Спосіб визначення об’єму довільної фігури обертання

Спосіб визначення об'єму довільної фігури обертання, який полягає в тому що проектують зображення об'єкта на площину проекції паралельно вісі обертання фігури, переміщують спроектоване зображення об'єкта вниз до співпадання основи зображення з нижнім рядком перетворювача світло - сигналу, знаходять відстань від лівого нижнього кута перетворювача до вісі обертання з крайнім лівим стовпчиком перетворювача і переносять зображення об'єкта вліво до співпадання вісі обертання фігури з крайнім лівим стовпчиком перетворювача, переміщують зображення об'єкта вниз по поверхні перетворювача світло - сигналу з кроком дискредитації, який дорівнює відстані між двома сусідніми рядками перетворювача, при цьому на кожному кроці знаходять відстань від першого рядка до кінця контура зображення, який відрізняє ться, тим що після цього знаходять відстань від другого рядка зображення до контура і шляхом підрахунку кількості дискретів, обчислюють об'єм елементарного циліндра зображення об'єкта по формулі Vцци = ПR12h + ПR2 2h / 2 , де Винахід відноситься до контрольно - вимірювальної техніки і робототехніки і може бути використаний для знаходження об'єму довільної фігури обертання по одній проекції. Відомий спосіб визначення площі плоскої фігури (див.: Електроніка і модулювання. – К.: Наукова думка, 1974. – Вип. 3. - С. 137), який полягає в тому, що проектують зображення об'єкта на перетворювач світло - сигнал, зміщують зображення об'єкта по поверхні перетворювача світло - сигналу, перетворюють отримане зображення в відеосигнал і знаходять площу закритої фігури. Недоліками даного способу є низька точність за рахунок втрат, це пояснюється низьким, рівнем дискретизацій поля екрана, мала область застосування за рахунок неможливості знаходження параметрів об'ємних зображень. Відомий також спосіб знаходження площі замкнутих фігур (А.с. СРСР, № 1826142 М. кл. від 04.03.91), який полягає в тому, що проектують зображення об'єкта на перетворювач світло - сигнал, переміщують зображення об'єкта по поверхні перетворювача світло - сигналу, переробляють отримане зображення в відеосигнал і знаходять площу довільної замкнутої фігури, при проектуванні зображення об'єкта центрують зображення шляхом зміщення центра зображення об'єкта з центром відліку в блокові центрування зображен ня, зміщують зображення об'єкта по поверхні пе2П ретворювач – світло з кроком дискретизації , N де N - довільне число, вимірюють відстань від центра зображення об'єкта до контура зображення шляхом підрахунку імпульсів, визначають площу ПR сектора зображення об'єкта по формулі Sсект= . N Недоліком є вузька галузь застосування за рахунок неможливості знаходження параметрів площі плоских фігур. За прототип обрано спосіб знаходження об'єму довільної фігури обертання (Патент України № 17148, М. кл. H04N7/8, бюл. № 5, 1997), який полягає в тому, що проектують зображення об'єкта на перетворювач світло - сигнал так що площина проекції паралельна осі обертання фігури, переміщують зображення вниз до співпадання з нижнім рядком, здвигають зображення фігури вліво до співпадання осі обертання фігури з крайнім лівим рядком. Далі зміщують зображення вниз по поверхні перетворювача світло - сигнал, на кожному кроці знаходять відстань від лівого нижнього кута перетворювача до кінця контура зображення в нижньому рядку і шляхом підрахунку кількості дискретів, знаходять об'єм елементарного циліндра за формулою Vцци = ПR2h де h - крок дискрети ( ) (19) UA (11) 37004 (13) A h - крок дискретизації, R1, R2 - відстані від першого рядка і від другого рядка до кінця контура зображення, а потім шляхом додавання знайдених об'ємів елементарних циліндрів, знаходять повний об'єм фігури обертання. 37004 зації, R - відстань від нижнього кута перетворювача до кінця контура зображення, потім шляхом додавання знайдених об'ємів елементарних циліндрів, знаходять повний об'єм фігури обертання. Враховуючи особливість способу знаходження об'єму довільної фігури обертання, то її головним недоліком є неточність в знаходженні об'єму даної фігури, залежно від форми самої фігури. В основу винаходу покладено задачу розробки способу знаходження об'єму довільної фігури обертання, в якому за рахунок введення нових операцій, досягається підвищення точності знаходження об'єму довільної фігури обертання. Поставлена задача досягається тим, що в способі, який полягає в тому, що проектують зображення об'єкта на площину проекції паралельно вісі обертання фігури, переміщують спроектоване зображення об'єкта вниз до співпадання основи зображення з нижнім рядком перетворювача світло - сигналу, знаходять відстань від лівого нижнього кута перетворювача до вісі обертання з крайнім лівим стовпчиком перетворювача і переносять зображення об'єкта вліво до співпадання вісі обертання фігури з крайнім лівим стовпчиком перетворювача, переміщують зображення об'єкта вниз по поверхні перетворювача світло - сигналу з кроком дискретизації, який дорівнює відстані між двома сусідніми рядками перетворювача, при цьому на кожному кроці знаходять відстань від першого рядка до кінця контура зображення, знаходять відстань від другого рядка зображення до контура і шляхом підрахунку кількості дискретів, обчислюють об'єм елементарного циліндра зображення об'єкта по формулі Vцци = ПR12 h + ПR2 2 h / 2 ( ) ( Пристрій (фіг. 4), який реалізує спосіб знаходження об'єму довільної фігури обертання, містить перетворювач світло - сигнал (ПСС) 1, блок керування (БК) 2, два регістри (Р1) 3, (Р2) 4, елемент (АБО) 5, обчислюючий блок(ОБ) 6, накопичуючий суматор (НС) 7, причому ви ходи (ПСС) 1 підключені до відповідних входів елемента (АБО) 5, та регістра Р1 3, вихід якого підключений до входу 8 ОБ 5, і входу 9 регістра Р2 4, вихід якого підключений до входу 10 ОБ 6, який в свою чергу підключений до входу 11 НС 7, вхід 12 НС, та вхід 13 ОБ 6 підключено до виходу 14 БК 2, др угий ви хід 15 Б1 2 підключений до першого входу 16 ПСС 1, третій вихід 17 БК 2 підключено до другого входу 18 ПСС 1, четвертий вихід 19 БК 2 підключений до входу 20 регістра Р1 3, четвертий вихід 21 БК 2 підключено до входу 22 P1 3, та входу 23 регістра Р2 4, оптичний вхід 24 оптично пов'язаний з оптичним виходом ПСС 1, а вихід елемента АБО 5 підключений до входу 25 БК 2. Пристрій працює таким чином. Зображення об'єкта з оптичного входу 24 проектується на ПСС 1 З першого виходу 15 БК 2 на перший керуючий вхід 16 ПСС 1 подаються імпульси зсуву зображення вниз по полю ПСС 1. В момент часу, коли точка зображення з'являється в нижній частині рядка ПСС 1, на виході елемента АБО 5 з'являється сигнал логічної "1", який йде на вхід 25 БК 2, що закінчує появу імпульсів на першому ви ході 15 БК 2. З др угого виходу 17 БК 2 на вхід 18 ПСС 1 подається імпульс зсуву зображення вліво до співпадання вісі обертання з лівим стовпчиком поля ПСС 1. Після зсуву зображення об'єкта вліво до співпадання з лівим стовпчиком ПСС 1, відбувається подача сигналу з ви ходу 19 БК 2 на вхід 20 регістра Р1 3 для обчислення відстані від лівого нижнього кута до осі обертання об'єкта, з виходу 21 БК 2 на входи регістрів Р1 3 та Р2 4 подається керуючий сигнал для передачі вмісту інформації Р1 3 в Р2 4 з виходу регістра Р1 3 на вхід 9. З виходу 17 БК 2 на вхід 18 ПСС 1 подається сигнал, який переміщує зображення об'єкта вниз на відстань яка дорівнює відстані між двома рядками. З виходу 19 БК 2 подається сигнал в реєстр Р1 3 для знаходження відстані від лівого нижнього кута до осі обертання. Далі вміст регістрів Р1 3 та Р2 4 передається на ОБ 6 де знаходиться об'єм елементарного циліндра. Потім знайдений об'єм передається на НС 7, де сумуються всі знайдені об'єми елементарних циліндрів. В подальшому робиться зсув зображення тільки вниз і накопичення суми в НС 7. Робота елемента АБО 5 необхідна була тільки на початковому етапі для зміщення осі обертання зображення з крайнім лівим стовпчиком ПСС 1 Проміжні середні значення елементарних циліндрів обчислюються в ОБ 6 за наступною формулою Vцци = ПR12 h + ПR2 2 h / 2 ) де h - крок дискретизації, R1, R2 - відстані від першого рядка і від другого рядка до кінця контура зображення, а потім шляхом додавання знайдених об'ємів елементарних циліндрів, знаходять повний об'єм фігури обертання. На фіг. 1 подано алгоритм, який пояснює спосіб; на фіг. 2 - прилад, який реалізує цей спосіб. Спосіб знаходження об'єму довільної фігури обертання полягає в тому, що, в початковий момент часу зображення об'єкта проектується на перетворювач світло - сигнал (ПСС) так, щоб вісь обертання фігури проектувалась по всі довжині і. була паралель площині ПСС (фіг. 1). Переносять зображення вниз по полю ПСС і знаходять відстань від лівого нижнього кута до осі обертання (фіг. 2). Переносять вліво зображення до співпадання з віссю обертання з крайнім лівим стовпчиком (фіг. 3). Після цього знаходять відстань від першого і від другого рядка до кінця контура, а потім знаходимо середнє значення об’єму елементарного циліндру за формулою Vцци = ПR12 h + ПR2 2 h / 2 ( Повний об'єм фігури обертання знаходять за формулою n Vф = å Vцил i= 1 де N - кількість рядків в ПСС. ) де h - крок дискретизації, R1, R2 - відстані від першого рядка і від другого рядка до кінця контура зображення. 2 37004 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 3 37004 Фіг. 4 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4