Телевизионный способ измерения координат объекта

 

COlO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (и) З(5„ н 04 N 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA (21) 2772434/) 8-09 (22) 25.05.79 (46) 30.09.83. Бюл. )1 - 36 (72) А.Г.Никитин, В.Н.Окунь и P.Ã.Ñòåïàíîâ (53) 621.397(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1т 530ч76, кл.H 04:й 5/36, 1972 (прототий). (54)(57)ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЬЕКТА, основанный на покадровом преобразовании изображения объекта считывающим растром в двухградационный сигнал, измере нии длительности двухградацмонного сигнала в каждой строке и выделении . центральной строки, длительность двухградационного сигнала в которой максимальна, определении вертикальной координаты центра изображения объекта подсчетом числа синхроимпульсов строк от начала кадра до центральной строки, определении горизон" тальной координаты центра изобра.жения объекта подсчетом числа тактовых импульсов от начала центральной строки до центра иэображения объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме рения координат движущегося точечного объекта, перед определением вертикальной координаты центра изображения объекта поворачивают считывающий растр относительно оптического иэображения объекта сначала до совпадения направления строчной развертки с максимальным размером объекта, а затем дополнительно поворачивают считывающий растр на 90 . С:

1 1

Изобретение относится к телевизионной (ТВ1технике и может быть использовано для определения координат малоразмерных объектов.

Известен TB способ измерения координат объекта, заключающийся в том, что сканируют изображение объекта в каждом кадре, выделяют строку, на которой лежит точка, принимаемая за центр объекта, определяют вертикальную и горизонтальную координаты объекта, например, соответственно по числу строк от начала кадра до строки с центром объекта и по числу тактовых импульсов на этой строке от ее начала до центра объекта (1 1.

Однако известный способ имеет малую точность определения координат объектов, TB иэображения которых не обладают центральной симметрией, что имеет место, например, при наблюдени малоразмерных объектов с применением ТВ камер, использующих преобразователи свет-сигнал с накоплением.

Вследствием инерционности такого преобразователя на его выходе присутствует видеосигнал, соответствуюющий изображению объекта каплевидной формы, причем истинному положению объекта соответствует "голова" капли, а центру объекта - центр "головы" кап ли. Поскольку координаты объекта по данному способу определяют как координаты точки, лежащей на. середине сечения изображения объекта, проходяще= го через середину его проекции, на вертикальную ось, то при определении координат объекта с каплевидной формой иэображения получают координаты точки, лежащей не в центре "головы" капли, что соответствует действительному положению объекта, а на середине "хвоста" капли.

Цель изобретения - повышение точности измерений координат движущегося объекта за счет нахождения истинного положения объекта, изображение которого имеет каплевидную форму.

Поставленная цель достигается тем, что в телевизионном способе измерения координат объекта, основанном на покадровом преобразовании изображения объекта считывающим растром в двухградационный сигнал, измерении .длительности двухградационного сигна-. ла в каждой строке и выделении центральной строки, длительность двухград ционного сигнала в которой максимальн

045410 2 определении вертикальной координаты центра изображения объекта подсчетом числа синхроимпульсов трок от начала кадра до центральной строки, опреде лении горизонтальной координаты центра

5 изображения объекта подсчетом числа тактовых импульсов от начала центральной строки до центра изображения объ-, екта, перед определением вертикальной

10 координаты центра изображения объекта поворачивают считывающий растр относительно оптического иэображения объекта сначала до совпадения направления строчной развертки с максималь15 ным размером объекта, а затем дополнительно поворачивают считывающий растр на 90".

На чертеже изображена структурная электрическая схема варианта устройства, реализующего способ.

Устройство содержит ТВ камеру 1, и пороговое устройство 2, координатор

3, блок 4 определения максимального размера изображения, блок 5 управления, блок 6 поворота растра, генератор 7 синхронизирующих импульсов.

Предлагаемый телевизионный способ измерения координат объекта реализуется в устройстве следующим образом.

Полученный при сканировании изображения объекта видеосигнал, содер»жащий информацию об объекте и состоящий из последовательности импульсов от объекта и строчных синхроимпульсов, с выхода передающей ТВ камеры 1 поступает через пороговое устройство

2, где он преобразуется в двухуровневый, на вход координатора 3, а также на вход блока 4. В последнем путем

4О сравнения длительностей импульсов от объекта на соседних строках производится выделение строки с наибольшей длительностью импульса от объекта что соответствует выделению в изображении объекта наибольшего сечения в

45 направлении строчной развертки, Далее со следующего кадра блок 6 поворота растра по командам с блока

5 управления производит путем поворота растра изменение направления сканирования изображения объекта относительно направления в первом .кадре. Одновременно в блоке 4 для каждого кадра снова производится выделение строки с наибольшей длительностью импульса от объекта и осуществляется сравнение значения наа- ибольшей длительности импульсов а, от объектов на строке в текущем

1045410

Составитель Г.Росаткевич

Ре акто Техред И.Метелева Ко„"ректор М.Демчик

Заказ 7576/60 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з и предыдущем кадрах. В момент, когда величина наибольшей длительности им-. пульса от объекта достигнет своего максимально возможного значения (это соответствует совпадению максимального размера изображения объекта с направлением строчной развертки ), с блока 4 на вход блока 5 управления поступает сигнал, по которому блок 6 поворота растра производит поворот растра на 90 по отношению к предыдущему кадру, т.е. производят совмещение максимального размера изображения с направлением кадровой развертки. Чтобы выделить строку с центром объекта в этом положении изображения объекта, в блоке 4 снова производится определение строки с наибольшей длительностью импульса от объекта (т.е. ч наибольшим сечением изображения объекта в направлении строчной развертки ); точку, лежащую на середине этого се чения, принимают за центр объекта.

Дпя вычисления ее координат сигнал соответствующий моменту определения строки с центром объекта, поступает с первого выхода блока 4 на управляющий вход координатора 3. По этому сигналу в координаторе 3 производится счет, во-первых, строчных синхроимпульсов строк, поступающих на его; третий вход с генератора 7 синхронизирующих импульсов» от начала кадра до строки с центром объекта, во-вторых, тактовых высокочастотных импульсов, поступающих на четвертый вход координатора 3, с генератора

7 синхронизирующих импульсов на строке с центром объекта от ее начала до точки, принимаемой за центр объекта, т.е. подряд до появления импульса и прекращают счет с его окончанием

Результат первого подсчета является вертикальной координатой объекта, рез льтат второго подсчета - горизонтальной координатой объекта, т.е. определяются координаты точки, лежащей на середине наибольшего сечения телевизионного изображения объекта в направлении строчной развертки,когда наибольший размер этого изображения совпадает с направлением кадровой .развертки.

Далее информация о координатах объекта поступает во внешние устройства.

Измерения координат объектов согласно предлагаемому способу позволяют получить с высоксй точностью результаты для объектов

ТВ изображения которых не обладают центральной симметрией, например имеющих, каплевидную форму, поскольку ь в предлагаемом способе производится определение координат точки, лежащей в центре "головы" капли, что соответствует истинному положению центра объекта. В способе, выбранном за прототип, за центр объекта принимают точку, лежащую на середине "хвоста" капли, поэтому ошибка в измерениях координат в этом случае может достигать величины, превышающей размер

"головы" капли, который для высокоточных ТВ систем может доставлять

10 элементов разложения.

При каплевидной форме изображения. объекта с соотношением ширины и длины 1:4 ошибка в измерениях для прототипа составит 15 элементов разложе40 ния, для предлагаемого способа — не более 1 элемента разложения, т.е. точность измерений увеличивается в

15 раз.