DEVICE FOR GENERATING A PATTERN ON THE SCREEN OF A VIDEO MONITOR

Abstract: 1. Arrangement for generating an alignment display on the screen of a video monitor in order to determine the exact position of an object the image of which also appears on said screen, said alignment display comprising at least one horizontal and one vertical line situated at a precisely predetermined position on the screen and the monitor being controlled by a composite signal formed in particular from a horizontal synchronization signal (SH), a vertical synchronization signal (SV) and a spot intensity signal for regulating the grey level at every point of the screen, characterized in that it comprises : - means (13) for developing in addition to said synchronization signals : - a vertical blanking signal (BV) defining for each complete screen scanning sequence the starting point of the screen lines reserved for the alignment display ; - a horizontal blanking signal (BH) defining for each line scanning sequence the end point of such line ; and - a clock signal (H) the frequency of which is a multiple of that of the synchronization signals ; - means (14) for generating an alignment display signal, i.e. a spot intensity signal controlling the visualisation of the alignment display, such means comprising : - for the visualisation of a horizontal line of the alignment display, a circuit adapted to furnish in response to a first enabling signal a spot intensity signal corresponding to the visualisation on the screen of a predetermined number of successive scanning lines ; and - for the visualisation of a vertical line formed by a vertical stacking of a series of elementary segments of successive lines on the screen, a circuit adapted to furnish in response to a second enabling signal a spot intensity signal corresponding to the visualisation on the screen of one of said elementary segments of predetermined length ; - memory means for storing : - a first digital reference value (21, 22) associated with the position of the horizontal line of the alignment display, this value corresponding to the number of the first scanning line of the screen forming the horizontal line of the alignment display such scanning lines starting from the first line defined by the vertical blanking signal ; and - a second digital reference value (30, 31) associated with the position of each elementary segment of the horizontal line provided to form the vertical line of the alignment display, this value corresponding for each scanning line to the number of clock pulses separating the beginning of the said elementary segment from the beginning of the portion of the line reserved for visualisation of the alignment display, - first means (17) for counting the number of lines scanned on the screen, such counting means being set to an initial count by the vertical blanking signal and incremented by the horizontal blanking signal ; - second means (25) for counting the clock pulses, such counting means being set to an initial value when the spot arrives at the beginning of the portion of each scanning line reserved for visualisation of the alignment display and incremented by the clock signal ; and - a first (20) and a second (29) comparison means to compare respectively the contents of the first and second counting means with the first and second digital reference values and to generate upon coincidence said first or second enabling signal for the circuits provided for the visualisation of a horizontal line or a vertical line.

Description: Dispositif pour la génération d'une mire sur un écran de moniteur video. La présente invention concerne un dispositif pour la génération sur un écran de moniteur vidéo d'une mire formée de lignes horizontales et verticales dont la position sur l'écran est parfaitement définie et susceptible d'être prédéterminée. Un tel dispositif est particulierement utile pour déterminer de façon précise la position exacte d'une piece, selon deux axes perpendiculaires correspondants à ceux de la mire. Dans ce but, on visualise simultanément sur l'écran du moniteur une image de la pièce obtenue à l'aide d'une caméra de télévision et la mire généree 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 definie, il suffit de faire se déplacer ces lignes de mire de façon à ce qu'elles se superposent aux lignes de référence de la piece. La valeur des deplacements des lignes de mire selon les deux directions perpendiculaires, qui est representative du décalage de la pièce par rapport à une position de réference, peut alors être utilise pour commander soit une correction 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. Cet exemple particulier montre combien il est important pour ce type d'application de pouvoir generer une mire comportant des lignes dont la position sur l'écran puisse être prédéterminée de façon précise. Ceci autorise non seulement une plus grande nettete de la mire qui facilite les opérations d'alignement, mais également une quantification 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 declen- 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 réglage 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 precision de la determi- 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. I1 est clair en effet que si les valeurs de reference utilisées sont des nots binaires à 8 bits par exemple, ils peuvent être aisement traités par microprocesseur, et mémorisés, appelés, modifiés, à volonté, en reponse 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 positionnement automatique de pièces. L'invention, telle que définie dans les revendications de la pre- sente demande sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en relation avec la figure jointe qui represente de façon schématique et par blocs un mode de réalisation particulier d'un dispositif de génération de mire mis en oeuvre dans une installation de repérage de la position d'une pièce. On a representé en 1 dans la figure un ecran de moniteur vidéo commandé de façon classique par un signal composite 2 compose de signaux de synchronisation horizontale, verticale et d'un signal d'in tensité de spot. Le signal composite 2 est forme dans un moyen de mixage 3 qui reçoit outre des instructions de marche/arrêt 4 un signal de mire 5 et un signal d'image 6. Le signal d'image 6 est délivré par une caméra 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 verticales 10. Sur l'écran 1 sont représentées en outre deux lignes horizontales 11 et deux lignes verticales 12 formant une mire. Cette mire est géne- ree sur l'écran 1 grâce au signal de mire 5 appliqué au moyen de mixage 3. Pour la réalisation du signal de mire 5, le dispositif de l'invention comprend notamment un générateur de signaux de commande 13, un circuit 14 de formation du signal de mire, et des moyens pour déclencher 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 synchronisation 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 (boy) 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 générateurs de caractères. Le signal de blank vertical définit, pour chaque séquence de balayage complet de l'écran, le debut des lignes de l'écran que l'on souhaite reserver à la visualisation de la mire. De même, le signal de blank horizontal definit, pour chaque séquence de balayage d'une ligne, la fin de celle-ci. On notera à ce sujet que les signaux d'horloge, de synchronisation et de blank sont généralement délivrés par les circuits généra- teurs de caractères disponibles sur le marché, et par conséquent qu'un tel circuit peut avantageusement être substitue au générateur de signaux de commande 13 si l'on désire faire egalement apparaitre à volonté des indications sur l'écran 1. Dans ce cas, la sortie du générateur de caractere serait également raccordée au moyen de mixage 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 signal de déclenchement, un signal d'intensité de spot correspondant à la visualisation sur l'écran d'un nombre détermine de lignes de balayage successives, ces lignes formant alors une ligne horizontale de mire d'épaisseur déterminée. Pour la visualisation d'une ligne verticale de la mire, constituee par un empilement dans le sens vertical d'une série de segments elémentaires 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 visualisation sur l'écran de l'un de ces segments élémentaires, d'une longueur determinee correspondant à l'épaisseur de la ligne verticale. L'épaisseur des lignes horizontales ou verticales peut être réglee en agissant sur les moyens de réglage 15, respectivement 16. Pour definir 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 sequence 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 compteur est remis à zéro en 18 par le signal de blank vertical BV et in crémenté en 19 par le signal de blanc horizontal, c'est-à-dire 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 prealablement mémorisée et déterminée pour chaque ligne de mire 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 coincidence, un signal de déclenchement 23, 24 est-délivré au circuit 14 qui forme alors immédiatement un signal de mire permettant 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 25 qui compte, pour chaque séquence de balayage horizontal, le nombre d'impulsions du signal d'horloge à partir du moment ou 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 compteur 25, incrémenté au moyen du signal d'horloge 17 appliqué en 26 est remis à zéro une premiere fois par le signal de synchronisation horizontale 15, applique au circuit 14, puis une deuxième fois lorsque 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-meme commande la borne de remise à zéro 28 du compteur 25. Comme précédemment, un moyen de comparaison 29 compare en permanence le contenu du compteur 25 avec des valeurs numériques de réference 30, 31 préalablement memorisées et représentatives chacune d'un nombre d'impulsions d'horloge separant le moment ou le spot arrive au début de la portion de chaque ligne de balayage réservée à la visualisation de la mire de celui ou le spot arrive à l'endroit ou il doit visualiser un segment élémentaire composant une ligne verticale. A chaque fois qu'une coincidence se produit, un signal de déclenchement 32, 33 est envoyé au circuit 14 qui forme alors immediatement un signal de mire permettant de visualiser un segment de ligne horizontale 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 apparaitre 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 autres lignes perpendiculaires. En alternant la premiere et la deuxième configuration, il apparaitra sur l'écran une mire analogue à celle représentée sur la figure, sur laquelle le rectangle central disparait et réapparaît alternativement. Selon un mode de réalisation particulièrement intéressant de l'invention, les valeurs de référence memorisées 21,22, 30 et 31 sont accessibles, à l'aide d'un adressage adéquat, à des ports de sortie réserves à cet effet d'un dispositif à microprocesseur. Dans ce cas, il suffit de prévoir que ces valeurs soient donnees sous la forme de mots binaires de 8 bits, les compteurs 17 et 25 étant également des compteurs binaires de 8 bits. Les différentes manipulations, manuelles ou automatiques, de la mire nécessaires pour amener en correspondance les 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 microprocesseur, 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 deplacement 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 camera, laforme de la la mire (entrées F1, F2 du circuit 14) et le mode de fonctionnment d'un circuit de contraste 35 dont l'objet est de traiter le signal de mire généré par le circuit 14 de maniere a faire apparaître au choix des lignes de mire blanches ou noires sur ltécran du moniteur vidéo. Enfin, on verra que la camera 7 utilise les signaux de synchronisation SH et SV produits par le générateur de signaux de commande 13 et que par conséquent les signaux de synchronisation generés normalement par la caméra ne doivent pas être utilisés. Cette mesure est très intéressante car elle permet de s'affranchir de toute erreur due, entres 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 mire et de l'image enregistree par la caméra resteront donc toujours su perposées. Bien qu'elle ait éte 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 variantes qui apparaîtront à l'homme de laart.

Claims: REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la génération d'une mire sur un écran de moniteur vidéo, cette mire comportant au moins une ligne horizontale et une ligne verticale occupant sur l'écran une position précise prédeterminée 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 definissant 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 adapte pour délivrer, en réponse à un premier signal de déclenchement, un signal d'intensité de spot correspon dant à la visualisation sur l'écran d'un nombre déterminé de lignes de balayage successives; et pour la visualisation d'une ligne verticale constituee 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 reponse 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 élemen 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 premiere 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 associee 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 se- parant, pour chaque ligne de balayage, le début dudit segment élémentaire, du début de la portion de la ligne réserve à la visualisation de la mire, - des premiers moyens de comptage du nombre de lignes balayées sur ltecran, ces moyens de comptage étant initialises par le si gnal de blank vertical et incrementés par le signal de blank ho 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 incrémentes 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 coincidence, les dits premier ou deuxième signaux de declenchement 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 numérique 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 visualisation de la mire, et un moyen de comparaison adapté pour comparer à cette valeur le contenu des deuxiemes moyens de comptage et pour provoquer, en cas de coincidence, la réinitialisation de ces moyens de comptage, ces moyens de comptage étant initialisés une première fois par le signal de synchronisation horizontale. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precé dentes, caractérisé en ce que les valeurs numériques de référence sont des nombres binaires à 8 bits, et en ce que les moyens de comptage sont des compteurs binaires à 8 bits. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précedentes pour la generation d'une mire formee de deux lignes verticales et deux lignes horizontales, caractérisé en ce que les moyens de me- morisation sont prévus pour mémoriser une valeur numérique de ree- 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 select;- 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 precédentes, 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 formerune ligne de mire verticale. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendicactions précé 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, parallelement à elles-memes. 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.

Inventors: JEANNERET, CHARLES ALBERT, VUILLEME, FREDY, Vuilleme, Frédy
Applicants: LES FABRIQUES D'ASSORTIMENTS REUNIES
Application year: 1982
Main classification: H04N17
IPC codes: H04N7, H04N17