Brevet FR2503508A1 — publié le 19821008

C 3 5 0 8 - 1 - Dispositif pour la génération d'une mire sur un écran de moniteur vidéo. La présente invention concerne un dispositif pour la génération sur un écran de moniteur vidéo d'une mire formée de lignes horizonta- les et verticales dont la position sur l'écran est parfaitement défi- nie et susceptible d'être prédéterminée. Un tel dispositif est particulièrement utile pour déterminer de façon précise la position exacte d'une pièce, selon deux axes perpen- diculaires correspondants à ceux de la mire. Dans ce but, on visuali- se simultanément sur l'écran du moniteur une image de la pièce obte- nue à l'aide d'une caméra de télévision et la mire générée par le dispositif. S'il existe un décalage de translation entre deux lignes perpendiculaires de référence choisies sur la pièce et deux lignes perpendiculaires correspondantes de la mire, générées sur l'écran de façon à occuper une position parfaitement définie, il suffit de faire se déplacer ces lignes de mire de façon à ce qu'elles se superposent auxlignes de référence de la pièce. La valeur des déplacements des lignes de mire selon les deux directions perpendiculaires, qui est représentative du décalage de la pièce par rapport à une position de référence, peut alors être utilisée pour commander soit une correc- tion de la position de la pièce, soit par exemple une correction du positionnement d'un outil prévu pour venir travailler la pièce dont la position n'est alors pas corrigée. 2 O 3 5 C 8 - 2 - Cet exemple particulier montre combien il est important pour ce type d'application de pouvoir générer une mire comportant des lignes dont la position sur l'écran puisse être prédéterminée de façon pré- cise. Ceci autorise non seulement une plus grande netteté de la mire qui facilite les opérations d'alignement, mais également une quanti- fication très fine des déplacements de la mire effectués au cours de ces opérations. La précision des dispositifs utilisés à l'heure actuelle pour la génération de mires se révèle limitée en raison même de leur principe de fonctionnement. Dans ces dispositifs en effet, l'instant du déclen- chement des circuits qu'élaborent les signaux de visualisation des lignes de la mire est défini par exemple par un temps de retard après un signal de synchronisation vertical pour la génération des lignes horizontales de la mire, ou de synchronisation horizontale pour la génération sur chaque ligne d'un segment élémentaire composant une ligne verticale. Le règlage de ce temps de retard, ou les variations qu'on lui impose pour obtenir le positionnement des lignes de la mire en des endroits choisis de l'écran s'effectue en modifiant la valeur d'un paramètre particulier des circuits de temporisation prévus pour délivrer les signaux de déclenchement, par exemple en agissant sur résistance électrique. On voit donc que la position des lignes de la mire sur l'écran est associée à une grandeur analogique, et que la précision du système est donc limitée par la précision de la détermi- nation de cette grandeur. Au contraire, le dispositif de l'invention permet de s'affranchir de l'imperfection des systèmes existants, en particulier en associant à la position de chaque ligne de la mire une valeur de référence nu- mérique. Cette solution permet non seulement d'accroître la précision d'un positionnement obtenu au moyen du dispositif, mais également de faciliter la mise en oeuvre d'un microprocesseur pour la commande des déplacements de la mire et leur exploitation ultérieure. Il est clair en effet que si les valeurs de référence utilisées sont des mots bi- naires à 8 bits par exemple, ils peuvent être aisément traités par microprocesseur, et mémorisés, appelés, modifiés, à volonté, en ré- ponse à des instructions données par l'utilisateur du dispositif ou encore de façon automatique si on utilise par exemple un dispositif complémentaire de traitement d'image, pour réaliser un poste de posi- tionnement automatique de pièces. L'invention, telle que définie dans les revendications de la pré- sente demande sera bien comprise à la lecture de la description sui- vante faite en relation avec la figure jointe qui représente de façon schématique et par blocs un mode de réalisation particulier d'un dis- positif de génération de mire mis en oeuvre dans une installation de repérage de la position d'une pièce. On a représenté en 1 dans la figure un écran de moniteur vidéo commandé de façon classique par un signal composite 2 composé de si- gnaux de synchronisation horizontale, verticale et d'un signal d'in- tensité de spot. Le signal composite 2 est formé dans un moyen de mixage 3 qui reçoit outre des instructions de marche/arrêt 4 un signal de mire et un signal d'image 6. Le signal d'image 6 est délivré par une ca- méra 7 qui filme un objet 8 dont l'image 9 est représentée sur l'écran 1. L'objet 8 porte des lignes de référence horizontales et verticaleslO. - 4 - Sur l'écran 1 sont représentées en outre deux lignes horizontales Il et deux lignes verticales 12 formant une mire. Cette mire est géné- rée sur l'écran 1 grâce au signal de mire 5 appliqué au moyen de mi- xage 3. Pour la réalisation du signal de mire 5, le dispositif de l'inven- tion comprend notamment un générateur de signaux de commande 13, un circuit 14 de formation du signal de mire, et des moyens pour déclen- cher au moment opportun la formation d'un signal de mire correspondant à l'une ou l'autre des lignes horizontales ou verticales de la mire. Le générateur de signaux de commande 13 qui comporte notamment un quartz haute fréquence et des étages de division permet d'élaborer un signal de synchronisation horizontale (SH) 15, un signal de synchroni- sation verticale (SV) 16, un signal d'horloge (H) 17 dont la fréquence est un multiple de celle des signaux de synchronisation et des signaux dits de blank vertical (BV) 18 et de blank horizontal (BH) 19. Les signaux de blank 18 et 19 sont connus dans la technique de la commande des moniteurs vidéo, notamment dans les dispositifs généra- teurs de caractères. Le signal de blank vertical définit, pour chaque séquence de balayage complet de l'écran, le début des lignes de l'écran que l'on souhaite réserver à la visualisation de la mire. De même, le signal de blank horizontal définit, pour chaque séquence de balayage d'une ligne, la fin de celle-ci. On notera à ce sujet que les signaux d'horloge, de synchronisa- tion et de blank sont généralement délivrés par les circuits généra- teurs de caractères disponibles sur le marché, et par conséquent - 5 qu'un tel circuit peut avantageusement être substitué au générateur de signaux de commande 13 si l'on désire faire également apparaître à volonté des indications sur l'écran 1. Dans ce cas, la sortie du générateur de caractère serait également raccordée au moyen de mi- xage 3. Le circuit 14 de formation du signal de mire comprend, de façon connue en soi, un circuit adapté pour délivrer, en réponse à un si- gnal de déclenchement, un signal d'intensité de spot correspondant à la visualisation sur l'écran d'un nombre déterminé de lignes de ba- layage successives, ces lignes formant alors une ligne horizontale de mire d'épaisseur déterminée. Pour la visualisation d'une ligne verticale de la mire, consti- tuée par un empilement dans le sens vertical d'une série de segments élémentaires des lignes successives de l'écran, le circuit 14 comprend également un circuit adapté pour délivrer, en réponse à un signal de déclenchement, un signal d'intensité de spot commandant la visualisa- tion sur l'écran de l'un de ces segments élémentaires, d'une longueur déterminée correspondant à l'épaisseur de la ligne verticale. L'épaisseur des lignes horizontales ou verticales peut être réglée en agissant sur les moyens de réglage 15, respectivement 16. Pour définir avec précision la position des lignes horizontales de la mire sur l'écran, le dispositif comprend un compteur 17 dont la fonction est de compter, pour chaque séquence de balayage complet de l'écran, le nombre de lignes balayées à partir du début de la zone de l'écran réservée à la visualisation de la mire. C'est pourquoi ce comp- teur est remis à zéro en 18 par le signal de blank vertical BV et in- 2, -- 3 S C 8 r350 8 -6 - crémenté en 19 par le signal de blank horizontal, c'est-àdire à la fin de chaque balayage de ligne. Un moyen de comparaison 20 compare à chaque instant le contenu du compteur 17 à une valeur de référence 21, 22 préalablement mémorisée et déterminée pour chaque ligne de mi- re horizontale de façon à correspondre au numéro de la première ligne de balayage de l'écran devant former une ligne horizontale de la mire. En cas de coïncidence, un signal de déclenchement 23, 24 est délivré au circuit 14 qui forme alors immédiatement un signal de mire permet- tant la visualisation d'une ligne de mire horizontale. De la même façon, la définition précise de la position des lignes verticales de la mire sur l'écran est obtenue à l'aide d'un compteur qui compte, pour chaque séquence de balayage horizontal, le nom- bre d'impulsions du signal d'horloge à partir du moment o le spot arrive au début d'une portion de la ligne de balayage réservée de fa- çon arbitraire à la visualisation de la mire. A cet effet, le comp- teur 25, incrémenté au moyen du signal d'horloge 17 appliqué en 26 estremis à zéro une première fois par le signal de synchronisation horizontale 15, appliqué au circuit 14, puis une deuxième fois lors- que le contenu du compteur coïncide avec une valeur numérique de ré- férence de largeur de marge mémorisée dans le dispositif de sélection de marge 27. Ce dispositif de sélection 27 agit sur le circuit 14 qui lui-même commande la borne de remise à zéro 28 du compteur 25. Comme précédemment, un moyen de comparaison 29 compare en perma- nence le contenu du compteur 25 avec des valeurs numériques de réfé- rence 30, 31 préalablement mémorisées et représentatives chacune d'un nombre d'impulsions d'horloge séparant le moment o le spot arrive 2,3 5 C 8 -7- au début de la portion de chaque ligne de balayage réservée à la vi- sualisation de la mire de celui o le spot arrive à l'endroit o il doit visualiser un segment élémentaire composant une ligne verticale. A chaque fois qu'une coïncidence se produit, un signal de déclenche- ment 32, 33 est envoyé au circuit 14 qui forme alors immédiatement un signal de mire permettant de visualiser un segment de ligne horizon- tale composant une ligne de mire verticale. Le circuit 14 de formation du signal de mire permet également, en réponse à des instructions fournies à ses bornes F1, F2, de traiter le signal de mire de façon à faire apparaître sélectivement soit les deux lignes de mire verticales et les deux lignes de mire horizontale, dans leur totalité, soit les seules portions de chaque ligne de mire non comprises entre deux autres lignes perpendiculaires, soit encore les seules portions de chaque ligne de mire comprises entre deux au- tres lignes perpendiculaires. En alternant la première et la deuxième configuration, il apparaîtra sur l'écran une mire analogue à celle représentée sur la figure, sur laquelle le rectangle central dispa- raît et réapparaît alternativement. Selon un mode de réalisation particulièrement intéressant de l'in- vention, les valeurs de référence mémorisées 21,22, 30 et 31 sont ac- cessibles, à l'aide d'un adressage adéquat, à des ports de sortie ré- servés à cet effet d'un dispositif à microprocesseur. Dans ce cas, il suffit de prévoir que ces valeurs soient données sous la forme de mots binaires de 8 bits, les compteurs 17 et 25 étant également des comp- teurs binaires de 8 bits. Les différentes manipulations, manuelles ou automatiques, de la mire nécessaires pour amener en correspondance les 2%,)3 5 0 8 - 8 - lignes de référence 10 de l'objet et les lignes de mire 11 et 12 sont alors obtenues en faisant varier par l'intermédiaire du micro- processeur, les valeurs de références 21, 22, 30 et 31 d'une quantité connue, ce qui provoque des déplacements bien définis des lignes de la mire. Le microprocesseur pourra alors traiter les informations correspondant aux variations des valeurs de référence pour commander directement par exemple le déplacement de la pièce 6, ou d'un outil prévu pour travailler celle-ci. On notera également qu'on a représenté en 34 sur la figure un port de sortie de 8 bits supplémentaire du dispositif de commande par microprocesseur. Comme on le voit aisément, ce port de sortie permet de commander l'arrêt ou la marche du circuit 14 de formation du si- gnal de mire, l'interruption du signal de caméra, laforme de la mire (entrées F1, F2 du circuit 14) et le mode de fonctionnment d'un cir- cuit de contraste 35 dont l'objet est de traiter le signal de mire généré par le circuit 14 de manière à faire apparaître au choix des lignes de mire blanches ou noires sur l'écran du moniteur vidéo. Enfin, on verra que la caméra 7 utilise les signaux de synchroni- sation SH et SV produits par le générateur de signaux de commande 13 et que par conséquent les signaux de synchronisation générés normale- ment par la caméra ne doivent pas être utilisés. Cette mesure est très intéressante car elle permet de s'affranchir de toute erreur due, en- tres autres, à une instabilité du générateur de signaux. Tout décala- ge d'une ou plusieurs lignes de balayage affectant en effet de la même façon le signal de mire et le signal de la caméra, les lignes de la mi- re et de l'image enregistrée par la caméra resteront donc toujours su- 2 ' ' 3 5 G 8 - 9 - perposées. Bien qu'elle ait été décrite en référence à l'un de ses modes de réalisation particuliers, l'invention ne s'y trouve nullement limitée. Elle est au contraire susceptible de nombreuses modifications et va- riantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. - 10 - REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la génération d'une mire sur un écran de moni- teur vidéo, cette mire comportant au moins une ligne horizontale et une ligne verticale occupant sur l'écran une position précise prédé- terminée et le moniteur étant commandé par un signal composite formé notamment d'un signal de synchronisation horizontale, d'un signal de synchronisation verticale et d'un signal d'intensité du spot prévu pour régler le niveau de gris en tout point de l'écran, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens pour élaborer, outre lesdits signaux de synchronisa- tion: * un signal de blank vertical définissant pour chaque séquence de balayage complet de l'écran, le début des lignes de l'écran réservées à la visualisation de la mire; * un signal de blank horizontal définissant, pour chaque séquen- ce de balayage d'une ligne, la fin de cette ligne; et * un signal d'horloge dont la fréquence est un multiple de cel- le des signaux de synchronisation; - des moyens pour générer un signal de mire, c'est-à-dire un si- gnal d'intensité de spot commandant la visualisation de la mi- re sur l'écran, ces moyens comprenant: * pour la visualisation d'une ligne horizontale de la mire, un circuit adapté pour délivrer, en réponse à un premier signal de déclenchement, un signal d'intensité de spot correspon- 2- ';3508 - il - dant à la visualisation sur l'écran d'un nombre déterminé de lignes de balayage successives; et pour la visualisation d'une ligne verticale constituée par un empilement dans le sens vertical d'une série de segments élémentaires des lignes successives de l'écran, un circuit adapté pour délivrer, en réponse à un deuxième signal de dé- clenchement, un signal d'intensité de spot correspondant à la visualisation sur l'écran de l'un de ces segments élémen- taires de longueur déterminée; - des moyens de mémorisation pour mémoriser: une première valeur numérique de référence associée à la po- sition de la ligne horizontale de la mire, cette valeur cor- respondant au numéro de la première ligne de balayage de l'écran formant la ligne horizontale de la mire, ces lignes de balayage étant comptées à partir de la première ligne dé- finie par le signal de blank vertical; et une deuxième valeur numérique de référence associée à la po- sition de chaque segment élémentaire de ligne horizontale prévu pour former la ligne verticale de la mire, cette valeur correspondant au nombre d'impulsions du signal d'horloge sé- parant, pour chaque ligne de balayage, le début dudit segment élémentaire, du début de la portion de la ligne réservée à la visualisation de la mire, - des premiers moyens de comptage du nombre de lignes balayées sur l'écran, ces moyens de comptage étant initialisés par le si- gnal de blank vertical et incrémentés par le signal de blank ho- 2 3 5 C 8 12 - rizontal; - des deuxièmes moyens de comptage d'impulsions du signal d'horlo- ge, ces moyens de comptage étant initialisés lorsque le spot ar- rive au début de la portion de chaque ligne de balayage réser- vée à la visualisation de la mire et incrémentés par le signal d'horloge; et - un premier et un deuxième moyen de comparaison adaptés pour com- parer respectivement le contenu des premiers et des deuxièmes moyens de comptage à la première et à la deuxième valeur numéri- que de référence, et pour produire en cas de coïncidence, les- dits premier ou deuxième signaux de déclenchement des circuits prévus pour la visualisation sur l'écran d'une ligne horizonta- le ou d'une ligne verticale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de sélection du début de la position de chaque ligne de balayage réservée à la visualisation de la mire, ce dispositif comprenant un moyen de mémorisation d'une valeur numéri- que de référence de largeur de marge, cette valeur correspondant au nombre d'impulsions du signal d'horloge séparant le début du balayage de la ligne et le début chosi pour la portion réservée à la visualisa- tion de la mire, et un moyen de comparaison adapté pour comparer à cet- te valeur le contenu des deuxièmes moyens de comptage et pour provoquer, en cas de coïncidence, la réinitialisation de ces moyens de comptage, ces moyens de comptage étant initialisés une première fois par le si- gnal de synchronisation horizontale. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- -13 - dentes, caractérisé en ce que les valeurs numériques de référence sont des nombres binaires à 8 bits, et en ce que les moyens de comp- tage sont des compteurs binaires à 8 bits. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes pour la génération d'une mire formée de deux lignes verticales et deux lignes horizontales, caractérisé en ce que les moyens de mé- morisation sont prévus pour mémoriser une valeur numérique de réfé- rence pour chaque ligne de la mire. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour générer le signal de mire comportent des moyens de traitement de ce signal prévus pour permettre de visualiser sélecti- vement - ou bien les deux lignes de mire verticales et les deux lignes de mire horizontales dans leur totalité; - ou bien les seules positions de chaque ligne de mire non com- pris entre deux autres lignes perpendiculaires; - ou bien les seules portions de chaque ligne de mire comprises en- tre deux autres lignes perpendiculaires. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les moyens pour générer le signal de mire comportent des moyens de réglage de l'épaisseur les lignes de mire agissant sur le nombre de lignes de balayage successives prévues pour former une ligne de mire horizontale, et sur la longueur des segments élémentaires de ligne de balayage prévues pour former une ligne de mire verticale. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendicactions précé- -4- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour faire varier d'une quantité connue lesdites valeurs de référence, et provoquer ainsi des déplacements des lignes de la mire, parallèlement à elles-mêmes. 8. Dispositif selon l'une-quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une caméra de télé- vision dont le signal commande la superposition d'une image à la mire sur l'écran, et en ce que lesdits signaux de synchronisation sont également utilisés pour synchroniser cette caméra.