DE1014465B

DE1014465B - Method for telemeasuring lengths, in particular on rolling stock using television sets

Info

Publication number: DE1014465B
Application number: DEH24131A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walther Dick; Dr Paul Hoeller
Original assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Current assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Priority date: 1955-06-11
Filing date: 1955-06-11
Publication date: 1957-08-22

Description

Verfahren zum Fernmessen von Längen, insbesondere an Walzgutkörpern unter Anwendung von Fernsehgeräten Es ist bereits eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen zum Fern, messen von Längen, insbesondere an Walzgutkörpern bekannt, von denen vor allem die Anwendung industrieller Fernsehgeräte sowie fotoelektrischer Meßlatten erwähnt seien. Im erstgenannten Falle wird mit Hilfe einer Fernsehkamera und eines Bildwiedergabegerätes ein Bild des zu messenden Objektes auf das Wiedergabegerät übertragen und dort mit bekannten Meßeinrichtungen ausgemessen. Neben der relativ umständlichen und zeitraubenden Durchführung und den subjektiven Fehlern bei der Ausmessung des Bildes werden bei diesem Verfahren keine sehr hohen Meßgenauigkeiten erreicht, weil bei der Übertragung des Bildes von der : Fernsehkamera auf den Schirm des Empfangsgerätes noch Bildverzerrungen auftreten.Method for remote measurement of lengths, in particular on bodies of rolling stock using televisions there are already a number of methods and devices for remote measurement of lengths, in particular known on rolling bodies, of which before especially the use of industrial televisions and photoelectric measuring rods should be mentioned. In the former case, with the help of a television camera and one Image display device an image of the object to be measured on the display device transferred and measured there with known measuring devices. In addition to the relative cumbersome and time-consuming implementation and the subjective errors in the With this method, measurements of the image are not very accurate achieved because when transferring the image from the television camera to the screen image distortion still occurs in the receiving device.

Bei dem Zweitgenannten Verfahren wird ein Bild des Walzgutes mit Hilfe fotoelektrischer Meßlatten, die aus nebeneinander angeordneten, kleinen Fotozellen bestehen, ausgemessen. Bei dies ein Verfahren ist vor allem die Auflösung begrenzt, weil nicht beliebig große Bilder entworfen werden können und nicht beliebig kleine Fotozellen zur Verfügung stehen. In the second-mentioned method, a picture of the rolling stock is included With the help of photoelectric measuring rods made up of small photocells arranged next to each other consist, measured. With this one procedure, the resolution is particularly limited, because pictures of any size cannot be designed and not any size Photocells are available.

Um hier Abhilfe zu schaffen, wird unter Anwendung bekannter Fernseheinrichtungenein Verfahren vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß die Längen durch Auszählen derjenjgen Zeilen des Empfangsorgans mittels ei;nels Zählwerks ermittelt werden. über die sich das Bild des Walzgutkörpers in Meßrichtung erstreckt. In order to remedy this situation, using known television equipment, a Proposed method in which, according to the invention, the lengths by counting them Lines of the receiving organ are determined by means of a counter. about the themselves the image of the rolling stock extends in the measuring direction.

Hierbei wird senkrecht über dem auszumessenden Objekt eine Fernsehkamera angebracht, auf deren lichtempfindlicher Schicht ein Bild des Objektes entsteht. Das Bild wird nicht auf ein Bildwieldergabegerät übertragen. sondern es wird mit einem elektronischen Zählwerk die Anzahl der in Meßrichtung durch das Objektbild beleuchteten Zeilen der lichtempfinlichen Schicht der Fernsehkamera ausgezählt, nachdem vorher die Kamera so gedreht worden ist, daß die Meßrichtung senkrecht zur Zeilenrichtung liegt. A television camera is placed vertically above the object to be measured attached, on whose light-sensitive layer an image of the object is created. The image is not transferred to an image display device. but it will be with an electronic counter the number of times in the measuring direction through the object image counted the illuminated lines of the light-sensitive layer of the television camera, after the camera has been rotated so that the measuring direction is perpendicular to Line direction lies.

Das Ergebnis dieser Zählung wird als Zahlenwert unmittelbar angezeigt. Das Ergebnis der Zählung entspricht bei gegebenem optischem Abbildungsmaßstab direkt der Breite bzw. Länge des Walzgutkörpers. Die Meßgenauigkeit läßt sich hierdurch wesentlich steigern, da das »Zählen« ein abslout fehlerfreies Meßverfahren darstellt, und sie ist bei einwandfreier Ausffilhrung des Kippgenerators, der den Zeilenabstand bestimmt, nur durch die Auflösung, bedingt durch die Anzahl der Zleile, begrenzt. Der Verzeichnungsfehler des Objektivs ist konstant und läßt sich empirisch eineichen. Die Auflösung beträgt bei den üblichen Fernsehaufnahmekameras mit 625 Zeilen 1/625 = 0,16 %, wenn die lichtempfindliche Schicht voll- kommen ausgeleuchtet ist. Durch Erhöhung der Zeilenzahl läßt sich die Auflösung entsprechend steigern. The result of this count is immediately displayed as a numerical value. The result of the count corresponds directly to the given optical reproduction scale the width or length of the rolling stock. The accuracy of measurement can thereby increase significantly, since "counting" is an absolutely error-free measuring process, and it is, with proper execution of the tilt generator, the line spacing determined, limited only by the dissolution, conditioned by the number of Zleile. The lens distortion error is constant and can be empirically calibrated. The resolution of the usual television cameras with 625 lines is 1/625 = 0.16% if the light-sensitive layer is completely come is illuminated. By Increasing the number of lines increases the resolution accordingly.

Vor dem Auszählen wird das Fernasehaufnahmegerät so um seine senkrechte Achse gedreht, daß die Zeilen. richtung der Aufnahmekamera genau senkrecht zur Meßrichtung liegt. Hierzu werden beispielsweise nach Anschlu eines Oszillographen an das Aufnahmegerät aus dem Gesamtbild des Walzgutkörpers auf dem Schirm des Aufnahmegerätes zwei parallel, senkrecht zur Zeilenrichtung der Kamera liegende Streifen ausgeblendet und auf dem Oszillographenschirm die genaue senkrechte Lage der Zeilenrichtung zur Meßrichtung überprüft. Before the counting, the Fernasehaufnahmgerät is so around its vertical Axis rotated that lines. direction of the recording camera exactly perpendicular to the measuring direction lies. For this purpose, for example after connecting an oscilloscope to the recording device from the overall picture of the rolling stock body on the screen of the recording device two parallel, strips lying perpendicular to the line direction of the camera are hidden and on the Oscillograph screen shows the exact vertical position of the line direction to the measuring direction checked.

Das Verfahren ist an Hand eines Ausführungs-Beispiels und der Zeichnung erläutert. The procedure is based on an exemplary embodiment and the drawing explained.

In Fig. 1 stellt 1 die lichtempfindliche Schicht der Fernsehkamera dar. Durch die Schlitze 2 werden zwei schmale parallele Streifen aus dem Bild ausgeblendet, die in Meßrichtung, in vorliegendem Fall in Breitenmeßrichtung, und senkrecht zur durch einen Doppelpfeil gekennzeichneten Richtung der Zeilen des Aufnahmeschirmes liege. An die Aufnahmekamera können wahlweise der Oszillograph 4 oder das Zählwerk 5 angeschlossen werden. In Fig. 1, 1 represents the photosensitive layer of the television camera through the slits 2 two narrow parallel strips are hidden from the picture, in the measuring direction, in the present case in the width measuring direction, and perpendicular to the Direction of the lines of the recording screen indicated by a double arrow lie. Either the oscilloscope 4 or the counter can be connected to the recording camera 5 can be connected.

Das Bild des zu messenden Walzgutkörpers habe zunächst auf dem Schirm der Aufnahmekamera die Lage 3a. Wird der Oszillograph 4 über einen geeigneten Verstärker an den Ausgang der Kamera angeschlossen und die Zeitablenkfrequenz des Oszillographen mit der Bildabtastfrequenz synchronisiert, so erscheint bei hinreichend starker Spreinzung der Zeitablenkung auf dem Oszillographenschirm zunächst eine Anzeige entsprechend Fig. 2 a. Der gespreizte Bereich wird dabei so gewählt, daß er den in Fig. 1 durch die strichpunktierten Linien u und o eingeschlossenen Schirmbereich umfaßt. Aus der Anzeige ist erscihtlich, daß bei Abtasten des Bildes des Walzgutes zunächst nur ein Impuls je Zeile erfolgt (Klammer x in Fig. 2 a) und nach Erreichen derjenigen Zeile, in der beide Spalten durch das Bild 3 a ausgeleuchtet sind, in jeder Zeile zwei Impulse erscheinen (Klammer y in Fig. 2 a). Durch Drehen der Kamera zur Bildlage 3 b hin rückt der Bereich der höheren Impulsdichte, d. h. die linke Begrenzung der in FIg. 2 a dargestellten Klammer y auf dem Bildschirm des Oszillographen nach links, Ist das Bild auf dem Kameraschirm in die Lage 3 b gelangt, so erscheint von der ersten beleuchteten Zeile an auf dem Schirm des Oszillographen sofort die doppelte Impulsfolge je Zeile, d. h., der Abstand der einzelnen Impulse ist über dem gesamten Bereich der Anzeige gleich, wie dies in Fig. 2 b dargestellt ist. The image of the rolling stock body to be measured is initially on the screen the recording camera position 3a. If the oscilloscope 4 is connected to a suitable amplifier connected to the output of the camera and the time base frequency of the oscilloscope synchronized with the image sampling frequency, then appears at sufficiently strong The time deflection is displayed first on the oscilloscope screen according to FIG. 2 a. The spread area is chosen so that it the in Fig. 1 enclosed by the dash-dotted lines u and o Screen area includes. It can be seen from the display that when the image is being scanned of the rolling stock is initially only one pulse per line (bracket x in Fig. 2a) and after reaching the line in which both columns are illuminated by the image 3 a are, two pulses appear in each line (bracket y in Fig. 2 a). Go berserk of the camera towards the image position 3 b, the area of the higher pulse density moves, d. H. the left limit of the in Fig. 2 a bracket y shown on the screen of the oscilloscope to the left, the image on the camera screen is in position 3 b appears from the first illuminated line on the oscilloscope screen immediately double the pulse train per line, d. i.e. the distance between the individual pulses is the same over the entire area of the display, as shown in Fig. 2b is.

Nachdem auf diese Weise die Kamera so gedreht ist, daß das Bild des Walzgutkörpers die Lage 3b einnimmt, erfolgt der Anschluß an das Zählwerk. Um im Zählgerät sofort die richtige Mahzahl zu erhalten, darf nur eine bestimmte Anzahl von Bildabtastungen ausgezählt werden. Die Vorwahl einer bestimmten Zählzeit ist ohne Schwierigkeiten. möglich. Die Untersetzung der Zählung muß so bemessen sein, daß sie die Anzahl der Bildabtastungen und den bekannten optischen Abbildungsmaßstab kompensiert. Es ist bei der Zählung zu berücksichtigen, daß, wenn beide Spalte offen bleiben, pro beleuchtete Zeile zwei Impulse gezähl@ werden. Die Untersetzung ist dementsprechend zu wählen. Man kann jedoch auch während des Zählvorganges einen Spalt abdecken, so daß man pro beleuchtete Zeile nur einen Impuls erhält. After rotating the camera in this way so that the image of the Rolled stock body occupies position 3b, the connection to the counter takes place. To im Counting device to get the correct number of meals immediately is only allowed a certain number are counted by image samples. The preselection of a certain beat is without difficulty. possible. The reduction of the count must be measured in such a way that that it determines the number of image scans and the known optical magnification compensated. When counting it must be taken into account that if both columns are open remain, two impulses are counted per illuminated line. The reduction is to choose accordingly. However, one can also do one during the counting process Cover the gap so that only one pulse is received per illuminated line.

Claims

The count itself only takes a short period of time and can e.g. B. if the count is only done during a scan, within of 1/50 of a second. Because longer beats preselect more safely one will generally count more image samples, their total time however, it is practically insignificant, so that there is no delay in the rolling process entry.

You can control the position of the image in relation to the columns can be modified in various ways and also automated. In the latter Fade, a control element is required that rotates the camera via a motor for so long until the there is a double pulse train in the first illuminated row.

This method can also be used in a corresponding manner for the devices for telemetry of lengths on rolling stock bodies for which the dimensions can be detected by individual photocells or resistors. Here is the number of the illuminated photocells or resistors are counted.

PATENT CLAIMS: 1. Method for measuring lengths, in particular on bodies of rolling stock, using television sets, characterized in that the lengths by counting those lines of the receiving organ by means of a counter can be determined over which the image of the rolling stock extends in the measuring direction.

2. The method according to claim 1, characterized in that from the Overall image of the body of the rolling stock is two parallel, perpendicular to the direction of the line Strips or gaps on the recording screen are hidden,

3. Procedure according to Claims 1 and 2, characterized in that an oscilloscope before the counting connected to the television recorder through an amplifier and set the timing frequency of the oscilloscope is synchronized with the image sampling frequency of the recording device will.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that according to Connect the oscilloscope and, before counting, the television recording device its vertical axis is rotated so that a pulse train appears on the oscilloscope screen appears with the same spacing of the pulses, whereby the vertical position of the line direction is specified for the measuring direction.

5. The method according to claim 4, characterized in that the rotation of the Feruschaufnahni device is carried out by a motor via a control element for as long as until the double pulse train is present in the first illuminated line.

Publications considered: Österreichsche Patentschrift No. 174 407; French Patent No. 871,654; »Electrical engineering and mechanical engineering«, Year 71, issue 19, pp. 469, 470.