DE2951780A1

DE2951780A1 - Objektuntersuchungs- oder -erkennungssystem

Info

Publication number: DE2951780A1
Application number: DE19792951780
Authority: DE
Inventors: Hajime Yoshida
Original assignee: Hajime Industries Ltd
Current assignee: Hajime Industries Ltd
Priority date: 1978-12-25
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1980-07-17
Also published as: CA1126853A; DE2951780C2; FR2445676A1; FR2445676B1; JPS5587072A; GB2041199A; GB2041199B

Description

Objektuntersuchungs- oder -erkennungasystem

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Objektuntersuchungssysteme und mehr im einzelnen ein neues Objektuntersuchungssystem, welches das Photobild eines zu untersuchenden Objekts durch eine lichtelektrische Bildabtastvorrichtung aufnimmt.

Bekannte Untersuchungssysteme für sehr kleine Objekte, welche durch Einrichtungen wie Förderbänder überführt werden, führen normalerweise die Untersuchung durch mikroskopische Vergrößerung des untersuchten Objekts durch; wenn aber das untersuchte Objekt sehr klein ist, ist es schwierig, genau zu ermitteln, ob das untersuchte Objekt mit hoher Genauigkeit in eine vorbestimmte Ermittlungspositien überführt wird oder nicht. Nach dem Stand der Technik wird die Ankunft des untersuchten Objekts bei der vorbestimmten Ermittlungsposition ermittelt durch einen Lichtschalter, Annäherungsschalter oder dgl·; wenn aber das untersuchte Objekt sehr klein ist, gibt es dabei verschiedene Schwierigkeiten.

Um diesen Zustand zu vermeiden, sind bereits Systeme zur Positionsermittlung eines untersuchten Objekts vorgeschlagen worden, bei denen Lichtfühler auf dem Monitorschirm installiert werden, auf den die untersuchten Objekte projeziert

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werden. Solche Systeme werden nun anhand von Figur 1 erläutert. Indem in Figur 1 gezeigten bekannten System wird auf einem Förderband 1 ein zu untersuchendes Objekt 2 in der durch einen pfeil 3 angezeigten Richtung überführt. In einer vorbestimmten Stellung bei dem Förderband ist eine photoelektrische Bildabtastvorrichtung wie beispielsweise eine Fernsehkamera 4 oder dgl. angeordnet, welche das untersuchte Objekt 2 teilweise elektrisch vergrößert. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Monitorschirm der photoelektrischen Bildabtastvorrichtung 4, auf welchem in einer vorbestimmten Position ein Lichtfühler 6 angeordnet ist, um die Lage des untersuchten Objekts 2 zu ermitteln. In Figur 1 ist der schraffierte Block ein Bild 7 des untersuchten Objekts 2 auf dem Förderband 1, welches Bild auf den Monitorschirm 5 mit scharfem Hintergrund projiziert wird, wobei sich das Objekt 2 auf dem Monitorschirm 5 in der durch einen Teil 8 angedeuteten Richtung zu dem Fühler 6 hin bewegt. Wenn dieses Bild 7 beispielsweise den Fühler 6 überlappt, wird dieser tätig und erzeugt ein Startsignal, das einem Objektuntersuchungs- oder -erkennungssystem 9 wie beispielsweise einem Komputer oder dgl. zugeführt wird, um die spezifizierte Untersuchung für das Objekt 2 durchzuführen. Es kann jedoch vorkommen, daß wegen der Gestalt und der Abmessungen des untersuchten Objekts 2 oder seiner Stellung auf dem Förderband 1, zum Beispiel, wenn das Bild 7 des in Figur 1 gezeigten untersuchten Objekts 2 wie der durch gestrichelte Linien angedeutete Block 10 ist und sich in der Richtung des Pfeils 8 auf dem Monitorschirm bewegt, dieses Bild 10 den Fühler 6 nicht überlappt. Daher beginnt in diesem Fall das Untersuchungssystem 9 nicht mit seiner Untersuchungstätigkeit, und folglich wird die Untersuchung des Objekts 2 nicht durchgeführt. Obwohl zur Vermeidung eines solchen Zustande der Fühler 6 unter gebührender Beachtung der Abtastrichtung der Fernsehkamera 4 und der Überführungsrichtung des untersuchten Objekts 2 angeordnet wird, ist es möglich, daß eine derartige Unmöglichkeit der Untersuchung auftritt.

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Da ferner die Positionsermittlung des untersuchten Objekts in Intervallen von 16,7 Millisekunden stattfinden soll, wird vom funktioneilen Standpunkt der Fernsehkamera 4 die Positionsermittlung unvermeidbar innerhalb von 16,7 Millisekunden variieren oder streuen.

Weiterhin ist festzustellen, daß auch bei Störung des Monitor-Fernsehempfängers oder bei Abnahme seiner Helligkeit keine Tätigkeit stattfindet, wozu noch die Tatsache kommt, daß der Monitor-Fernsehempfänger ständig in Bewegung ist, so daß noch der Mangel einer verkürzten Lebensdauer auftritt·

Dementsprechend ist ein.Gegenstand der Erfindung die Schaffung eines neuartigen Objekterkennungssystems, das die oben genannten Mängel der bekannten Systeme vermeidet.

Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Objekterkennungssystems, welches ein Objekt in kurzer Zeit sicher untersuchen kann.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Objektuntersuchungssystem geschaffen, welches gekennzeichnet ist durch

a) eine lichtelektrische Bildabtastvorrichtung, die ein zu untersuchendes Objekt aufnimmt und ein zusammengesetztes Videosignal liefert,

b) eine Einrichtung zum Abtrennen eines horizontalen und eines vertikalen Synchronsignals und eines Videosignals von dem zusammengesetzten Videosignal,

c) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Vergleichssteuersignal% das auf dem horizontalen und vertiaklen Synchronsignal basiert,

d) eine Einrichtung zum Erzeugen eines Bezugssignals,

e) eine Einrichtung, die dazu dient, das Videosignal mit dem Bezugssignal nur in einer durch das Vergleichssteuersignal bestimmten Periode zu vergleichen und ein Untersuchungs-

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Startsignal zu erzeugen, und

f) eine Einrichtung zur Untersuchung des Objekts, wenn ihr das Untersuchungsstartsignal zugeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 Ein Schemabild eines herkömmlichen Objekterkennungssystems;

Figur 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Objekterkennungssystems gemäß der Erfindung;

Figuren 3A, 3B und 3C schematische Bilder zur Erläuterung der Erfindung; und

Figuren 4A und 4B, 5A und 5B sowie 6A und 6B Wellenformdiagramme zur Erläuterung.

Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Objekterkennungssystems. In Figur 2 bezeichnet das Bezugszeichen 11 einen Synchronseparator, der das zusammengesetzte Videosignal, welches von der Fernsehkamera oder dgl. der lichtelektrischen Bildabtastvorrichtung 4 zugeführt wird, welche ein (in Figur 2 nicht gezeigtes) zu untersuchendes Objekt fotografiert, in ein horizontales Synchronsignal h, ein vertikales Synchronsignal ν und ein Videosignal s aufspaltet. Das vertikale Synchronsignal v, das durch den Synchronseparator 11 abgetrennt wird, wird einer Taktsteuerschaltung 12 zugeführt. In der TaktSteuerschaltung 12 wird dann ein Markierimpulssignal stv erzeugt, das auf dem vertikalen Synchronsignal ν basiert. Dieses Markierimpulssignal stv, welches die vertikale Position des Ermittlungsbereichs auf dem Monitorschirm eines Monitor-Fernsehempfängers spezifiziert, wie unten erläutert, wird einer Markierschaltung 14 zugeführt· Andererseits wird das horizontale Synchronsignal h einer TaktSteuerschaltung 13 zugeführt, und dann bildet die Taktsteuerschaltung 13 ein Markierimpulssignal sth, das auf dem horizontalen Synchronsignal h basiert. Dieses Markierim-

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pulssignal sth spezifiziert die horizontale Stellung des Ermittlungsbereichs auf dem Monitorschirm, wie weiter unten beschrieben. Dieses Markierimpulssignal sth wird der Markierschaltung 14 zugeführt· In dieser Markierschaltung 14 wird durch Kombinieren der Markierimpulssignale stv und sth ein zusammengesetztes Markierimpulssignal oder ein Vergleichssteuersignal erzeugt. Dementsprechend spezifiziert dieses Vergleichssteuersignal cst sowohl die horizontale als auch die vertikale Position des Ermittlungsbereichs auf dem Monitorschirm. Dieses Vergleichssteuersignal cst wird einem Komparator 16 zugeführt. In dem Komparator 16 wird nur während der Periode, die durch das zusammengesetzte Markierimpulssignal cst spezifiert ist, mit anderen Worten, nur bei der spezifizierten Position auf dem Monitorschirm, das Videosignal s verglichen mit einem Bezugssignal des Helligkeitspegels auf dem Monitorschirm, welches von einem Pegelsteuer- oder Bezugssignalgenerator»15 geliefert wird. Das Signal von dem Komparator 16 wird einer Mono-Multivibratorschaltung 17 zugeführt, welche einen rücktriggerbaren Monomultivibrator mit einer Impulsdauer von beispielsweise wenigstens 63 Mikrosekunden aufweist, und wenn ein Eingangssignal vorhanden ist, erzeugt die Multivibratorschaltung 17 ein Untersuchungsstartsignal sta. Und dieses Untersuchungsstartsignal sta wird einem Untersuchungssystem 18 zur Untersuchung des Objektes, wie beispielsweise eines üblichen Komputers zugeführt, und obwohl nicht in Figur 2 gezeigt, wird die Untersuchung des Objekts durchgeführt. Diese Untersuchung des Objekts kann auf einem Monitorschirm 19 eines Monitor-Fernsehempfängers 19M überwacht werden, welcher das Ausgangsvideosignal von der Fernsehkamera 4 erhält.

Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau des Objektserkennungsoder Untersuchungssystems wird die folgende Untersuchung des Objektes durchgeführt. In diesem Fall sei angenommen,

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daß beispielsweise der Monitorschirm 19 ein schwarzer Hintergrund ist und ein zu untersuchendes Objekt 21 in Figur 3A auf Weiß basiert. Wenn das zu untersuchende Objekt 21 bei einem Ermittlungsbereich 20 ankommt, dessen Position auf dem Monitorschirm 19 durch das Vergleichssteuersignal cst spezifiziert ist, gibt der Komparator 16 ein Vergleichssignal ab, durch welches die Mono-Multivibratorschaltung

17 das Startsignal sta erzeugt, und die Untersuchung des

zu untersuchenden Objekts 21 wird in dem Untersuchungssystem

18 durchgeführt.

Ferner ist es zur Festlegung des Ermittlungsbereichs 20, wie in Figur 3A angedeutet, ausreichend, daß die Taktsteuerschaltung 12 derart arbeitet, daß ihr Ausgangssignal stv aufgrund des vertikalen Synchronsignals ν angeordnet ist, wie in Figur 4A angedeutet, und die Taktsteuerschaltung derart arbeitet, daß ihr Ausgangssignal sta aufgrund des horizontalen Synchronsignals h gemäß Figur 4B angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist es nicht erforderlich, einen speziellen photooptischen Fühler auf dem Monitorschirm 19 vorzusehen, wie in dem Fall des bekannten Systems, und da der Ermittlungsbereich 20 als freie Festlegung spezifiziert ist, die auf dem horizontalen sowie dem vertikalen Synchronsignal h bzw. ν von dem lichtelektrischen Bildabtastsystem basiert, ist der Monitor-Fernsehempfänger nicht direkt für die Ermittlungstätigkeit notwendig. Indessen ist der Monitor nur erforderlich, um die Stellung des zu untersuchenden Objekts usw. zur UntersuchungsStartzeit zu bestätigen. Dementsprechend kann die Untersuchung durchgeführt werden ohne Beeinflussung durch die Schwierigkeit der Beobachtung des Monitorschirms oder einen Helligkeitsabfall des Monitorschirms oder eine andere Monitorstörung; außerdem kann die Lebensdauer des Monitor-Fernsehempfängers über längere Zeiträume erhalten werden, da er nicht ständig betrieben werden muß. Anders '

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ausgedrückt, können durch die Erfindung die herkömmlichen Mängel, wie oben erwähnt, fast völlig vermieden werden.

Ferner kann, wie in Figur 3B als Beispiel gezeigt, wenn das Objekt 21 in der durch einen Teil 22 angedeuteten Richtung auf dem Monitorschirm 19 nach links fließt, dadurch, daß der Ermittlungsbereich 20 schmal und lang in Vertikalrichtung auf dem Monitorschirm 19 festgelegt wird, das Objekt 21, obwohl seine Stellung oben oder unten ist, sicher ermittelt werden, und das Leerintervall für die Ermittlungszeit kann auch stark reduziert werden.

Um den Ermittlungsbereich festzulegen, wie in Figur 3B argesteilt, ist es ausreichend, daß die Taktsteuerschaltung 12 derart arbeitet, daß ihr Ausgangssignal stv aufgrund des vertikalen Synchronsignals ν die in Figur 5A gezeigte Form hat, und die TaktSteuerschaltung 13 in der Art arbeitet, daß ihr Ausgangssignal sta aufgrund des horizontalen Synchronsignals h gemäß Figur 5B festgelegt wird.

Auch wenn das Objekt 21, wie in Figur 3C durch einen Pfeil angedeutet, vertikal auf dem Monitorschirm 19 nach oben und unten strömt, kann das Objekt 21, obwohl es nach rechts oder links verlagert ist, sicher ermittelt werden, indem der Ermittlungsbereich 20 schmal und lang in Horizontalrichtung auf dem Monitorschirm 19 festgelegt wird, wie in der Zeichnung gezeigt. Um den Ermittlungsbereich 20 festzulegen, wie in Figur 3C gezeigt, ist es ausreichend, daß die Taktsteuerschaltung 12 derart arbeitet, daß ihr Ausgangssignal stv aufgrund des vertikalen Synchronsignals festgelegt wird, wie in Figur 6A gezeigt, und die TaktSteuerschaltung 13 derart arbeitet, daß ihr Ausgangssignal sth aufgrund des horizontalen Synchronsignals h festgelegt wird, wie in Figur 6B gezeigt.

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Es wird angemerkt, daß ein ein einziges bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert worden ist, daß aber viele Variationen und Veränderungen offensichtlich von einem Fachmann vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen·

Der Patentanwalt

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Claims

Ansprüche:

Objektuntersuchungs- oder -erkennungssystem, gekennzeichnet durch

a) eine lichtelektrische Bildabtastvorrichtung (4), die ein zu untersuchendes Objekt (2) aufnimmt und ein zusammengesetztes Videosignal liefert,

b) eine Einrichtung (11) zum Abtrennen eines horizontalen und eines vertikalen Synchronsignals und eines Videosignals von dem zusammengesetzten Videosignal,

c) eine Einrichtung (12, 13, 14) zum Erzeugen eines Vergleichssteuersignals, das auf dem horizontalen und vertikalen Synchronsignal basiert,

d) eine Einrichtung (15) zum Erzeugen eines Bezugssignals,

e) eine Einrichtung (16, 17), die dazu dient, das Videosignal mit dem Bezugssignal nur in einer durch das Vergleichssteuersignal bestimmten Periode zu vergleichen und ein Untersuchungsstartsignal zu erzeugen, und

f) eine Einrichtung (18) zur Untersuchung des Objekts, wenn ihr das Untersuchungsstartsignal zugeführt wird.

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2. Objektuntersuchungs- oder -erkennungssystem nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung
(12, 13, 14) zum Erzeugen des Vergleichssteuersignals zwei Taktsteuerschaltungen (12, 13) umfaßt, welche das horizontale bzw· das vertikale Synchronsignal erhalten und entsprechende Markierimpulssignale erzeugen, sowie eine Markierschaltung (14), welche die Markierimpulssignale erhSIt und dann das Vergleichssteuersignal erzeugt.

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