelen Lichtbündel beleuchtet wird) direkt aus dem Durchmesser d der höheren Intensität in der virtuellen Ebene oder aus dem Abstand χ von der optischen Achse bestimmt werden kann.

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Nachfolgend soll ein praktisches Ausführungsbeispiel der dritten Einrichtung zum Suchen oder Feststellen des Bereichs mit einem kreisförmigen Muster und einer höheren Intensität in den Bildsignalen, wie sie in den Fig. 2 oder 4 dargestellt sind, erläutert werden.

Bekanntermassen wird das Fernsehbildsignal durch wiederholtes Verschieben der Horizontalabtastung in vertikaler Richtung, d.h. mit dem sogenannten Standard-Fernsehabtast-Verfahren erzeugt, so dass die Lichtintensität in ein zeitbezogenes Spannungssignal übergeführt oder umgewandelt wird.

Beispielsweise wird die oberste gestrichelte Linie in der in Fig. 5 dargestellten Bildfläche als erstes in der mit χ bezeichneten Richtung abgetastet, dann wird die zweite gestrichelte Linie in der x-Richtung abgetastet und die darunter liegenden gestrichelten Linien werden in derselben Richtung nacheinander abgetastet.

Fig. 6 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel der Bildverarbeitungseinrichtung, die bei der in Fig. 1 dargestellten Erkennungseinrichtung vorgesehen Find. Eine Schwellwertschaltung 6 setzt das zeitbezogene oder zeitliche Signal, welches von der Fernsehkamera bereitgestellt wird, in zwei Ziffernsignale mit einem Bit derart um, dass die Spannung, die eine vorgegebene, einer bestimmten Lichtintensität entsprechende Schwellwertspannung übersteigt, als 1 (eins) codiert wird. Oder genauer ausgeführt, wird in diesem Zwei-Ziffernsignal der Bereich des Bildsignals, der dem beleuchteten Bereich auf dem Objekt entspricht, mit 1 (eins) codiert, während die meisten Teile des übrigen Bereiches als Null gezählt werden.

Die zweiziffrigen Signale werden dann jeweils in einem konstanten Zeitraum in einer Abtastschaltung 7 abgetastet, so dass Daten oder Abtastwerte, erhalten werden, die die zu verarbeitende Information aufweisen. Die Bildinformation wird dann

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aufgeteilt und in zwei Richtungen χ und y getrennt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Jeder Abtastpunkt wird nachfolgend als "Bildelement¹¹ bezeichnet.

Es sei hier angenommen, dass die Tastperiode 167 Nanosekunden beträgt (dies entspricht einer Tastfrequenz von 6 MHz), und dass ein Horizontal-Synchronsignal und ein Vertikal-Synchronsignal aller 382 Tastungen bzw. aller 262 Horizontal-Synchronsignalen bereitgestellt wird, wobei dies der Abtastung beim Standard-Femsehabtast-Verfahren, was bei der Fernsehkamera benutzt wird, entspricht, um ein Bildsignal mit 320 Bildelementen in horizontaler Richtung (d. h. in x-Richtung) und 240 Bildelementen in vertikaler Richtung (d. h. in y-Richtung) zu schaffen.

Das Ausgangssignal sder Tastschaltung 7 wird dann einem Schieberegister 8 zugeleitet, das die Schiebeoperation in Richtung des angedeuteten Pfeils bei jeder Tastperiode durchführt. Jedes Quadrat in Fig. 6 entspricht einem Register mit einem Bit. Die Quadrate sind in mehrere Reihen angeordnet, die jeweils 382 Quadrade enthalten. Eine Reihe kann also die bei einer Abtastung erhaltenen Informationen übertragen.

Um die Zeichnung vereinfachen zu können,, wurde hier angenommen, dass das Bild des vom parallelen Lichtstrahl belichteten Bereich von Bildelementen mit fünf Zeilen und fünf Spalten bedeckt ist. Daher ist es erforderlich, fünf Register mehr als die Zahl der in vier Zeilen enthaltenen Register (d. h. 382 χ 4 + 5 Register) vorzusehen und den Inhalt der strichpunkt-liniert umrandeten Register, d. h. der Register der fünf Zeilen und fünf Spalten (5x5: Register)auszulesen.

Betrachtet man den Zusammenhang zwischen dem im Schieberegister 8 von Fig. 6 gespeicherten Inhalt und den Bildelementen auf der Bildfläche von Fig. 5* so lässt sich folgendes sagen.

Das Bildelement, das mit einem weißen oder einem schwarzen Funkt gekennzeichnet ist, und das dem Abtastaugenblick ent-

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spricht, wird in einem Register gespeichert, das direkt mit dem Ausgang der Tastschaltung 7 verbunden ist, so dass die Bildelemente, die mit weissen und schwarzen Punkten oder Kreisen gekennzeichnet sind, in den auslesbaren Registern von fünf Zeilen und fünf Spalten gespeichert werden, die in Fig. 6 strichliniert umrandet sind. Auf diese Weise speichert das Schieberegister 8 in Fig. 6 als Ganzes die Bildelemente, die bei der Abtastung der Zeilen, welche in Fig. 5 durch ausgezogene Linien dargestellt sind, erhalten werden.

Wenn sich die Abtastung fortsetzt, wird der von dem Register in der in Fig. 6 dargestellten strichlinierten Umrandung lesbare Bereich in Fig. 5 von links nach rechts oder von oben nach unten verschoben, so dass der Bereich der fünf Zeilen und fünf Spalten allmählich über die gesamte Bildfläche wandert, wenn die Abtastung über die gesamte Bildfläche hinweg durchgeführt wird.

-Bas im Bildsignal enthaltene kreisförmige Muster wird also sicher festgestellt und detektiert, wenn eine Auswertung ständig vorgenommen wird, um zu entscheiden, oder zu unterscheiden, ob die Bildelemente der Register der fünf Zeilen und fünf Spalten ein kreisförmiges Muster bilden, das aus mehreren Einsen besteht.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen Ausführungsbeispiele für Schaltungsstufen, um zu entscheiden oder zu unterscheiden, ob die Bildelemente in den fünf Zeilen und fünf Spalten ein kreisförmiges Muster bilden, das aus Einsen besteht.

In Fig. 7 sind die Register 9, die aus den auslesbaren fünf Zeilen und fünf Spalten unter den in Fig. 6 dargestellten Register 8 mit dem Bezugszeichen 9¹ bezeichnet. Es sei angenommen, dass ein kreisförmiges Muster durch Einsen bei den mittleren fünf Bildmustern und durch Nullen bei den anderen Bildelementen gebildet wird. Die Anordnung wird so gewählt, dass ein Ausgangssignal "1" am Anschluss Q auftritt, wenn alle

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Inhalte der mittleren fünf Register eine Eins aufweisen, wogegen am anderen Anschluss Q ein Ausgangssignal "1" auftritt, wenn alle Inhalte der übrigen Register Null sind. Die Ausgangssignale der 25 Register werden dann einem UND-Glied 10 über die Anschlüsse Q und Q zugeleitet, so dass am Anschluss 1OA des UND-Gliedes 10 nur dann ein Signal "1" auftreten kann, wenn das objektive kreisförmige Muster mit den Inhalten der 25 Register übereinstimmt.

Das UND-Glied 10 stellt das Ausgangssignal ¹JO" bereit, wenn wenigstens eine der 25 Bildelement-Informationen sich von der Information unterscheidet, die erforderlich ist, um das kreisförmige Objektmuster zu bilden. Daher ist es tatsächlich möglich, dass die in Fig. 7 dargestellte Schaltung fehlerhaft arbeiten kann, nämlich dann, wenn sich die Inhalte der Register zufällig oder unbeabsichtigt umkehren, was durch verschiedene Faktoren verursacht werden kann.

Fig. 8 zeigt eine modifizierte Schaltung, um den zuvor erläuterten Nachteil der Schaltung gemäss Fig. 7 zu vermeiden. Der Anschluss Q stellt die Informationen der Register, die dem kreisförmigen Objektmuster entsprechen, bereit und der Anschluss Q übermittelt die Ausgangssignale der Register, die einer "O" des kreisförmigen Musters entsprechen. Mit jedem Anschluss ist eine Schaltung 11 verbunden, die hauptsächlich aus einem Widerstand besteht und als eine Gruppe von Stromquellen für den Masseanschluss dient, wenn das Ausgangssignal am Anschluss 1 (eins) ist. Mit einem Widerstand 12 sind dann maximal 25 derart ausgebildete Stromquellen verbunden. Daher wird ein elektrischer Strom, der dem Übereinstimmungsgrad zwischen dem in den Register 9 enthaltenen Inhalt mit dem kreisförmigen Objektmuster entspricht, erzeugt und fliesst durch den Widerstand 12, so d,ass über den beiden Anschlüssen des Widerstands

12 eine entsprechende Spannung auftritt. Eine Spannungsquelle

13 stellt eine Schwellwertspannung bereit, um die am Widerstand 12 erzeugte Spannung auszuwerten oder zu bewerten. Ein Differenzverstärker mit einem ausreichend grossen Verstärkungs-

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grad wird mit der Differenz zwischen der von der Spannungsquelle 13 bereitgestellten Schwellwertspannung und der am Widerstand 12 anliegenden Spannung beaufschlagt, so dass das Ausgangssignal "1" (eins) an den Anschlüssen 14A und 14B auftritt, wenn der Grad der Übereinstimmung als annehmbar angesehen werden kann, wogegen ein Ausgangssignal "0" (Null) erhalten wird, wenn der Grad der Übereinstimmung als nicht annehmbar und nicht ausreichend beurteilt wird.

Die zuvor erläuterte Schaltung von Fig. 8 dient der Beurteilung des Grads der Übereinstimmung zwischen dem Inhalt der Register 9 und den kreisförmigen Objektmustern. Fig. 9 zeigt eine Schaltung, die beurteilt, ob die Abmessung bzw. die Grosse des kreisförmigen, in dem Register 9 gespeicherten Musters innerhalb eines vorgegebenen Grössenbereiches liegt. In Fig. 9 wird mit dem Bezugszeichen 9a der gleiche Gegenstand bezeichnet, der in Fig. 8 mit dem Bezugszeichen 9¹ versehen ist. Die Übereinstimmungs-Beurteilungsschaltung 15a enthält die Elemente 11, 12, 13 und 14 von Fig. 8. Ein kreisförmiges Muster 9b ißt etwas grosser als das kreisförmige Muster 9a, das kreisförmige Muster 9c ist jedoch noch grosser als das kreisförmige Muster 9b. Die übereinstimmungs-Beurteilungsschaltungen 15b und 15c entsprechen der Schaltung 15a mit Ausnahme, dass sie andere Schwellwertspannungen aufweisen.

Die Übereinstimmungs-Beurfceilungsschaltungen 15 sind so ausgebildet, dass sie den Binärwert "1" als Ausgangssignal bereitstellen, wenn sie im eingeschalteten oder leitenden Zustand sind. Die Ausgangssignale werden an ein ODER-Glied 16 gelegt. Am Anschluss 16A tritt daher ein Ausgangssignal mit dem Binärwert "1" auf,wenn wenigstens eines der Ausgangssignale der Übereinstimmungs-Beurteilungsschaltungen eine binäre "1" aufweist, was bedeutet, dass das kreisförmige, in den Registern 9 gespeicherte Muster eine Grosse aufweist, die in einem vorgegebenen Grössenbereich liegt.

Die Register 9a, 9b und 9c brauchen nicht aus drei getrennten, einzelnen Registergruppen gebildet zu sein, sie können vielmehr

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in einer Gruppe von Registern 9 mit drei unterschiedlichen Verdrahtung- oder Anschlussarten zur Bereitstellung der jeweiligen Ausgangssignale bestehen.

In Fig. 6 ist eine Schaltungsstufe 17 eine Beurteilungsschaltung, die den Schaltungen der Fig. 7» 8 und 9 entspricht und den Ubereinstimmungsgrad des Inhalts der Register 9 und des kreisförmigen Objektmusters bewertet, wobei das Ergebnis dieser Bewertung eines der Ausgangssignale der in Fig. 6 dargestellten Schaltung bildet.

Ein Tastimpulsgenerator 18 erzeugt Impulse beispielsweise mit einer Frequenz von 6 MHz. Die Impulse werden der Tastschaltung 7 zum Tasten, dem Schieberegister 8 zum zeitlichen Steuern der Verschiebung und einem Zähler 19 bereitgestellt. Der Zähler

19 bestimmt die Abtaststelle zu dem Zeitpunkt oder Augenblick auf der x-Achse, d. h. auf der Abszisse.

Das Ausgangssignal des Zählers 19 wird einer digitalen Vergleichsstufe 20 bereitgestellt, so dass die Ve^gleichsstufe

20 den Inhalt oder den Zählerstand des Zählers auf ¹¹O" (Null) rücksetzen kann, wenn der Zählerstand den 582 erreicht, so dass der Fernsehkamera 2 ein Horizontal-Synchronsignal und einem weiteren Zähler 21 ein Impuls bereitgestellt wird.

Der weitere Zähler 21 legt die Lage der Abtastung zu jedem Zeitpunkt oder Augenblick auf der Y-Achse, d. h. auf der ^rdinate fest. Das Ausgangssignal des Zählers 21 gelangt zu einer weiteren digitalen Vergleichsstufe 22, die den Zählerstand des Zählers 21 auf "0" (Null) jedesmal dann rücksetzt, wenn die gezählte Zahl bzw. eine bestimmte Zahl erreicht ist. Gleichzeitig mit dem Rücksetzen des Zählers 21 wird der Fernsehkamera 2 ein Vertikal-Synchronsignal bereitgestellt.

Die Zählerstände der Zähler 19 und 21 werden dann Verknüpfungsgliedern 23 bzw. 24 zugeleitet und stellen die Abtastlage in x-y-Koordinatensystem dar, wenn das Ausgangssignal der Beurteilungsschaltung 17 "1" (eins) ist.

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In Fig. 6 sind die Leitungen, über die Informationen mit mehreren Bis übertragen werden, durch Doppellinien dargestellt.

Die Verknüpfungsglieder 23 und 24 bestehen jeweils aus einer entsprechenden Anzahl von Verknüpfungsgliedern gemäss der Bit-Zahl.

Wie zuvor bereits beschrieben, weist die erfindungsgemässe Erkennungseinrichtung eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung eines parallelen Lichtbündelt mit einem vorgegebenen Querschnitt, eine Einrichtung zum Aufnehmen des Bildes eines Objektes, auf den das Strahlenbündel auffällt, sowie eine elektronische Schaltung auf, um bei dem Querschnitt des Musters in einer Bildfläche entsprechende Muster festzustellen, wobei das Vorliegen des Objektes als auch die drei-dimensionale Lage erkannt wird.

Die Ausgangssignale des Verknüpfungsgliedes 23 bzw. des Verknüpfungsgliedes 24 stellen jeweils die Bildlage auf der x- bzw. y-Achse des Koordinatensystems dar, wobei die Ausgangssignale ihrerseits dann den Abstand χ ergeben, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Der Abstand L kann aus dem auf -diese Weise erhaltenen Abstand χ ermiirtelt werden. Wenn die Beurteilungsschaltung 17 feststellt, dass ein bestimmtes Muster vorliegt, kann die Länge d in Fig. 3 aus der Bit-Zahl, die in binäre Einsen im Register 9 umgewandelt wurden, bestimmt werden. Dann wird der Abstand L aus dem Abstand d ermittelt. Die Lage des Objektes wird in einem drei-dimensionalen Koordinatensystem bestimmt. Diese Informationen sind wesentliche und grundsätzliche Informationen zum Erkennen der Lage und der Form des Objektes. Wie nachfolgend erläutert werden wird, erhält man weitere, ins einzelne gehende Informationen über das Objekt durch Wiederholung des zuvor beschriebenen Vorganges bei Beleuchtung anderer Stellen.

Wenn die Beleuchtungsstelle stationär gehalten wird, ist nur eine begrenzte Information über das Objekt erhältlich, da

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nur eine Stelle des Objektes beleuchtet wird, sofern das Objekt selbst nicht bewegt wird. Die Form oder die Aussage über das Objekt wird daher noch vielfältiger und klarer, wenn der Vorgang mit weiteren, unterschiedlichen Beleuchtungsstellen wiederholt wird.

Fig. 10 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung, bei der die Richtung verändert werden kann, in der das parallele Strahlenbündel verläuft, so dass verschiedene beleuchtete Stellen auf dem Objekt geschaffen werden.

Das durch gestrichelte Linien dargestellte, parallele Strahlenbündel wird erhalten, wenn eine Lichtquelle 25 i«& Brennpunkt einer Sammellinse oder einer konvexen Linse 26 angeordnet ist. Die Bezugszeichen 27 und 28 bezeichnen einen Spiegel bzw. einen Motor, der sich in der Drehrichtung des angedeuteten Pfeiles dreht. Venn der Motor 28 den Spiegel 27 dreht, bewegt sich das parallele Strahlenbündel auf einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Antriebswelle des Motor 28 liegt und das parallele Strahlenbündel geht durch den Mittelpunkt des Spiegels 27-

Fig. 11 zeigt die Beleuchtung auf dem Objekt 4 und auf der Rückwand 4¹, wie sie anhand der Fig. 1 erläutert wurde, wie dies durch die Beleuchtungseinrichtung 29 ermöglich wird, die mit dem in Fig. 10 dargestellten Abtastmechanismus ausgerüstet ist. Venn der Spiegel 27 vom Motor 28 gedreht wird, verschiebt sich der beleuchtete Bereich auf dem Objekt in der durch den gestrichelten Pfeil angezeigten Veise. Vie aus Fig. 10 hervorgeht, kann die Richtung, in der das vom Spiegel reflektierte Strahlenbündel verläuft, in der Zeichnung nach oben und nach unten verändert werden, wenn der Vinkel verändert wird, der durch den Spiegel 27 und das Strahlenbündel, das von einer aus einer Lichtquelle 25 und der konvexen Linse 26 bestehenden Strahlungsquelle V gebildet wird. Um den -genannten Zweck zu erreichen, wird das parallele Strahlenbündel in eine durch gestrichelte Linien dargestellte Stelle geschwenkt, wenn die Beleuchtungsquelle 1' in die Richtung des

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strichpunktierten Pfeiles bewegt wird. Derselbe Effekt kann auch dadurch erzielt werden, dass nur der Winkel des Spiegels 27 bezüglich der Achse der Welle des Motors 28 verändert wird, wobei die Lage und die Orientierung der Beleuchtungsquelle 1* nicht verändert wird, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Infolgedessen bewegt sich der Lichtfleck oder der beleuchtete Bereich auf dem Objekt 4 auf den gestrichelten Linien in Fig. 11, wenn die Abtastrichtung verändert wird. Die Änderung der Abtastrichtung kann von Hand vorgenommen werden, obgleich auch eine automatische, zwei-dimensionale Abtastung entsprechend dem Standard-Fernsehabtast-Verfahren verwendet werden kann, wobei eine Steuer- und Antriebseinrichtung verwendet wird, die einfach ist und daher hier im einzelnen nicht beschrieben zu werden braucht.

Mit der in Fig. 11 dargestellten Anordnung kann die Fernsehkamera 2 beispielsweise Bilder aufnehmen, wie dies in Fig.12 dargestellt ist.

In Fig. 12 sind die Bilder der Rückwand 4' auf der linken Seite des senkrechten, gestrichelten Linie dargestellt und die Bilder des Objekts 4 sind auf der rechten Seite der gestrichelten Linie dargestellt.

Die Kreise geben das Muster oder das Profil des beleuchteten Bereichs bei jeder geänderten Bewegung während der Abtastung wieder. Wie bereits zuvor beschrieben, ist der dem belichteten Bereich entsprechende Bereich im Hinblick auf das Gesamtbild relativ klein, wenn das beleuchtete Objekt weit von der Fernsehkamera 2 angeordnet ist, wie dies bei der Rückwand 4' der Fall ist. Dagegen ist die Grosse des Musters oder des Profiles relativ gross, wenn das beleuchtete Objekt relativ nahe bei der Kamera 2 angeordnet ist, wie dies im Falle des Objektes 4 der Fall ist. Diese Tatsache kann vorteilhaft in der nachfolgend beschriebenen Weise ausgenutzt werden.

Wenn der Abstand zwischen der Fernsehkamera 2 und dem Objekt bekannt ist, kann die Grosse des Bildes, das dem beleuchteten

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Bereich auf dem Objekt 4- entspricht, ermittelt werden. Dann wird die Grosse des kreisförmigen Musters, das von den Schaltungen in den Fig. 7 bis 9 zur Extraktion der kriesförmigen Muster extrahiert wird, so ausgewählt, dass es mit der zuvor erwähnten Bildgrösse des belichteten Bereichs übereinstimmt. Gleichzeitig wird der Bereich der zu extrahierenden Grossen relativ eng ausgewählt. Dann werden auf dem in Fig. 12 dargestellten Bild nur die Kreise auf der rechten Seite der senkrechten, gestrichelten Linie erfasst. Die Lagen dieser Kreise oder genauer gesagt, die Lagen der Mittelpunkte dieser Kreise im Koordinatensystem zeigen den Bereich an, in dem der Gegenstand liegt. Diese Information betrifft die Form und die Lage des Objektes. Daher lassen sich ins einzelne gehende Informationen bezüglich der Form und der Lage des Objektes durch Wiederholen des Vorgangs bei verschiedenen Stellen erreichen, auf die das Strahlenbündel auffällt, wobei der Vorgang jeweils das Richten des parallelen Strahlenbündels auf ein Objekt, das Feststellen eines Musters entsprechend dem Querschnitt des parallelen Strahlenbündels und einer Grosse innerhalb des vorgegebenen Bereiches, sowie die Feststellung der Lage des ermittelten Musters im Koordinatensystem umfasst.

Die auf diese Weise gewonnene Information bezüglich der Lage ist für die automatische Unterscheidung eines bestimmten Objektes durch seine Form vorhanden und kann bei einer automatischen Behandlung oder Erkennung des Objektes insbesondere dann herangezogen werden, wenn damit die die Lage betreffende Information verbunden ist, wodurch das Verfahren an die Bedürfnisse der verschiedenen Fertigungsverfahren und Vorgänge bei der Behandlung, bei der Herstellung oder bei der Verarbeitung der Gegenstände sehr gut angepasst werden kann und diese Bedürfnisse befriedigt.

Da die vom parallelen Strahlenbündel auf das Objekt geworfene Lichtintensität unabhängig vom Abstand zwischen der Beleuchtungseinrichtung und dem Objekt konstant ist, kann die Erken-

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nung auch für Gegenstände wirkungsvoll vorgenommen werden, die von der Beleuchtungseinrichtung relativ weit entfernt angeordnet sind. Da eine Lichtintensität, die grosser ist als die von Tageslicht oder von einer Sonneneinstrahlung hervorgerufene Intensität auf dem Objekt mit einer relativ kleinen elektrischen Leistung oder Energie erhalten werden kann, ist die erfindungsgemässe Erkennungseinrichtung sogar auch für die Erkennung unter freiem Himmel einsetzbar.

Auch wenn die Beleuchtung nicht stark genug ist, um das Umgebungslicht, beispielsweise das Sonnenlicht oder eine Sonneneinstrahlung zu überstrahlen, können solche kleinen Intensitätsunterschiede zwischen dem Bereich, auf den das parallele Lichtbündel fällt, und den übrigen Bereichen ermöglichen, dass die Verarbeitungseinrichtung das Muster entsprechend dem Querschnitt des parallelen Strahlenbündels aussondert oder extrahieren und eine Erkennung vorteilhaft durchführen kann.

Nachfolgend soll ein Beispiel für Einrichtungen beschrieben werden, mit denen eine sichere und zuverlässige Erkennung des Vorhandenseins, der Form und der Lage eines Objektes durchgeführt werden kann.

Diese Einrichtungen bestehen aus einer ersten Einrichtung, die ein Bildsignal aus einer Lichtinformation erzeugen, die von einem Baum kommt, in dem sich ein Objekt befindet, wobei -das Bidlsignal aus einem Zwei-Ziffernsignal bzw. einem Binärsignal entsprechend der Dunkel- und Hellinformation besteht, einer zweiten Einrichtung zum Aussondern oder Extrahieren «ines speziellen Musters aus dem Bildsignal und zur Bestimmung der Lage des Musters in einem Koordinatensystem und einer dritten Einrichtung zur Beurteilung der Differenz zwischen irgendeiner Anzahl von Lagen im Koordinatensystem, die durch die Arbeitsweise der ersten und zweiten Einrichtung erhalten werden und irgendeiner Anzahl von Lagen im Koordinatensystem, das zuvor auf dieselbe Weise erhalten wurde.

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Die Erkennungseinrichtung kann erforderlichenfalls eine vierte Einrichtung zum Verschieben des Bereichs für die dritte Einrichtung entsprechend einem zuvor bekannten Bewegungszustand des speziellen Musters aufweisen.

Die Erkennungseinrichtung kann weiterhin eine fünfte Einrichtung zum Verschieben des Bereichs für den Arbeitsvorgang der dritten Einrichtung entsprechend einer Bewegung des sich bewegenden speziellen Musters umfassen, wobei die Bewegung von der Lage des Musters im Koordinatensystem auf Grund einer vorausgegangenen Arbeitsweise der ersten, zweiten und dritten Einrichtung auftritt.

Die Erkennungseinrichtungen können weiterhin, wenn dies notwendig erscheint, eine sechste Einrichtung umfasst, die die erste und zweite Einrichtung betätigt, bzw. steuert oder ein- oder ausschaltet, wenn es vorher bekannt ist, dass das sich bewegende spezielle Muster nicht im Bildsignal enthalten ist, wobei die sechste Einrichtung die erste, zweite und dritte Einrichtung betätigt, steuert, aus oder einschaltet, wenn die Möglichkeit besteht, dass das bewegliche spezielle Muster im Bildsignal enthalten ist.

Die erste Einrichtung kann aus einem Bildaufnahmegerät mit einer etwas speziellen Funktion bestehen. Die erste Einrichtung kann aus Schaltungsteilen aufgebaut sein, die eine Schwellwertschaltung umfassen, um das Bildsignal in der Weise in ein zweiziffriges oder binäres Signal umsetzt, das ein helles Signal mit einer einen Schwellwert übersteigenden Intensität 'als "1" bewertet und ein dunkles Signal mit einer unter dem Schwellwert liegenden Intensität als "O" gewertet wird, wobei diese Schwellwertschaltung weiterhin das Signal während einer Zeiteinheit, beispielsweise während einer Raumeinheit oder Abstandseinheit für das Bildsignal trennen oder aussondern kann.

Wenn eine Kamera einen Bereich an Halbleiter-Bildaufnahmeelementen aufweist, ist nur die Schwellwertschaltung zum

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Umsetzen des Bildsignals in ein binäres Signal erforderlich, da die Kamera selbst die Trennung oder Aussonderung des Signals für eine Raumeinheit durchführen kann.

Die zweite Einrichtung dient dazu, wenigstens einen Teil der ausgesonderten, getrennten binären Signale in oder auf einem bestimmtem Raumbereich zu halten und zu beurteilen, ob der Zustand des Signalsbereichs ein bestimmtes Muster darstellt und um zusätzlich die Lage des Bereiches festzustellen, wenn das spezielle Muster vorliegt. Daher können die Elemente 8, 9i 17 und 19 bis 24 in Fig. 6 die zweite Einrichtung bilden.

Die dritte Einrichtung hat folgende Aufgaben. Es sei angenommen, dass die Zahl der speziellen Muster, die vom Bildsignal umfasst werden, welches erhalten wird, wenn die erste und zweite Einrichtung während der i-ten Zeit bzw. während des i-ten-Zeitraumes arbeiten, ki ist und seine Lage durch Koordinaten wie (Xi, j, Yi, j), (j = 1,2 ... ki). ausgedrückt wird. Die dritte Einrichtung bestimmt die Lage (Xn,j, Yn,J) (j = 1,2 ...kn), wenn die erste und die zweite Einrichtung fahrend der η-ten Zeit bzw. während des η-ten Zeitraumes betrieben werden und identifiziert diese Lage mit einer Lage (Xn-1,j, Yn-1, J) (j = 1,2 ... kn-1), die zur Zeit der (n-1^ten-Operation erhalten worden ist, so dass die dritteEinrichtung beurteilt, ob zwischen diesen Lagen ein Unterschied besteht.

Es sei jedoch bemerkt, dass die zuvor genannten Lagen innerhalb eines Bereiches liegen müssen, der speziell vorgegeben wird.

Gleichzeitig sei darauf hingewiesen, dass die Übereinstimmung von Xn,j' mit Xn-1, j" und die Übereinstimmung von Yn, j' mit Yn-1, <j" nicht für die Übereinstimmung der zwei Lagen erforderlich ist. Die Forderung ist nämlich die, dass der Abstand zwischen den zwei Lagen (Xn₁J¹, Yn,j') und (Xn-1,j", Yn-1,J") innerhalb eines bestimmten Abstandsbereiches £ liegt. Oder anders ausgedrückt, die zwei Lagen werden dann als übereinstimmend betrachtet bzw. beurteilt, wenn folgende Gleichung befriedigt wird:

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- Xn-1,j")² + (Yn,j' -

Oder einfacher ausgedrückt, werden die beiden Lagen als miteinander übereinstimmend angesehen, wenn die folgenden beiden Gleichungen befriedigt werden:

(Xn,r - Xn-1,j") = ^ε (Yn,j' - Yn-1,j") = £

Die dritte Einrichtung dient also der Identifizierung der Lagen, die beim η-ten Vorgang und beim (n-1)-ten Vorgang erhalten werden. Es können einige Lagen auftreten, die keine entsprechenden zu identifizierenden Lagen haben. Diese Lagen sind beispielsweise:

1,j1, Yn-1, j1) (1)

(Xn-1,j3, Yn-1, j 3) (2)

(Xn,j5, Yn, j5) (3) und

(Xn,j6, Yn,j6) (4)

Von den zuvor aufgelisteten Lagen oder Positionen sind die Lagen (1) und (2) diejenigen Lagen, die zum Zeitpunkt der (n-1)-ten Operation vorhanden sind, jedoch zum Zeitpunkt der η-ten Operation nicht abgefühlt oder festgestellt werden. Daher haben sich die speziellen Muster, die sicher in den Lagen (1) und (2) im Koordinatensystem vorlagen, zum Zeitpunkt der η-ten Operation bewegt oder sind zum Zeitpunkt der n-ten Operation nicht mehr vorhanden bzw. ausgelöscht. Im Gegensatz dazu, sind die Lagen (3) und (4) diejenigen Lagen, die nicht zum Zeitpunkt der (n-1)-ten Operation vorliegen, jedoch zum Zeitpunkt der η-ten Operation auftreten. Die speziellen Muster dieser Lagen (3) und (4) werden also als solche Muster betrachtet, die in diese Lagen bewegt worden sind oder neu erzeugt wurden.

Angenommen, der Abstand oder die Distanz, die von einem sich

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bewegenden Objekt während eines Zeitintervalls zwischen aufeinanderfolgenden Operationen zurückgelegt wurde, sowie die Bewegungsrichtung des Objektes seien vorher bekannt, beispielsweise angenommen, das Objekt bewege sich in X-Richtung mit einem Abstand von 3 und in der Y-Richtung mit einem Abstand von -2, so kann das Muster an der Lage oder der Position (3) als Muster beurteilt oder bewertet werden, welches zum Zeitpunkt der (n-i)-ten Operation sich in der Lage (1) befand und im nächsten Operationszeitpunkt, d. h. bei der n-ten Operation in die Lage (3) verschoben worden ist, wenn die nachfolgend angegebenen Gleichungen gleichzeitig befriedigt sind:

(Xn,J5 - (Xn-1,j1 + 3)) ^ ^£ (Yn,J5 - (An-1,j1 - 2)) £ ^£

Schliesslich werden die Muster in den Lagen bzw. an den Positionen (4-), (2) als neu erzeugte bzw. gelöschte, spezielle Muster beurteilt, wogegen das Muster an der Lage oder in der Position (3) als das spezielle Muster gewertet wird, welches aus der Lage oder der Position (1) herausbewegt wurde.

Die identifizierten Muster werden als spezielle Muster angesehen, die während des Zeitraumes zwischen der η-ten und der (n-1)-ten Operation fest bzw. stationär gehalten worden sind.

In der vierten Einrichtung werden die zu identifizierenden Lagen oder Positionen auf die Lagen oder Positionen begrenzt, die von einem vorgegebenen Koordinatenbereich umfasst werden, wie dies bereits zuvor erwähnt wurde. Dies ist deshalb der Fall, weil die Zahl der speziellen Muster mit einer solchen Begrenzung in geeigneter Weise reduziert werden, so dass die Identifizierung in einem kleineren Masstab vorgenommen werden kann, wodurch die Zeit für die Signalverarbeitung auf vorteilhafte Weise verringert und eine kleinere Signalverarbeitungsschaltung zur Durchführung einer zufriedenstellenden Signalverarbeitung verwendet werden kann. Normalerweise können

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bei den speziellen Systemen die Lagen oder Positionen, an denen das spezielle Muster neu erzeugt, verschoben oder gelöscht bzw. zum Verschwinden gebracht wird, sowie die Richtung oder der Verlauf einer solchen Änderung mit einer gewissen Genauigkeit vorhergesagt oder vorhergesehen werden, so dass die Begrenzung des bestimmten Bereichs zur Identifikation kein wesentliches Problem darstellt.

Angenommen die Zahl der ausgesonderten, extrahierten speziellen Muster beträgt m, so kann die Zahl der Verarbeitungen bzw.

2 Verarbeitungsschritte ohne weiteres m erreichen. Angenommen, die Zahl der extrahierten, speziellen Muster sei 100, wenn die gesamte Bildfläche in Betracht gezogen wird. Dann ist die Zahl der erforderlichen Verarbeitungsvorgänge ungünstigerweise etwa 10 000. Wenn jedoch ein bestimmter Bereich festgelegt

wird, um nur m¹-Muster zu umfassen, so sind auch nur m¹ Verarbeitungsvorgänge erforderlich. Daa die Fläche des Bereichs unabhängig vom Gesichtsfeld der ersten Einrichtung festgelegt werden kann, ist es möglich, einen kleinen Bereich auszuwählen, so dass nur eine kleine Zahl m¹, üblicherweise 2 oder 3> umfasst ist, wodurch die Verarbeitung auf einen befriedigenden kleinen Umfang reduziert werden kann.

Vie im Falle der zuletzt beschriebenen Ausführungsform, ist der Effekt, der durch die Bereichsbegrenzung erzielt wird, insbesondere dann gross, wenn die Lagen, Stellungen und Richtungsänderungen, beispielsweise die Erzeugung, die Verschiebung und das Verschwinden vorher bekannt sind oder gut vorausgesagt werden können. Wenn viele gleiche Muster, die ähnlich bzw. gleich sind, sich jedoch von den speziellen spezifischen Mustern unterscheiden, vorhanden sind, ist es sehr schwierig, die Verschiebung oder Bewegung solcher Muster in Betracht zu ziehen. Diese recht schwierige Arbeit kann durch Begrenzen des Bereichs für die Identifizierung umgangen werden.

Die vierte Einrichtung dient der fortschreitenden bzw. schrittweisen Verschiebung der Zone für die Identifikation, wobei die

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Richtung und die Geschwindigkeit des bewegten Objektes wenn diese Grossen vorher bekannt sind - während der Wiederholung der Arbeitsgänge oder Operationen der ersten, zweiten und dritten Einrichtung in Betracht gezogen werden.

Die vierte Einrichtung ermöglicht daher eine leichtere Spurführung oder Nachführung des speziellen Musters. Angenommen, das spezielle Muster verschiebt sich in der x-Richtung um +3 und in der y-Richtung um -2 während eines Zeitintervalls zwischen zwei aureinanderfolgenden Operationszyklen, wie dies beim vorangegangenen Beispiel der Fall war, so wird das sich bewegende Muster sicher von dem Bereich umfasst, wenn der Bereich selbst in derselben Richtung um denselben Abstand, d. h. dass +3 in der x-Richtung und um -2 in der y-Richtung bewegt oder verschoben wird. Darüberhinaus kann der kleinere Bereich sicher das sich bewegende spezifische Muster umfassen, je genauer die Verschiebung oder Versetzung des spezifischen Musters vorher gesagt werden kann, so dass die zuvor genannte Zahl m' wesentlich kleiner gemacht werden kann.

Verschiedene Informationsformen können bezüglich der Bewegung des spezifischen Musters verwendet werden. In einigen Fällen kann die Lage des Musters zu einem bestimmten Augenblick bekannt sein, wogegen in anderen Fällen die Lage und die Geschwindigkeit einer Bewegung oder Verschiebung vorgegeben sein kann. Auch eine Beschleunigung zu einem bestimmten Augenblick kann zur Bestimmung der Lage des sich bewegenden Musters herangezogen werden. Der Identifikationsbereich kann in jedem Falle leicht gewählt werden. Im Falle jedoch, dass beispielsweise die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit des spezifischen Musters bekannt sind, ist es erforderlich, eine zusätzliche Einrichtung zu verwenden, um die Lage des Musters in einem bestimmten, spezifischen Moment festzustellen. Natürlich können die erste und die zweite Einrichtung, die die Aufgabe haben, die Lage des spezifischen Musters festzulegen bzw. zu bestimmen, als Einrichtungen verwendet werden und die Lage des sich bewegenden Musters zu ermitteln.

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Da die vierte Einrichtung zu der Art und Weise der Bewegung des spezifischen Musters in Beziehung steht, kann die Einrichtung untauglich und nicht praktisch sein, wenn die Art und Weise der Bewegung sich ändert oder nicht richtig erfasst wird. Um dies zu vermeiden, hat die fünfte Einrichtung die folgende Funktion.

Die fünfte Einrichtung ist dazu vorgesehen, eine gute Spurbzw. Nachführung des sich bewegenden spezifischen Musters auch dann zu ermöglichen, wenn die Art und Weise der Bewegung oder der Verschiebung nicht ausreichend bekannt ist, und automatisch den Identifikationsbereich und andere Daten, die für den nächsten Operationszyklus erwartet werden, aus der Lage und der Art und Weise der Bewegung des spezifischen Musters zu berechnen, wobei die Lage und die Art und Weise der Bewegung des spezifischen Musters auf dem vorangegangenen Arbeitsablauf bzw. der verangegangenen Operation der ersten, zweiten und dritten Einrichtung abgeleitet wird.

Um den Identifikationsbereich optimal für den (n+i)-ten Zyklus des Verarbeitungsvorgangs festzulegen bzw. zu legen, und zwar unter der Annahme, dass festgestellt worden ist, dass das Muster mit der Lage (Xn,j¹, Yn,j¹) beim η-ten Verarbeitungsvorgang und das Muster mit der Lage (Xn-1,j", Yn-Ij") als die gleichen spezifischen Muster identifiziert worden sind, kann die Verschiebung oder Versetzung oder der vom spezifischen Muster während des Zeitintervalls zwischen dem (n-1)-ten und dem η-ten Operationszyklus der Koordinatenlage des spezifischen Musters beim η-ten Operationszyklus zuaddiert werden. Daher kann die optimale Lage (X'n+1, Y'n+1) des Zentrums des Identifikationsbereiches durch folgende Gleichungen ausgedrückt werden:

X'n+1 = 2Xn,j^f - Xn-1, J" Y'n+1 = 2Yn,j· - Yn-1,o"

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-sett

Die Koordinatenlage (X'n+1, Y'n+1) wird noch besser, wenn die Lagen der Muster der Arbeitszyklen oder Operationszyklen, die dem (n-1)-ten Arbeitszyklus vorausgehen, berücksichtigt werden.

Angenommen, die Lage des spezifischen Musters zum Zeitpunkt des (n-2)-ten Operationsschrittes weist die Koordinatenwerte (Xn-2, j"\ Yn-2,_tj^l" ) auf und der Operationszeitraum sei At und der Zeitpunkt der η-ten Operation sei tO, so ist die mittlere Geschwindigkeit des sich bewegenden Musters gegeben durch (Xn,J' - Xn-1,j"/At, Yn, J¹ - Yn-1, j"/ ^t), und die mittlere Beschleunigung vom Zeitpunkt tO-2At zum Zeitpunkt tO ist gegeben durch (Xn, j' - 2Xn-1,j" + Xn-2, j"'/At , Yn, <j' 2Yn-1,j" + Yn-2, j"/At²).

Darüberhinaus kann eine Änderung der Winkels der Bewegungsrichtung während der Zeitpunkte tO und tO + At erhalten werden.

Der Lagenachweis bzw. die Lagefeststellung wird noch unabhängiger von einer geringen Schwankung oder Änderung der Art und Weise der Bewegung des spezifischen Musters, wenn die Koordinatenlagen mehrerer vorausgegangener Arbeitszyklen oder Operationszyklen in Betracht gezogen werden, um die mittlere Geschwindigkeit und die Richtung der Bewegung des spezifischen Musters zu erhalten.

Die sechste Einrichtung ist dafür vorgesehen, einen ersten Schritt für die erste und zweite Einrichtung auszuführen, wenn vorher bekannt ist, dass das sich bewegende spezifische Muster nicht vom Bildsignal umfasst ist, um ein im Bildsignal enthaltenes spezifisches Muster zu extrahieren und die Koordinatenlage des spezifischen Musters zu speichern, und die sechste Einrichtung führt einen zweiten Schritt zum Betätigen bzw. Einschalten der ersten, zweiten und dritten Einrichtung aus, wenn die Möglichkeit nicht besteht, dass das sich bewegende spezifische Muster vom Bildsignal umfasst sein kann, um das Muster für die Identifikation des spezifischen Musters mit der während des ersten Schritts gespeicherten Lageinformation zu extrahieren.

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Die sechste Einrichtung schafft wirkungsvoll eine Auswahl des spezifischen Musters, das neu in den Identifikationsbereich geschoben oder bewegt worden ist. Dadurch wird seinerseits nicht nur die Unterscheidung des stationären spezifischen Musters vom sich bewegenden spezifischen Muster, sondern auch eine Auswahl des gewünschten spezifischen Musters aus den verschiedenen ähnlichen, jedoch unterschiedlichen Mustern erzielt, wie dies im weiteren beschrieben werden wird.

Angenommen, es ist eine Beleuchtungseinrichtung zum Abstrahlen eines Strahlenbündels mit einem kreisförmigen Querschnitt vorhanden und das von der zweiten Einrichtung zu extrahierende Muster ist kreisförmig. Wenn die erste und zweite Einrichtung mit der ausgeschalteten Beleuchtungseinrichtung betätigt wird, enthält das Bildsignal nicht das kreisförmige Muster, das andernfalls durch den durch die Beleuchtung verursachten Lichtfleck erzeugt worden wäre, obwohl ähnliche Muster, die durch eine andere Lichtquelle verursacht wird, aufgenommen werden können.

Danach wird die erste, zweite und dritte Einrichtung durch eingeschaltete Beleuchtungseinrichtung eingeschaltet bzw. in Funktion gesetzt. Dann umfasst das von der ersten Einrichtung erhaltene Bildsignal notwendigerweise das von der Beleuchtungseinrichtung verursachte, spezifische, kreisförmige Muster. Dieses Muster wird von der zweiten Einrichtung extrahiert und die dritte Einrichtung wählt nur dieses spezifische kreisförmige Muster aus den anderen Mustern aus. Das ausgewählte Muster entspricht eindeutig dem Bereich, der von dem einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Strahlungsbündel beleuchtet wird und führt zu einer Information, über das Vorhandensein und die Lage eines Objektes. »

Das zuvor beschriebene Konzept oder die zuvor beschriebene Grundidee wird anhand der Fig. 13a bis 13c im Zusammenhang mit einer praktischen Ausführungsform nachfolgend erläutert.

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Fig. 13a zeigt ein Bild mit dem spezifischen Muster, Fig. 13b zeigt einen Bereich zum Identifizieren des spezifischen Musters gemäss Fig. 1Ja und Fig. 13c zeigt die Vertikal-Synchron signale für den Abtastvorgang einer Fernsehkamera zum Einfangen des in Fig. 13a dargestellten Bildes, wobei nacheinander von der linken Seite her bei der Abtastung begonnen wird.

Diese Muster, die dem spezifischen Objektmuster ähnlich, jedoch zu dem spezifischen Objektmuster unterschiedlich sind, welches auf der Bildfläche 31a unter der Voraussetzung auftritt, dass das spezifische Muster nicht auf der Bildfläche 31a auftritt, sind mit den Bezugszeichen 40, 41, und 42 versehen. Während der ersten Abtastzyklus T1 wird die Fläche von einem in der Fläche 31b dargestellten Bereich 50 ganz abgetastet und es kann eine herkömmliche zwei-dimensionale Musteranpassung bzw. Muster-Überlagerung vorgenommen werden, um dadurch die Lagen der Mittelpunkte der Muster 40, 41 und zu bestimmen und diese Lagen zu speichern. Wenn das Blickfeld der Fernsehkamera zur Fläche 32a weiterrückt, kommt ein sich bewegendes, spezifisches Muster 43 ins Gesichtsfeld. Nachdem der Verarbeitungsvorgang durch den Bereich 50 abgeschlossen ist, wird die Identifikation im Bereich 51 auf der Bildfläche 32b für jedes Feld vorgenommen, bis das spezifische Muster dabei erfasst wird (dieser Arbeitsvorgang wird als "erster Vorgang" oder "Wartevorgang"-WTM bezeichnet).

Mit dem Bezugszeichen 43 ist in der Bildfläche 32a das durch diese Identifikation ermittelte, sich bewegende spezifische Muster versehen. Wenn das spezifische Muster 43 festgestellt wird, geht dieser Arbeitsvorgang in einem zweiten Arbeitsvorgang (den sogenannten Nachführ- oder Spurführungs-Vorgang TRM) über, bei dem die· Identifizierung in einem in der Bildfläche 33b liegenden Bereich 52 durchgeführt wird, um ein in der Bildfläche 33b liegendes spezifisches Muster 44, das vom Bereich 52 überdeckt wird, festzustellen. Die Koordinatenlage des Bereiches 52 kann leicht aus der Abtastperiode des Fernseh-

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feldes erhalten werden, vorausgesetzt, dass die Zeit, in der der Bereich 52 über das Feld läuft, vorher festgelegt ist.

Das spezifische Muster 45 in der Bildfläche 34a ist das im Bereich 52 des Feldes 34b festgestellte spezifische Muster. Im Feld 35a tritt kein sich bewegendes spezifisches Muster auf. Daher wird auch vom Nachführungsbereich 52 im Feld 35b kein spezifisches Muster erfasst, was vom Feld 34-a her erwartet wurde. Dann wird der Arbeitsvorgang in einem dritten Vorgang geändert, bei dem die Identifizierung in einem proportional ausgeweiteten, vergrösserten Nachführbereich 53 vorgenommen wird. Dieser dritte Vorgang kann auch als "Ausweitungsvorgang¹¹ bezeichnet werden. Wie beim Feld 36b zu ersehen ist, kann dieser Ausweitungsvorgang mit dem Nachführungsoder Abtastbereich 53 das spezifische Muster nicht ermitteln. Dann wird der Bereich weiter auf den Bereich 54 im Feld 37b durch einen weiteren, dritten Vorgang ausgeweitet. In diesem Augenblick kann das spezifische Muster wieder festgestellt werden, das im Feld 37a mit dein Bezugszeichen 46 versehen ist. Wenn das spezifische Muster, das als das zu verfolgende Muster angesehen wird, festgestellt wird, wird die Arbeitsweise wieder in dem zweiten Arbeitsvorgang geändert, wobei der Bereich 52 jedoch die im Feld 38b dargestellte Lage einnimmt, wobei dieser Bereich das spezifische Muster 47 feststellen kann, wie dies im Feld 33a dargestellt ist.

Auf diese Weise werden zunächst ähnliche, jedoch unterschiedliche Muster unter Voraussetzung, dass sich das spezifische Muster im Feld nicht bewegt, festgestellt und registriert bzw. gespeichert. Dann wird ein Wartevorgang mit einem relativ breiten Identifizierungsbereich durchgeführt, bis das sich bewegende spezifische Muster aus dem Feld verschwindet oder ins Feld kommt. Wenn einmal das spezifische Mister in dem Bereich festgestellt worden ist, wird eine Verfolgung mit dem zweiten Vorgang solange durchgeführt, wie das spezifische Muster sich im Feld bewegt. Wenn das spezifische Muster verschwindet oder aus dem Feld hinauswandert, wird der Bereich

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mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit allmählich ausgeweitet oder vergrössert, um die Verfolgung mit dem dritten Vorgang vorzunehmen, bis das spezifische Muster vom vergrösserten Bereich wieder eingefangen wurde, und danach wird die Verfolgung mittels des zweiten Arbeitsvorgangs mit kleinerem Bereich vorgenommen.

Das sich bewegende Muster wird in der zuvor beschriebenen Weise ausgesondert bzw. extrahiert und die Lagen 43A bis 4-7A. der Mittelpunkte der spezifischen Muster an jedem Zeitpunkt der Detektion werden bestimmt, wie dies im Feld 39a dargestellt ist. Fig. 14 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Durchführung der Erkennung eines Objektes durch Verfolgen desselben. In Fig. 14 ist eine Fernsehkamera 60, ein Beleuchtungsgerät 61 und ein Motor 62 zum Drehen des Beleuchtungsgerätes dargestellt. Ein paralleles Strahlenbündel ist mit dem Bezugszeichen 61A versehen.

Eine Verarbeitungseinrichtung 63 umfasst die Nachführ- bzw. Verfolgungseinrichtung und weist einen Ausgang 63A auf. Die EU erkennenden, kastenförmigen Objekte sind mit den Bezugszeichen 64 und 65 versehen. Das Strahlenbündel 61A erzeugt auf dem Objekt einen Fleck mit einem spezifischen Muster 66. Die Fernsehkamera 60 besitzt ein Gesichts- bzw. Sichtfeld 67. Über die Signalleitung 68 gelangt das Bildsignal von der Kamera 60 zur Verarbeitungseinrichtung 63 und über die Signalleitung 69 gelangt die Winkellage der Motorwelle zur Verarbeitungseinrichtung 63· Das vom Strahlenbündel 61A erzeugte spezifische Muster ist bei dem dargestellten Beispiel kreisförmig und tastet das Objekt in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung ab, wenn der Motor 62 eingeschaltet ist. Die Lage und die Form des Objektes werden durch den Ort bzw. den geometrischen Ort des spezifischen Musters 66, das von der Oberfläche des Objektes reflektiert wird, in der nachfolgend beschriebenen Weise erhalten.

Zunächst werden diejenigen Muster, die dem spezifischen Muster ähnlich sind, sich jedoch von diesen unterscheiden, fest-

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gestellt und registriert bzw. gespeichert, wenn die Beleuchtungseinrichtung nicht arbeitet oder wenn der Lichtstrahl auf eine Stelle ausserhalb des Feldes 67 fällt. Dann wird das parallele Strahlenbündel auffallen gelassen und der erste Arbeitsvorgang bzw. die erste Arbeitsweise wird in einem breiten Identifizierungsbereich, der eine Fläche überdeckt, an der das spezifische Muster zu erwarten ist, durchgeführt. Wenn das spezifische Muster einmal erkannt worden ist, wird der zweite Arbeitsvorgang mit einem kleineren Identifikationsbereich durchgeführt, der die Fläche, an der das spezielle Muster zum nachfolgenden Zeitpunkt zu erwarten ist, überdeckt. Die Nachführung bzw. die Verfolgung wird solange fortgesetzt, wie das spezifische Muster zum jeweiligen Arbeitszeitpunkt festgestellt wird. Wenn während des zweiten Arbeitsvorgangs das spezifische Muster ausser Sicht gerät, beginnt der dritte Arbeitsvorgang, d. h. der Ausweitungsvorgang, der eine Verfolgung oder Nachführung mit einem ausgeweiteten bzw. vergrösserten Identifizierungsbereich durchführt. Dieser dritte Arbeitsvorgang vergrössert diesen Bereich mit einer konstanten Geschwindigkeit bei jedem aufeinanderfolgenden Arbeitszyklus, bis das spezifische Muster wieder extrahiert oder aufgefunden worden ist. Wenn das spezifische Muster wieder infolge der Abtastung oder Spurführung durch das dritte Arbeitsverfahren wieder festgestellt wird, wird die Arbeitsweise wieder auf die zweite Arbeitsweise zurückgebracht und derselbe Verfahrensvorgang wiederholt sich dann. Es sei bemerkt, dass nur die Koordinatenlagen oder -Positionen des sich bewegenden spezifischen Musters durch den ersten, zweiten und dritten Arbeitsvorgang ermittelt bzw. extrahiert werden.

Mit der beschriebenen Nachführung und Ermittlung des spezifischen Musters ergeben sich die Koordinatenlagen 4-3A bis 4-7A des Mittelpunktes· der festgestellten spezifischen Muster 43 bis 47, wie dies in Fig. 13a im Feld 39a dargestellt ist. Die Koordinatenlagen 43 bis 47 stehen mit der Lage und der Form des an der Stelle liegenden Objektes im Zusammenhang, das vom parallelen Strahlenbündel bestrahlt wird und gibt wenig-

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stens an, dass ein Objekt oder mehrere Objekte an den den Stellen 43A bis 47 A entsprechenden Bereichen vorliegen. Die zuvor erläuterten Vorgänge führen auch zu einer stark verbesserten Unterscheidung oder Diskriminierung des Objektmusters gegenüber den ähnlichen Mustern, so dass eine genauere und wirkungsvollere Nachführung bzw. Verfolgung möglich ist und dadurch die erfindungsgemässe Erkennungseinrichtung für Anwendungen in der Fertigungstechnik und in der Industrie äusserst vorteilhaft ist.

Wie aus Fig. 13c hervorgeht, wird die zuvor beschriebene Nachführung oder Obejtkverfolgung während des Abtastzeitraumes T1 bis T8 durchgeführt, wobei die Änderungen der Arbeitsweise und die Berechnung des voraussagbaren und vorhersehbaren Bereichs während der Rücklaufzeit T1' bis T8* vorgenommen werden.

Fig· 15 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Schaltung für die wesentlichen Teile der in Fig. 14 dargestellten Verarbeitungseinrichtung 63. Fig. 15 zeigt Speieherstufen 70 und 71, Absolutwert-Subtraktionsstufen 72 und 73* Vergleicher 74 und 75» ein Keller- bzw. Stapelregister (register of push down type) 76, einen Coder 77, eine Stufe 78 zur Erzeugung eines vorausgesagten Bereiches, digitale Glieder 79 bis 85 bzw. 86 zur binären Produkt- und Sumnenbildung mit zwei oder drei Eingängen für die m Bits (x-Adressen-Bitzahl) und η Bits (y-Adressen-Bitzahl), Signalleitungen 87 und 88 zum Bereitstellen von Signalen, wenn die Informationen im Register 76 bzw. in dem Speicher 71 gespeichert sind, eine Signalleitung für eine vorgegebene Zeitsteuerung, eine Signalleitung 90 für den Coder 77, eine Signalleitung 91 für die Informationsübertragung, das eine Verbindung mit dem spezifischen Muster in Anfangszustand erreicht wurde, eine Signalleitung 92, die eine Information über das Zustandekommen einer Verbindung mit dem spezifischen Muster während des ersten, zweiten und dritten Arbeitsvorgangs überträgt, eine Signalleitung 93, die die Lage des zugeordneten spezifischen Musters in x- und y-Koordinatenwerten überträgt, eine Leitung 94-, an der ein dem Hintergrundabtrennender Schwellwert auftritt, eine Leitung 951 an

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der ein Schwellwert für die Abtrennung auftritt, eine Leitung 96, über die die Koordinaten des Objektes ausgegeben werden, und die der in Fig. 14- dargestellten Signalleitung 63A entspricht, sowie eine Leitung 97, über die der vorhergesagte Bereich ausgegeben wird.

An der Signalleitung 91 liegt beispielsweise ein von der in Fig. 6 dargestellten Beurteilungsschaltung 17 bereitgestelltes Signal an, das wiedergibt, dass die Verbindung mit den spezifischen Mustern nur im Anfangszustand erreicht worden ist. Das Ausgangssignal der Beurteilungsschaltung 17 kommt über die Signalleitung 92 immer dann, wenn entweder die erste, zweite oder dritte Arbeitsweise durchgeführt wird. An der Signalleitung 93 liegen beispielsweise die Signale, die die Koordinatenlagen des Mittelpunkts der spezifischen Muster angeben, an, wobei diese Signale durch Abziehen eines vorgegebenen Wertes von den Ausgangssignalen der in Fig. 6 dargestellten UND-Glieder 23 und 24 erhalten werden.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise der in Fig. 15 dargestellten Schaltung erläutert werden.

Zu Anfang, wenn das spezifische Muster ausserhalb des Gesichtsfeldes der Fernsehkamera 2 liegt, oder wenn die Beleuchtung des spezifischen Musters noch nicht begonnen hat, werden die als ähnliche Signale festgestellten Koordinatensignale über das UND-Glied 79 dem Speicher 70 eingegeben, wobei das UND-Glied 79 durch die an der Leitung 91 auftretenden Signale durchgeschaltet werden, die dasVorliegen einer Verbindung dieser Muster wiedergeben. Dieser Arbeitsvorgang wird jedesmal bei Feststellen des ähnlichen Musters im Hintergrund durchgeführt und die Koordinatenwerte dieser Lagen auf der x- und y-Achse werden im Speicher 70 gespeichert.

Wenn danach diese ähnlichen Muster auftreten, erzeugt die Bereichserzeugungsstufe 78 ein Signal zur Begrenzung des

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Identifikationsbereichs in der Weise, wie dies nachfolgend noch im einzelnen beschrieben werden wird. Die Identifizierungsvorgänge werden beispielsweise mit der in Fig. 6 dargestellten Einrichtung wiederholt, bis ein Muster, welches dem spezifischen Muster ähnlich oder selbst das spezifische Muster sein kann, auftritt, wobei das vom begrenzten Bereich umfasste Bild für jedes Feld verwendet wird. Wenn das spezifische Muster im Bereich auf dem nächsten Feld auftritt, werden die die Lage betreffenden Informationen des spezifischen Musters ins Register 76 über die Leitung 93 und das UND-Glied 78 eingegeben und dort gespeichert. Es ist möglich, eine solche Anordnung zu treffen, dass der Bereich um einen vorgegebenen Abstand verschoben wird, wenn das spezifische Muster für eine bestimmte Anzahl von Feldern durch die Identifikation nicht festgestellt wird. An der Eingangsleitung 92 des UND-Gliedes 80 tritt ein binäres"1"-Signal auf, wenn das spezielle Muster während dieses ersten Arbeitsvorgangs und während der nachfolgend noch im einzelnen zu beschreibenden zweiten und dritten Arbeitsv-orgänge festgestellt wird. Wenn mehrere spezifische Muster im selben Feld während des ersten Arbeitsvorgangs festgestellt werden, werden sie alle dem Register 76 zugeleitet und dort gespeichert. Wie bereits erläutert, werden die die Lage betreffenden Informationen aller spezifischen Muster und aller ähnlichen Muster, die während des ersten Arbeitsvorganges festgestellt wurden, ins Register 76 eingegeben und dort gespeichert. Ein Beurteilungs- bzw. Bewertungsvorgang wird dann während des RücklaufZeitraumes T2¹ vorgenommen, um zu beurteilen, ob diese Muster nicht die ähnlichen Hintergrundsmuster sind, und ob diese Lagen innerhalb eines Bereiches liegen, in dem das Auftreten des spezifischen Musters zu erwarten ist. Infolgedessen wird eines der Muster ausgewählt. Dann wird die Lage, bei der das spezifische Muster erwartungsgemäss im nächsten Feld auftritt, aus der Koordinatenlage des Mittelpunktes des ausgewählten, einem Musters vorhergesagt, um dadurch die den Bereich erzeugenden Daten für die zweite Arbeitsweise zu erzeugen. Zu diesem Zwecke werden alle Inhalte des Registers 76 und des Speichers 70

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miteinander verglichen, um die im Register 76 gespeicherten Muster auszuwählen, die keine Entsprechung im Inhalt des Speichers 70 aufweisen. Daher werden die Muster, die nicht Muster der Hintergrunds sind, also alle spezifischen Muster ausgewählt und im Speicher 71 gespeichert, wogegen der Inhalt des Registers 76 gelöscht wird.

Der Vergleich und die Speicherung werden in der nachfolgend angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Zunächst zieht die Absolutwert-Subtraktionsstufe 72 den Inhalt des Speichers 70 von dem Inhalt des Registers 76 ab. Der sich ergebende Absolutwert wird dann mit einem Schwellwert, der an der Signalleitung ?A auftritt, im Vergleicher 74- verglichen. Dann tritt an der Steuerleitung des UND-Gliedes 81 eine binäre ^η1^Η auf, wenn der Absolutwert kleiner als der Schwellwert ist, so dass das Verknüpfungsglied 81 durchgeschaltet oder in einem Register 76 ausgegeben wird.

Da auf Grund der vorausgegangenen Informationseingabe in das Register 76 an der Signalleitung ein binäres ^W1ⁿ-Signal anliegt, wird ein spezifischer Code ausgegeben, wenn an der Leitung 80 eine binäre "1" auftritt, und dem Speicher 71 über die Verknüpfungsglieder 82 und 86 zusammen mit den von den Verknüpfungsglied 81 kommenden Lageinformationen zugeleitet. Wenn das spezifische Muster also während des ersten Arbeitsvorganges festgestellt wird, wird das den Bereich bestimmende Signal für den nachfolgenden zweiten Arbeitsvorgang erzeugt, wobei die Lage des Mittelpunks des festgestellten spezifischen Musters berücksichtigt wird. Beim zweiten Arbeitsvoegang gelangt die die Lage betreffende Information, d. h. die Koordinatenwerte an die Leitung 93, wenn das spezifische Muster in diesem Bereich festgestellt wird, und diese Information wird dem Register 76 über das UND-Glied 80 zugeleitet, die dann darin gespeichert bleibt. Die Stufen 72 und 74 führen einen Vergleich zwischen den Inhalten des Registers 76 und des Speichers 70 während des Rücklaufzeitraumes sofort nach der Abtastung des Feldes in der gleichen Veise wie beim vorausge-

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gangenen Vergleich durch- Das heisst, der Inhalt des Registers 76 wird über das Verknüpfungsglied 81 nur dann bereitgestellt, wenn zwischen den verglichenen Inhalten ein Unterschied vorliegt. Im Falle der zweiten Arbeitsweise stellt das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 81 die Eingangssignale der Absolutwert-Subtraktionsstufe 73 dar, wogegen das andere Eingangssignal der Stufe 73 von der die Lage betreffenden Information des im vorausgegangenen Feld festgestellten Musters gebildet wird, wobei dieses Signal vom Speicher 71 aber das UND-Glied 84 zur Stufe 73 gelangt.

Die Stufe 73 führt eine Addition einer vorausgesagten oder erwarteten Verschiebung zu den vom Speicher 71 bereitgestellten Lageinformationen durch und liefert einen Absolutwert aus -der Differenz zwischen den sich ergebenden Lageinfonnationen und den Lageinformationen, die von dem Verknüpfungsglied 81 bereitgestellt werden. Der Vergleicher 75 vergleicht dann den Absolutwert mit dem an der Eingangsleitung 95 anliegenden Wert, wobei dann der sich ergebende Wert dem Coder 77 zugeleitet wird. Wie bereits erläutert, wird also eine Bewertung bzw. Beurteilung durchgeführt, ob die Beziehung zwischen der zuvor festgestellten Lage und der gerade festgestellten Lage die vorgegebene Beziehung ist, wobei am Ausgang des Vergleichers 75 eine binäre "1" auftritt, wenn dieser Zusammenhang richtig ist, und eine binäre "Ο" auftritt, wenn diese Beziehung nicht richtig ist. Der Coder 77 stellt dem Verknüpfungsglied 82 die spezifischen Codes in Abhängigkeit davon bereit, ob das Ausgangssignal des Vergleichers 75 eine binäre "1" oder eine binäre "O" ist. Gleichzeitig wird das Verknüpfungsglied 82 von dem über die Steuersignalleitung 80 kommende Signal durchgeschaltet, so dass die gerade festgestellte Koordinatenlage über das Verknüpfungsglied 81 dem Speicher 71 zusammen mit dem über das Verknüpfungsglied 86 kommende spezifische Code eingegeben wird. Das Verknüpfungsglied 82 wird von dem Signal auf der Leitung 80 durchgeschaltet, wobei am Verknüpfungsglied 82 weiterhin die Ausgangssignale desGliedes 81 und des Coders 77 anliegen. Der spezifische Code ist ein codier-

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ter spezifischer Zusammenhang zwischen der zuvor festgestellten und gerade festgestellten Lage und wird bei der Beurteilung verwendet, ob die gerade vorliegende Beziehung vernünftig und richtig ist. Diese codierte Beziehung wird zusammen mit den Lageinformationen gespeichert, um als Speichermarkierung zu dienen, wenn es erforderlich ist, nur die dem Code entsprechenden Informationen auszulesen. Beim zweiten Arbeitsvorgang wird die zuvor beschriebene Arbeitsweise wiederholt, um die Lageinformationen der spezifischen Muster jedesmal bei der Feststellung zusammen mit dem spezifischen Code einzugeben. Wenn das spezifische Wuster während der zweiten Arbeitsweise oder des zweiten Arbeitsvorganges aus dem Gesichtsfeld verloren geht, wird diese Arbeitsweise in die dritte Arbeitsweise geändert, bei der der Identifikationsbereich für jedes nachfolgende Feld jeweils schrittweise ausgedehnt wird, wobei die Lageinformation des letzten spezifischen Musters bei der zweiten Arbeitsweise in Betracht gezogen wird, und zwar wird diese Eereichsausweitung solange durchgeführt, bis das spezifische Muster wieder ins Feld fällt. In diesem Falle wird die Identifikation in gleicher Weise wie bei der zweiten Arbeitsweise durch das Bereichssignal durchgeführt, das von der Stufe 78 zur Erzeugung eines vorausgesagten Bereiches an die Signalleitung 97 gelangt. Wenn das spezifische Muster während der dritten Arbeitsweise wieder eingefangen oder wieder erfasst wird, geht die Arbeitsweise wieder in die zweite Arbeitsweise über und der beschriebene Vorgang wiederholt sich, solange das spezifische Muster nicht wieder verloren geht.

Da das Auftreten des Objektes und die Kontinuität mittels des vorhergesagten Bereichs im Feld verfolgt bzw. abgetastet wird, so dass eine sichere Festlegung und Speicherung möglich ist, ist es mit der erfindungsgemässen Einrichtung möglich, die Unterscheidung des spezifischen Musters von den anderen falschen Mustern gegenüber den herkömmlichen Einrichtungen zu verbessern, sowie die Sicherheit bei der Verfolgung und der Abtastung zu erhöhen.

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Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden nur die Muster, die eine bestimmte Beziehung zwischen dem zuvor festgestellten spezifischen Muster aufweisen, unter den neu auftretenden speziellen Mustern bewertet, um das spezielle Muster zu erhalten. Die Anordnung kann auch so gewählt werden, dass das, was im vorausgesagten Bereich auftritt, als spezifisches Muster bewertet oder beurteilt wird.

Fig. 16 zeigt die Art und Weise, in der der Nachfuhr- oder Abtastbereich erzeugt wird. Fig. 16a zeigt insbesondere ein Beispiel einer ein-dimensionalen Bewegung des spezifischen Musters auf dem Feld, und Fig. 16b zeigt ein Beispiel, bei dem das spezifische Muster eine zwei-dimensionale Bewegung durchführt.

Fig. 16a zeigt die Koordinatenlage 700 des Zentrums des gerade festgestellten, spezifischen Musters, die Mittelpunktslage 701 des vorhergesagten Bereiches für die nächste Abtastung, den vorhergesagten Bereich 702, den Abstand 703 zwischen dem gerade festgestellten Mittelpunkt und dem vorhergesagten Mittelpunkt, die Abstände 704 bis 707* die den vorhergesagten Bereich vom vorhergesagten Mittelpunkt aus festlegen, sowie die jeweiligen Koordinatenlagen 708 bis 711 der vier Ecken des vorhergesagten Bereichs. Ein in Fig. 16a dargestellter vorhergesagter Bereich 702 wird dann erzeugt, wenn sich das spezifische Muster ein-dimensional verschiebt. Wenn ein spezifisches Muster im Bereich 702 des nachfolgenden Feldes festgestellt wird, wird das spezifische Muster so beurteilt, als ob es eine bestimmte Kontinuität aufweist. Der Abstand 703 ist in geeigneter Weise gewählt, und zwar entsprechend der Bewegungssgeschwindigkeit des spezifischen Musters. Wenn also die Geschwindigkeit konstant ist, wird auch ein konstanter Abstand 703» der mit der Geschwindigkeit in Übereinstimmung ist, gewählt, wobei die vergangene Geschwindigkeit des spezifischen Musters in Betracht gezogen wird, wenn die Geschwindigkeit sich ändert. Bei den dargestellten Ausführungsbeispiel wurde der vorhergesagte Bereich der Einfachheit halber recht-

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eckig dargestellt. Es können jedoch auch andere Formen entsprechend der Art und Veise der Bewegung des spezifischen Musters verwendet werden. In Fig. 16b sind die entsprechenden Bereiche und Teile von Fig. 16a mit denselben Bezugszeichen versehen. Mit den Bezugszeichen 908 und 909 sind die Längen zur Festlegung des vorhergesagten Bereichs versehen, die den Längen 704, 705 und 706, 707 in Fig. 16a entsprechen. Die Bezugszeichen 900 bis 903 bezeichnen die Koordinatenlagen der vier Ecken des vorhergesagten Bereichs für die nächste Abtastung, und die Ecken des vorausgegangenen, vorhergesagten Bereichs werden mit dem Bezugszeichen 904 bis 907 bezeichnet. Der vorausgesagte Bereich 702 in Fig. 16b erweitert sich um die gerade festgestellte Lage 700 und die in diesem Bereich festgestellten, spezifischen Muster werden so beurteilt, als ob sie eine bestimmte Kontinuität aufweisen, was bei der Verfolgung bzw. Nachführung des Objektes ausgenutzt wird.

Es muss nicht noch betont werden, dass der Bereich irgendeine gewünschte Form entsprechend der Bewegungsart des spezifischen Musters aufweisen kann, wie dies auch bei dem in Fig. 16a dargestellten Beispiel der Fall ist.

Fig. 17 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Schaltung 78 zur Erzeugung des vorhergesagten Bereichs, wie sie in Fig. 15 dargestellt ist, um beispielsweise den in Fig. 16a dargestellten, vorhergesagten Bereich zu erzeugen.

Um den in Fig. 16a dargestellten, vorhergesagten oder vorhersagbaren Bereich zu erzeugen, werden die Eingangsdaten so geändert, dass sie mit der jetzt durchgeführten Arbeitsweise konform sind und beurteilt bzw. gewertet, um für die Koordinatenlagen ein binäres "1"-Signal zu schaffen, bei denen die Identifikation durchgeführt werden muss.

Der Einfachheit halber werden folgende Annahmen gemacht. Der Inhalt des Registers wird mit 76 bezeichnet, und wenn alle Inhalte Null sind, wird der Inhalt des Registers mit 7? be-

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zeichnet. Der Vollzug und der Nichtvollzug des Vergleichs durch den Vergleicher 75 werden durch 75 bzw. 75 dargestellt. Mit TT wird bezeichnet, wenn die Inhalte des Speichers 71 Null sind. Diese Signale werden der Stufe 78 zur Erzeugung des vorhergesagten Bereichs über die Schaltungsstufen 74, 75 und 76 übertragen.

Die Forderung für die erste Arbeitsweise (WTM) ist gegeben durch WTM = J(76~) K (7OY(76) Λ C75)\ und die Erfordernisse für die zweite und dritte Arbeitsweise (TRM), (SCM) sind gegeben durch:

TRM = (76)A(75)

scm - (7ΐ)Α^(76")γ(76)Λ(75))

Hierbei bedeuten A ein logisches Produkt und V eine logische Summe. Diese Erfordernisse werden durch Eingeben der Elenente in die Schaltungsstufe 78 beurteilt bzw. bewertet.

Fig. 17 zeigt Additionsstufen 100, 103, 104, 523 und Subtractionsstufen 101 und 102, Flip-Flops 109 und 110, digitale Stufen 500 bis 516 zur logischen Produktbildung mit zwei Eingängen für p-Bits, Schaltungsstufen 564 bis 571 zur logischen Produktbildung mit zwei oder drei Eingängen, Schaltungsstufen 517 bis 522 zur logischen Addition mit drei Eingängen für p-Bits, Schaltungsstufen 572 und 573 zur logischen Addition mit zwei Eingängen, eine Schaltungsstufe 111 zur logischen Produktbildung mit zwei Eingängen, Signaleingangsleitungen 530 bis 548 für ρ oder q Bits, Signaleingangsleitungen 551 bis 554 für jeweils 1 Bit und Signaleingangsleitungen 549 und 550 zum Eingeben bestimmter Schwellwerte.

Die zuvor genannte Beurteilung oder Auswahl der Arbeitsweise wird folgendermassen vorgenommen. Das Signal 76 auf der Leitung 87» das vom Register 76 kommt, wird der Signalleitung 552 zugeführt und das Signal 71 auf der Leitung 88, das vom Speicher 71 kommt, wird auf die Signalleitung 553 gegeben.

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-UA-

Das Signal 75 vom Vergleicher 75 liegt an der Signalleitung an. Gleichzeitig wird ein Steuersignal über die Signalleitung 551 übertragen, so dass die logischen Schaltungsstufen 564- bis 575 die Berechnungen durchführen können und ein binäres "1"-Signal für die erste Arbeitsweise am Verknüpfungsglied 569, für die zweite Arbeitsweise am Verknüpfungsglied 570 und für die dritte Arbeitsweise am Verknüpfungsglied 571 bereitgestellt wird. Das Auswahlsignal für die Arbeitsweise schaltet daher die entsprechenden Verknüpfungsglieder unter den Verknüpfungsgliedern 500 bis 516 durch und die Ausgangssignale dieser entsprechenden Verknüpfungsglieder gelangen über die Verknüfungsglieder 517 bis 512 an die Schaltungsstufen 100, 101, 102, 102 und 104. An den Signalleitungen 530 bis 548 liegen jeweils die folgenden Signale an, wenn diese durch die Koordinatenzahl von Fig. 16a wiedergegeben werden. An der Leitung 530 tritt ein Signal 7O1x (die Lage von 701 auf der x-Achse) an, welches eine bei der ersten Arbeitsweise verwendete Konstante ist. An der Leitung 531 liegt ein Signal 70Ox an, das bei der zweiten Arbeitsweise verwendet wird. An der Leitung 532 liegt für die dritte Arbeitsweise ein Signal, welches durch 70Ox dargestellt wird, an, was die Lage 700 ist, die im vorausgegangenen Feld auf der x-Koordinatenachse festgestellt wurde. Das Signal 703» das an der Leitung 533 für die erste Arbeitsweise anliegt, wird zu Null gemacht. An der Leitung 534 liegt ein Signal für die zweite Arbeitsweise, das mit 703 bezeichnet wird, an, und an der Leitung 535 liegt ein Signal für die dritte Arbeitsweise an, welches zu Null gemacht ist. An den Leitungen 536, 537, 538 und 539 liegen jeweils Signale 706 für die erste Arbeitsweise, 706 für die zweite Arbeitsweise, 706 für die dritte Arbeitsweise bzw. 707 für die erste Arbeitsweise an. An der Leitung 541 tritt ein Signal 701y für die erste Arbeitsweise auf, wobei dieses Signal die Lage 701 auf der y-Koordinaten-achse ist. Die Leitung 542 ist für 70Oy für die zweite und dritte Arbeitsweise vorgesehen. An der Leitung 543 liegen die Signale 704 und 705 für die erste Arbeitsweise an. An der Leitung 544 liegen die Signale 704 und 705 für die zweite Arbeitsweise an. An der Leitung 545

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tritt ein Signal 707 für die dritte Arbeitsweise auf. An der Leitung 546 liegt ein Signal an, das einen Ausbreitungs- oder Vergrösserungswert in der Richtung 707 für die dritte Arbeitsweise darstellt. An der Leitung 54-7 liegen die Signale 704 und 705 für die dritte Arbeitsweise und an der Leitung 5^3 liegt ein Signal an, das eine konstante Vergrösserung oder Ausweitung in der Richtung 704 und 705 für die dritte Arbeitsweise darstellt.

Diese Signale werden von den Koordinatensignalen, welche von der Verknüpfungsstufe 81 geliefert werden, gebildet.

Die Funktionsweise während der zweiten Arbeitsweise bzw. während des zweiten Arbeitsvorgangs soll zur Erläuterung insbesondere anhand der Fig. 16a und 17 beschrieben werden. In Fig. 17 sind die Eingangs-Verknüpfungsglieder 501, 504, 507, 510, 513 und zum Durchlassen der Eingangsdaten zu den Schaltungsstufen 100, 101, 102, 103 und 104 über die Verknüpfungsglieder 517 bis 522 ausgewählt. Die Additionsstufe 100 stellt die Summe der an den Signalleitungen 531 und 534 auftretenden Signale bereit. Die Additionsstufe 100 führt also eine Addition von 70Ox bis 703 durch und stellt das sich ergebende Signal 701x bereit. Die Subtraktionsstufe 101 subtrahiert das an der Signalleitung 537 auftretende Signal vom Ausgangssignal der Additionsstufe 100 und stellt die dabei erhaltene Differenz bereit. Das Signal wird nämlich in der Substraktionsstufe 101 von dem Signal 701x abgezogen und der sich ergebende Wert 71Ox tritt als Ausgangssignal an der Stufe 101 auf. Die Additionsstufe 103 addiert das Ausgangssignal der Stufe 100 zu dem an der Leitung 540 anliegenden Signal und stellt den Wert 711x als Ausgangssignal bereit. Die Subtraktionsstufe 102 subtrahiert das an der Leitung 544 auftretende Signal von dem an der Leitung 542 auftretenden Signal und stellt ein Ausgangssignal 708y bereit. Die Additionsstufe 104 erzeugt ein Ausgangssignal 71Oy, das die Summe der an den Signalleitungen 542 und 544 auftretenden Signale ist.

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Unter diesen Voraussetzungen ist. bei der Abtastung des nachfolgenden Feldes der Wert der x-Koordinate und der Wert der y-Koordinate der Abtastpunkt. Der Vergleicher 105 vergleicht dann das von der Subtraktionsstufe 101 bereitgestellte Signal mit dem an der Leitung 54-9 auftretenden Signal und stellt ein binäres "1"-Signal bereit, wenn diese Signale einander entsprechen, so dass dadurch der Flip-Flop 109 gesetzt wird. Der Vergleicher 106 vergleicht in der Zwischenzeit das Ausgangssignal der Additionsstufe 103 und das an der Leitung auftretende Signal und gibt ein binäres "1ⁿ-Signal ab, wenn die Koordinaten beider Signale oder beider Inhalte miteinander übereinstimmen, wodurch der Flip-Flops 109 rückgesetzt wird. Daher ist das Ausgangssignal des Flip-Flops 109 eine binäre "1" zwischen 71Ox und 711x von Fig. 16a. Ein entsprechender Vorgang wird auch für die y-Achsenrichtung mittels der Schaltungsstufen 102, 104, 107. 108 und 110 durchgeführt, so dass am Flip-Flop 110 zwischen 708y und 71Oy von Fig. 16a ein Ausgangssignal mit dem Binärwert ⁿ1" bereitgestellt wird. Die Ausgangssignale der Flip-Flop 109 und 110 werden dann einem Verknüpfungsglied 111 zugeleitet, das ein binäres "1^w-Signal 211 nur dann erzeugt, wenn an beiden Ausgängen der Flip-Flops der Binärwert "1" auftritt, d. h., wenn die Abtastung im Bereich 702 von Fig. 16a vorgenommen wird. Die Arbeitsweise des ersten Arbeitsvorganges entspricht der zweiten Arbeitsweise bzw. dem zweiten Arbeitsvorgang mit den Unterschied, dass andere Eingangsdaten verwendet werden, um einen grösseren Bereich 51, wie er im Feld 32b von Fig. 13b dargestellt ist, zu erhalten. Der dritte Arbeitsvorgang bzw. die dritte Arbeitsweise wird beinahe in derselben Weise vorgenommen. Zur Durchführung der Ausweitung oder der Vergrösserung werden jedoch die zuvor ermittelte Lage 70Ox sowie die Werte 703, 710 und 706 unverändert gelassen, und den Werten 707, 704- und 705 wird ein konstanter Wert jedesmal bei Änderung des Feldes zuaddiert· Diese Additionen werden von den Schaltungsstufen 523 und 524 vorgenommen. Der Wert 703 auf der Leitung 533 kann auch auf einen vorgegebenen Wert gehalten werden, und der Bereich bein ersten Arbeitsvorgang wird um einen vorgegebenen Abstand verschoben.

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Η«

Fig. 18 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsstufe 78' der in Fig. 17 dargestellten Schaltung und dient der Erzeugung des Bereichs von Fig. 16. Fig. 18 umfasst Additionsstufen 300, 501 und 308 bis 311, Operationsstufen 302 bis 307, Flip-Flops 320 bis 325, UND-Glieder 326 bis 328, ODER-Glieder bis 331, Signal-Eingangsleitungen 200 und 201 für 70Ox und 70Oy von Fig. 16b, Signal-Eingangsleitungen 400 und 401 für 7O3x, Signaleingangsleitungen 402 und 403 für 7O3y» Signal-Eingangsleitungen 404 bis 409 für 908, Signal-Eingangsleitungen 408 bis 411 für 909 und Signal-Eingangsleitungen 412 und 413 zum Eingeben der x- und y-Koordinatenwerte für die abgetastete Lage zu jedem Augenblick, sowie einen Signalausgang 420.

Die Signale werden in Schaltungsstufen erzeugt, die denen von Fig. 17 entsprechen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, den vorausgesagten Bereich in Plus- und Minus-Richtung sowohl auf der x- als auch auf der y-Achse um die gerade festgestellte Lage herum zu erzeugen. Die Schaltungsstufen 300, 304, 308, 312 und 313 zur Erzeugung des Bereichs in der Plus-Richtung auf der y-Achse liegen den Schaltungsstufen 302, 305, 309, 314 und 315 zur Erzeugung des Bereichs in der Minus-Richtung auf der x-Achse parallel. Entsprechende Anordnungen liegen auch zur Erzeugung des Bereichs auf der y-Achse vor.

Der Flip-Flop 320 von Fig. 18 erzeugt daher ein binäres "1"-Signal für den Bereich zwischen 90 5x und 9O1x von Fig. 16b, und der Flip-Flop 322 stellt ein binäres "1"-Signal für den Bereich zwischen 90Ox und 904x bereit. Der Flip-Flop 321 stellt ein binäres "1"-Signal für den Bereich zwischen 904x und 9O5x bereit. Bezüglich der y-Richtung stellt der Flip-Flop 323 ein binäres "1^M-Signal für den Bereich zwischen 90Oy und 904y, und der Flip-Flop 325 ein binäres "^-Signal für den Bereich zwischen 906y und 9O2y bereit, der Flip-Flop gibt ein binäres "1"-Ausgangssignal für den Bereich zwischen 904y und 906y ab.

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Die Verknüpfungsglieder 326 und 329 führen die Operation

durch, so dass ein Ausgangs sign al mit einer binären ¹¹I" in dem Bereich vorliegt, der durch die Erstreckung von 905 nach 907, durch die Erstreckung von 901 nach 903» durch die Erstreckung von 900 nach 901 und durch die Erstreckung von 902 nach 903 in Pig. 16b festgelegt ist.

In entsprechender Weise führen die Verknüpfungsglieder 327 und 330 eine Operation

■(32ix)M(323y) \/(325y)J

durch, so dass ein binäres "1"-Ausgangssignal in dem Bereich erhalten wird, das vorgegeben ist durch die Erstreckungen 900 - 901, 904 - 905, 904 - 906 und 905 - 907, und so dass ein binäres "1"-Ausgangssignal in dem Bereich auftritt, das vorgegeben ist durch die Strecken 906 bis 907, 902 bis 903, 904 bis 906 und 905 bis 907.

Die Verknüpfungsglieder 329 und 329 führen eine Operation durch, derart, dass das binäre "1"-Ausgangssignal in einem Bereich erhalten wird, das festgelegt ist durch die Strecken 900 - 902, 904 - 906, 900 - 901 und 902 - 903. Diese Ausgangssignale werden in der Verknüpfungsstufe 331 logisch addiert, wobei die Verknüpfungsstufe 331 dann ein Signal bereitstellt, welches ein binäres "1"-Signal im Bereich 702 von Fig. 16b iet, und welches an der Signalleitung 420 auftritt.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wurde als spezifisches Muster ein kreisförmiges Muster verwendet. Dies muss jedoch nicht notwendigerweise der Fall sein, sondern es können verschiedenste Muster, beispielsweise rechteckige Muster, kreuzförmige Muster oder ovale Muster verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

(Λ. Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Form und Lage eines Objektes, gekennzeid h η et durch eine erste Einrichtung (1; 25-28; 61, 62), die ein Gebiet auf dem Objekt (4, 4¹) mit einem einen bestimmten Querschnitt aufweisenden Bündel aus im wesentlichen parallelen Lichtstrahlen bestrahlt, eine zweite Einrichtung (2; 60), die eine Lichtinformation aus dem Gebiet, in dem wenigstens der Bereich (5a, 5a')liegt, auf dem das Bündel (61A) paralleler Lichtstrahlen auffällt, in ein Bildsignal umsetzt, und eine dritte Einrichtung (3)i die aus dem Bildsignal ein spezifisches Muster entsprechend dem Querschnitt des Bündels (61A) paralleler Lichtstrahlen extrahiert und die Lage dieses spezifischen Musters in der Bildsignalfläche bestimmt.
2. Erkennungseinrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Einrichtung (3) eine vierte Einrichtung (8, 9), die schrittweise die aufeinanderfolgenden Teile des Bildsignals empfängt und eine fünfte Einrichtung (17) umfasst, die das Muster des empfangenen Teils mit einem dem spezifischen Muster entsprechenden Bezugsmuster vergleicht und ein Signal erzeugt, das das Vorliegen des spezifischen Musters wiedergibt, wenn beide verglichenen Muster einander entsprechen.
3. Erkennungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Einrichtung (3) weiterhin eine sechste Einrichtung (20, 22), die ein die Lage des empfangenen Teils wiedergebendes Signal erzeugt, und eine siebente Einrichtung (23, 24) umfasst, die das von der sechsten Einrichtung (19, 21) erzeugte Signal bei Empfang des von der fünften Einrichtung (17) erzeugten Signals bereitstellt.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Erkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Einrichtung (3) eine Einrichtung (6) zum Umsetzen des von der zweiten Einrichtung (2) bereitgestellten Bildsignals in ein zweidigitales Signal umsetzt, eine Tasteinrichtung (7) zum Tasten des zweidigitalen Signals, ein Register (8, 9)i das die aufeinanderfolgenden Teile des zweidigitalen Signals empfängt und diese Teile speichert, eine Beurteilungsschaltung (17)i die ein Signalmuster im Register (8, 9) mit einem dem spezifischen Muster entsprechenden Bezugsmuster vergleicht und ein die Übereinstimmung der beiden Muster wiedergebendes Signal erzeugt, Zähler (19» 21), die Signale erzeugen, die die Lagen der im Register (8, 9) gespeicherten Teilen in einem Koordinaten-system darstellen, und Ausgangseinrichtungen (23i 2A-) umfasst, die das die Lagen wiedergebende Signal bei Empfang des von der Beurteilungseinrichtung (17) kommenden, die Übereinstimmung darstellenden Signals bereitstellt.
5. Erkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung (1; 25-28; 61, 62) Einrichtungen (26-28; 62) zum Verändern der Richtung aufweist, in der das Bündel (61A) paralleler Lichtstrahlen verläuft (Fig. 10, 11, 14).
6. Erkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung (1; 25-28, 61,· 62) eine Einrichtung (25) zur Erzeugung eines Bündels (61A) paralleler Lichtstrahlen, einen Spiegel (27), der das Bündel (61A) paralleler Lichtstrahlen (61A), die von der zuerst genannten Einrichtung (25) abgestrahlt werden, umlenkt und eine Einrichtung (28) aufweist, die den Spiegel (27) dreht, so dass die Richtung, in der das Bündel (61A) paralleler Lichtstrahlen verläuft, geändert wird (Fig. 10, 11, 14).
7· Erkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung (1;

25-28, 61, 62) weiterhin eine Einrichtung (26) aufweist,

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ORIGINAL INSPECTED

die die Richtung, in der das Bündel (61A) parallelter Lichtstrahlen aus der das Lichtstrahlenbündel erzeugenden Einrichtung (25) austritt, ändert (Fig. 10, 11, 12).
8. Erkennungseinrichtung zur Erkennen der Form und der Lage eines Objektes, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (1; 25-28; 61, 62), die ein das Objekt umfassendes Gebiet mit einem Bündel (61A) im wesentlichen paralleler Lichtstrahlen mit einem spezifischen Querschnitt bestrahlt, eine zweite Einrichtung (2), die die Lichtinformationen, die von einem Gebiet, welches wenigstens den Teil, auf den das Bündel (61A) paralleler Lichtstrahlen auffällt, umfasst, kommen, in Bildsignale in einem vorgegebenen Wiederholungszeitraum umsetzt, eine dritte Einrichtung (3» 63)» die ein dem Querschnitt des Bündels (61A) paralleler Lichtstrahlen entsprechendes, spezifisches Muster bei dem Wiederholungszeitraum extrahiert und die Koordinaten-lage des extrahierten Musters auf der Bildfläche bestimmt, sowie eine vierte Einrichtung (70-86), die in einem spezifischen Zeitraum den Abstand zwischen den Koordinaten des von der dritten Einrichtung (3» 63) extrahierten, spezifischen Musters und den Koordinaten eines von der dritten Einrichtung (3» 63) erhaltenen spezifischen Musters in einem Zeitraum, der dem spezifischen Zeitraum vorausgegangen ist, nur innerhalb eines begrenzten Bereichs auf der Bildfläche beurteilt.
9. Erkennungseinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Einrichtungen (78), die den begrenzten Bereich für die vierten Einrichtungen (70-86) entsprechend der Verschiebung des spezifischen Musters bestimmen.
10. Erkennungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, dass die vierten Einrichtungen (70-86) einen ersten Speicher (70), der einen ersten Koordinatenwert speichert, welcher von der dritten Einrichtung (3) während eines ersten Zeitraumes extrahiert wird, welcher der Bestrahlung durch das von der ersten Einrichtung (1;

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25-28; 61, 62) bereitgestellte Bündel (61A) paralleler Lichtstrahlen vorausgeht, einen zweiten Speicher (71)» der einen zweiten Koordinatenwert speichert, der von der dritten Einrichtung (3, 63) während eines zweiten Zeitraumes nach der Bestrahlung extrahiert wird, sowie eine Vergleichseinrichtung (73» 75) aufweist, die die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Koordinatenwert bestimmt (Fig. 15)·
11. Erkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet,dass die vierte Einrichtung (70-86) weiterhin einen dritten Speicher aufweist, der einen dritten Koordinatenwert speichert, welcher im zweiten Zeitraum erhalten wurde und die Differenz bei Vergleich in den Vergleichseinrichtungen (73» 75) schafft, eine Beurteilungseinrichtung, die beurteilt, ob die Beziehung eines vorgegebenen Forderung zwischen dem dritten im dritten Speicher gespeicherten Koordinatenwert und einem vierten Koordinatenwert befriedigt, der in einem zweiten Zeitraum folgenden dritten Zeitraum erhalten wird, und die diese Differenz bei Vergleich in der Vergleichseinrichtung (731 75) schafft, sowie eine Vorhersageeinrichtung (78) umfasst, die den Bereich für die vierten Einrichtungen (70-86) in einem vierten Zeitraum, der dem dritten Zeitraum folgt, entsprechend dem vierten Koordinatenwert vorhersagt, der von der Beurteilungseinrichtung beurteilt wird, um die Forderung zu befriedigen.

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