Устройство для регистрации фальстарта

 

1. УСТРОЙСТВО для РЕГИСТРАЦИИ ФАЛЬСТАРТА, содержащее блок ввода информации, первый и второй выходы которого соединены с входами блока управления, и датчик, к первому входу второго подключен выход блока управления, о т л и ч а ю щ е те с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены блоки интегрирования, блок двухпороговых компараторов и элемент ИЛИ, датчик выполнен в виде телевизионной камеры, выход которой соединен с первыми входами первого и второго блсжов интегрирования, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока двухпороговых компараторов, выходы которого соединены с первыми входами элемента ИЛИ, выход блока управления подключен к вторым .входам элемента ИЛИ и блоков интегрирования, к третьим входам последних подключен S третий выход блока ввода информации, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с вторым С входом датчика и с третьим входом блока двухпороговых компараторов. П :о О со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 э(э11 6 0 С 1 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС1

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 3441985/18-24 (22) 24,05.82 (46) 23.08.83. Бюл. и 31 (72) В.Я.Голубчик, П.И,Сиверский и Е.И. Силаев (71) Ордена Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (53) 681.178(088.8) (56) 1..Авторское свидетельство СССР

У 243297, кл, G 07 С !/22, 1967, 2. Авторское свидетельство СCCP

И 744680 кл. G 07 С 1/22, 1978 (прототип). . --с (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРА ЦИИ ФАЛЬСТАРТА, содержащее блок ввода информации, первый и второй выходы которого соединены с входами блока управления, и датчик, к первому входу второго подключен выход блока управления, о т л и ч а ю щ е — . е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены блоки интегрирования, блок двухпороговых компараторов и элемент ИЛИ, датчик выполнен в виде телевизионной камеры, выход которой соединен с первыми входами первого и второго блоков интегрирования, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока двухпороговых компараторов, выходы которого соединены с первыми входами элемента ИЛИ, выход блока управления подключен к вторым .входам элемента ИЛИ и блоков интегрирования, к третьим входам последних подключен третий выход блока ввода информации, (9 четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с вторым входом датчика и с третьим входом блока двухпороговых компараторов.

l037303

2. Устройство по и. 1, о т л и- управления, входами которого явля-. ч а ю щ е е с я тем, что блок уп" ются второй и третий входы тригге-. равления содержит триггер, генератор ра, выход которого подключен к пер .импульсов, счетчик и шифратор, выход вому входу шифратора, выход генеракоторого соединен с первым входом, тора импульса через счетчик соедитриггера и является выходом блока . нен с вторым входом шифратора.

Изобретение относится к спорту и: может быть использовано для судейства на старте при спортивных состязаниях на время, например; в конькобежном спорте, беге и т.д., а твк" 5 же в других областях; где требует- . ся точное определение изменения положения контролируемых объектов во времени, Традиционно регистрация фальстар"„ 10 та заключается в том, что судьястартер на старте следит за тем, что- бы после команды "Внимание" положение корпуса, рук, ног и головы спортсмена, зафиксированное вмо!

5 мент подачи команДЫ "Вйимание", не изменялось до момента подачи команды "старт". Любое отклонение

; от принятого. положения, замеченное визуально судьей на старте, классифицируется как фальстарт.

Известно устройство для подачи стартовой команды, содержащее сирену с постепенно повышающимся звуком, при определенной высоте которого автоматически дается выстрел из стартового пистолета.По этой ко-. манде спортсмены могут начать дви- . .жение )1) .

Данное устройство не обеспечивает фиксацию фальстарта, кроме того. .определенная высота звука подсказывает.спортсменам момент .команды

"Марш", что может значительно повлиять на итоговые результаты.

Наиболее близким к изобретению 35 по технической сущности является устройство для подачи старта спортсменам при спортивных состязаниях, со" держащее подключенный к источнику питания блок ввода информации, выход 40 которого соединен со звуковым сиг" нализатором предварительного старта, с первым световым сигнализатором

-предварительного старта и с первым выходом блока управления, второй и третий входы которого подключены

,соответственно к выходам первого и .второго фотодатчиков, расположенных на стартовой линии, первый и второй выходы блока управления соединены с входами первого и второго фотодатчиков, третий выход блока управления подключен к второму световому сигналиэатору предварительного старта, реле времени, блоку паузы, третий и четвертый фотодатчики, расположенные на предстартовой линии, первый и второй световые сигнализаторы старта, четвертый и пятый выходы блока управления подключены соответственно к выходам третьего и четвертого фотодатчиков, четвертый и пятый выходы блока управления соединены с первым и вторым входами реле времени, выходы реле времени соединены с выходом устройства, со эвукрвым сигнализатором старта и с первым световым сигнализатором старта, второй световой сигнализатор старта подключен к шестому выходу блока управления (2j.

К недостаткам известного устройства относятся отсутствие возмож,ности фиксации любых движений спорт смена, вследствие чего в конечном итоге вопрос о нарушении правил соревнований {фальстарт) решает субьективно судья-стартер, а также отсутствие возможности документирования .факта фальстарта.

Целью изобретения является расширение области применения, т.е, обеспечение автоматического определения момента фальстарта, получение . возможности документирования факта фальстарта.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регист3 1 ,рации фальстарта, содержащее блок ввода информации, первый и второй выходы которого соединены с входами блока управления, и датчик, к первому входу которого подключен выход блока управления, введены блоки интегрирования, блок двухпороговых компараторов и элемент ИЛИ, датчик выполнен в виде телевизионйой. камеры, выход которой соединен с первыми входами первого и второго блоков интегрирования, выходы которых подключены соответственно к первому и второму -входам блока двухпороговых компараторов, выходы которого соединены с первыми входами элемента ИЛИ, выход блока управления подключен к вторым входам элемента ИЛИ и блоков интегрирования, к,третьим входам по" следних подключен третий выход блока ввода информации, четвертый и пятый выходы которого: соединены соответственно с вторым входом датчика и с третьим входом блока двухпороговых компараторов.

Кроме того, блок управления содер жит триггер, генератор импульсов, счетчик и шифратор, выход которого соединен с первым входом триггера и является выходом блока управления, входами которого является второй и третий входы триггера, выход котдрого подключен к первому входу шифратора, выход генератора импульсов через счетчик соединен с вторым входом шифратора.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - площадки на фотокатоде (мишени1 телевизионной камеры, внутри которых производится интегрирование видеосигнала соответствующим каждой площадке интеграто" ром.

Устройство для регистрации фальстарта содержит датчик 1 (телевизионную камеру), блок 2 ввода информации, блок 3 управления, выполненный из генератора 4 импульсов, счетчика 5, шифратора 6 и триггера 7, блоки В и 9 интегрирования, блок 10 двухпороговых компараторов и элемент ИЛИ 11, выход 12, площадки 13-16 на мишени датчика

Устройство работает следую" щим образом.

Изображение контролируемого объекта - спортсмена,на старте проеци". ! руется через объектив оптической го- ловки телевизионной камеры 1 на фо037303 4 токатод. Телевизионная камера 1 представляет -собой промышленную телевизионную установку и предназна" чена для преобразования светового потока, отраженного от изображения, в видеосигнал.

Оптическая головка телевизионной камеры 1 направляется на контролируемый объект таким образом, чтобы

10 спроектированное на.фотокатод (мишень) датчика 1 изображение занима," ло на фотокатоде (мишени ) максимально возможную площадь. В этом случае чувствительность устройства макси15 мальна °

Последовательно соединенные генератор 4 импульсов, счетчик 5 и шифратор 6 формируют управляющие серии импульсов и. совместно образуют блок 3

20 управления устройства. Разбиение фотокагода (мишени) на площадки задается временными интервалами, внутри которых в процессе сканирования фотокатода (мишени) электронным лучом телефизионной камеры 1 соответстфющий каждой площадке видеосигнал от спроецированного через оптическую головку на фотокатод (мишень1 изображения интегрируется в течение этих временных интервалов соответствующим интегрирующим усилителем. Временные интервалы, разбивающие фотокатод (мишень) на горизонтальные и вертикальные площадки формируются одновременно, т.е, горизонтальные и вер5 тикальные площадки наложены друг на друга, а изображены на фиг. 2 .раздельно для большей наглядности.

На.вход телевизионной камеры 1 с выхода шифратора 6 поступают строчные и кадровые синхронизирующие импульсыы. .Триггер 7 устанавливается в еди,ничное состояние в момент команды .

"Внимание" с блока 2 ввода информации и сбрасывается в нуль в момент команды "Марш" с блока 2 (например, с помощью электрического переключателя, включаемого и выключаемого судьей-стартером в момент подачи команд "Внимание" и "Иарш").

Выход триггера 7 подключен к вто- рому входу шифратора 6. Когда триггер 7 устанавливается в единичное состояние, на выходе шифратора 6 допоя55 нительно формируются импульсные се;рии, которые-блокируются нулевым со-! стоянием триггера 7. Эти. импульсный серии поступают на управляющие входы

303 где 0@ВХ

S 1037 реле (ключей), входящих в состав ин- тегрирующих элементов блоков 8 и 9 интегрирования. Аналоговые входы интегрирующих элементов блоков 8 и 9 интегрирования подключены к выходу ви-$ деосигнала датчика 1. Структуры всех интегрирующих элементов блоков 8 и 9 полностью идентичны и реализованы стандартным образом.

Основными режимами работы интегри- 10 рующих элементов этих блоков являются исходное состояние (задание началь ных условий или прием информации для запоминания), интегрирование и фиксация (остановка, запоминание информа- 1$ ции) .

В исходном состоянии заряд на кон денсаторах интегрирующих элементов блоков 8 и 9 в процессе функционирования устройства должен быть равен ну-20 лю. Поэтому шина задания. начальных условий всех интегрирующих элементов блоков 8 и 9 подключена к шине нулевого потенциала.

Для перевода интегрирующих эле- 2$ ментов блоков 8 и 9 в один из трех режимов достаточно подать три различные комбинации управляющих сигналов на два входа управления. Два входа управления каждого интегрирующего З0. элемента блоков 8 и 9 подключены к цепям шины управления, соединяющей управляющие входы интегрирующих эле-, ментов с управляющими цепями шины с выхода шифратора 4.

Число интегрирующих элементов в каждом из блоков 8 и 9 равно сум- марному числу горизонтальных и вертикальных площадок, условно выделяемых на поверхности фотокатода (ми,шени) телевизионной камеры 1. В каж-. дом из блоков интегрирования (фиг.2) находится по восемь интегрирующих элементов, Интегрирующие элементы первого блока 8 интегрирования когут находиться в режиме интегрирования только в течение первого целого после команды

"Внимание". прямого хода по кадру.

Зафиксированное на каждом интегрирующем элементе первого блока 8 на$0 пряжение проинте грированного в идеосиг-, нала хранится как опорное, до момента команды "Мара" с блока 2 ввода информации.

Интегрирующие элементы второго блока 9 интегрирования находятся а режиме интегрирования, начиная с первого целого после команды "Внимание".прямого хода по кадру и в течение всех остальных прямых ходов по кадру: до момента команды "Марш".

Зафиксированное на каждом интегрирующем элементе блока 9 напряжение проинтегрированного видеосигнала хранится до окончания очередного стробимпульса, после чего интегрирующие элементы возвращаются в исходное со" стояние (обнуляются) . 8 течение следующих прямых ходов по кадру до мо" мента команды "Марш" циклы режимов интегрирующих элементов блока 9 периодически повторяются °

Интегрирующие элементы блоков 8 и 9 (фиг. 2), управляющие входы которых подключены к одним и тем же цепям шины с выхода шифратора 6, т.е, управляются одними и теми же сигналами и соответственно интегриру ют видеосигнал с одних и тех же пло! щадок фотокатода (мишени) называются одноименными.

Выходы одноименных интеграторов блоков 8 и 9 попарно подключены к входам блока 10 двухпороговых компараторов.

Число двухпороговых компараторов в блоке 10 двухпороговых компараторов равно суммарному числу горизонтальных и вертикальных площадок, условно вы деляемых на поверхности фотокатода (мишени) телевизионной камеры l. Так, в блоке 10 (фиг. Z) двухпороговых ком. параторов находится восемь двухпороговых компараторов, выходы которых подключены к восьми стробируюемым входам разделения элемента ИЛИ 11.

Каждый двухпороговый компаратор блока 10 формирует перепад напряжения на своем выходе, если абсолютное значение разности входных напряжений превысило задаваемое с блока 2 ввода информации значение порога U, т,е, при реализации условия опорное значение напряжения на выходе каждого интегрирующего элемента первого блока 81 рабочее значение напряжения на выходе каждого интегрирующего элемента второго блока 9; пороговое значение напряжения, установленное с. блока 2. ко-нибудь существенно, подавляются в предложенном устройстве, что добавочно повышает надежность и точность определения изменения положения объекта.

Разбиение фотокатода (мишени) датчика 1 на одинаковые по высоте и ширине площадки совсем необязательно.

Площадки могут быть разными по ширине и высоте, одновременно может быть разным число площадок,;по высоте и ширине фотокатода (мишени). Ширина, высота площадок, число площадок по высоте и ширине фотокатода (мишени) определяются статистическими характеристиками формы, яркостного и цветного контрастов объекта.

Поскольку параметры площадок задаются временными интервалами с выхода шифратора 6, то шифратор 6 должен формировать соответствующие временные последовательности импульсов.

Также на фотокатод (мишень) датчика 1 может проецироваться одновременно несколько непересекающихся между собой объектов, Для каждого объекта в таком случае необходимо иметь индивидуальные группы интегрирующих элементов и двух пороговых компараторов в блоках 8-10, а также индивидуальные узлы ИЛИ с индивидуальными выходами в элементе

ИЛИ 11, подключенными к выходу 12 устройства.

Так как границы непересекающихся объектов задаются непересекающимися временными интервалами, то выделение . объекта, изменившего положение, из группы объектов однозначно определится возбужденным узлом ИЛИ в элементе ИЛИ, т.е. помимо определения факта фальстарта известен также спортсмен, допустивший фальстарт.

Устройство позволяет обнаружить изменения положения объекта по абсциссе или/и ординате в одной плоскости

Обнаружение изменения положения объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что расширяет область применения устройства, осуществляется с помощью двух предложенных устройств, объединенных в параллельную систему. . Устройство, которое можно принять в качестве базовой модели, отсутству7 1037303

Структуры всех двухпороговых ком-.. параторов полностью идентичны и реализованы стандартным образом.

Выходы всех двухпороговых компараторов блока 10 объединяются стробиру- 5 емым по шине строба с выхода шифратора 6 элементом ИЛИ 11.

Если в течение действия строба на выходе элемента ИЛИ ll, хотя бы на зыходе одного из компараторов блока 10 10 и соответственно на втором входе элемента ИЛИ 11, появился перепад потенциала, то указанный перепад с выхода элемента ИЛИ 11 через выход 12 устройства поступает во внешнее устройство сбора и переработки информации, где интерпретируется как признак фальстарта. Внешнее устройство сбора и переработки информации может документировать факт фальстарта любым подхо- 20 дящим способом (например, путем распечатки на печатающей машине) и сигна. лизировать (звуком, световым индикатором) судейской коллегии и участникам соревнований о факте фальстарта. 25

От команды "Внимание" до команды ,-"Иарш" проходит примерно 1 с. При

;стандартной длительности телевизион-ного кадра 20 мс за 1 с около 50 раз . определяется изменение положения объ екта. Спортсмен на старте не сможет физиологически изменить свое положение быстрее, чем за 100 мс. поэтому скорость определения фальстарта заведомо выше скорости изменения положе35 яия объекта.

При изменении положения объекта напряжение на выходе интегрирующих элементов блока 9 пропорционально изменению положения объекта, т.е. пропорционально перераспределению видеосигнала между площадками на фотокатоде (мишени) телевизионной камеры 1.

Указанное перераспределение будет тем больше, чем большую часть поверх ности фотокатбда (мишени) занимает

45 проекция иэображения. Поэтому необходимо из соображений повышения чувствительности устройства, чтобы проекция. изображения на фотокатоде (мишени) датчика 1 занимала максимально возможную площадь.

Интегрирующие элементы блоков 8 и 9 интегрируют один и тс т же видеосигнал. Поэтому синфазные видеопомехи (снег, освещенность и структура 55 фона), которые за время от команды

"Внимание" до команды "Иарш" примерно I .ñ не могут измениться скольHunpn&ewe

nnрочной разделки

1Ч

Составитель Г. Усачев

Редактор Л. Гратилло Текред А. Ач Корректор В,Гирнлк

Заказ 6015/53 ТиРаж 573 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Разовская наб. а. 4/5

3 35 - «5 у ° й. 5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 9 1037303 10 ет. При проведении спортивных соревно- . дает возможность..автоматически фикваний время определения фальстарта сировать любые движения объекта производится визуально судьей на спортсмена в любых плоскостях, чем старте. полностью исключается субъективизм

Использование новых элементов - g в процессе судейства на старте, кро" блоков интегрирования, блока двухпо- ме того, документируется факт фальроговых компараторов и элемента ИЛИ старта.