Введение Раздел 1

Раздел 2

Раздел 3

Раздел 4

Раздел 5

Раздел 6

Раздел 7

Выводы Литература

 

3. Исследование метрологических возможностей метода

Как было отмечено в разделе 1, структура изображения на транспаранте определяется тремя факторами: кодирующей решеткой, геометрией изделия контроля и углом визирования. При контроле партии одинаковых изделий параметры кодирующей решетки и угол визирования постоянны и, следовательно, структура изображения всецело зависит от геометрии изделия.

Анализ существующих на практике объектов позволил установить [12-15], что изображения таких поверхностей как цилиндрическая, сферическая, коническая и всевозможные их комбинации, при освещении через кодирующую решетку в виде системы чередующихся прозрачных и непрозрачных линий представляет собой набор полос типа кривых второго порядка.

Принимая во внимание изложенное, а также то обстоятельство, что большая часть встречающихся объектов состоит из поверхностей перечисленных типов, ограничимся рассмотрением случая распознавания объектов с цилиндрической поверхностью. Вычисления будем проводить лишь для максимума корреляционного отклика, что соответствует физическим условиям его оценки.

Пусть объект расположен так, что направление освещения перпендикулярно его поверхности и образующая поверхности параллельна горизонтальной плоскости. Если радиус цилиндрической поверхности обозначить через R, а ширину линии в кодирующей решетке через , то пропускание транспаранта для одной линии на изображении поверхности можно записать так:

 

(15)

Такая запись пропускания предполагает стопроцентную модуляцию регистрирующей среды транспаранта, что обеспечивается надлежащим выбором времени экспонирования и режима ее обработки.

После подстановки (15) в (9), интегрирования и нормирования получим следующее выражение для определения максимума корреляционного отклика

где m=R/R; ; ; ; ; ; - радиус эталонной поверхности и 0<<90°.

Формулы (21) и (22) соответствуют случаю распознавания объекта с радиусом меньше эталонного, а формулы (23) и (24) — больше эталонного. На рис. 3 показаны зависимости  для трех различных значений параметра А и угла визирования a=45°. Семейство кривых слева от оси ординат соответствует  m<1, а справа - m>1. Из графиков видно, что чувствительность метода к выявлению отклонений формы распознаваемого объекта от эталонного повышается с уменьшением ширины линии  в кодирующей решетке. Количественный анализ выражения (16-19) с учетом реальных характеристик выпускаемых объективов показал, что относительная чувствительность, определяемая как отношение размера отклонения  к величине требуемого радиуса R, имеет порядок 10-10. Ее предельное значение достигается при

,                      (20)

где D — размер апертуры объектива в канале обработки информации, P — его разрешающая способность.

Характер зависимости чувствительности  от параметра  А для нескольких представляющих практический интерес пороговых уровней  иллюстрируется рис. 4.

Переходя к имеющимся в системе отраслевого стандарта классам точности обработки поверхностей, нетрудно сделать вывод, что исследуемый метод позволяет различать трехмерные объекты, выполненные в соответствии со вторым классом точности.

Рис. 3. Зависимость максимума корреляционного отклика от изменения радиуса распознаваемого объекта.

Рис. 4. Зависимость  чувствительности  DR/R  от параметра A.