Устройство для обнаружения движущихся объектов

 

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для обнаружения движущихся малоразмерных объектов. Цель изобретения - обеспечение определения координат медленнодвижущихся объектов. Устройство содержит передающую телевизионную камеру 1, пороговый блок 3, три элемента И 4-6, блок памп и 7, три D-триггера 8-Ю, генератор импулылв 11, формирователь 12 строчных и кадровы импульсов, два делителя 13 и 14 частота, пять счетчиков 15-19, блок оперативной пьмяти 20, три элемента задержки 21-23, два регистра 24 и 25 сдвига, два блока 26 и 2 сравнения, вычислительный блок 28 и эле мент ИЛИ 29. Использование устройств позволяет повысить достоверность информации , увеличить время работы устройся as и сократить время обработки полученнмх данных за счет вычисления времени обнаружения объекта во время его работы. 1 э п. ф-лы. 2 ил. - - -

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Ц ЩД 1Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ” !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1697275 . (21) 4871414/09 (22) 04.10.90 (46) 23.12.92. Бюл. N 47 (72) С.B.Ñèìàòîå, В,В.Гавенко и С.B.ÑTðåëüников (56) Авторское свидетельство СССР

М 1697275, кл. Н 04 N 7/18, 1991. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для обнаружения движущихся малоразмерных

" объектов. Цель изобретения — обеспечение определения координат медленнодвижущихся объектов. Устройство содержит пере Ы 1783634 А2 (я)э Н 04 N 7!18 дающую телевизионную камеру 1, пороговый блок 3, три элемента И 4-6, блок пами и

7, три 0-триггера 8-10; генератор импульсов

11, формирователь 12 строчных и кадровы.". импульсов. два делителя 13 и 14 частоть., пять счетчиков 15-19, блок оперативной пьмяти 20, три элемента задержки 21-23, двэ регистра 24 и 25 сдвига, два блока 26 и 2 сравнения, вычислительный блок 28 и эле= мент ИЛИ 29. Использование устройства позволяет повысить достоверность информации, увеличить время работы устройс. ва и сократить время обработки полученн х данных эа счет вычисления времени обнаружения объекта во время его работы. 1 э,п. ф-лы. 2 ил.

1т83634

15

25

50

Изобретение относится к технике теле. видения и может использоваться для обнаружения движущихся малоразмерных объектов на неподвижном фоне.

Целью изобретения является повышение достоверности информации об объекте и увеличение продолжительности работы устройства.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства для обнаружения движущихся объектов; на фиг. 2— структурная электрическая схема вычислительного блока этого устройства.

Структурная электрическая схема устройства для обнаружения движущихся объектов (фиг. 1) содержит передающую телевизионную камеру 1 (ПТК), пороговый блок 3, первый элемент И 4, второй элемент

И 5, третий элемент И 6, блок 7 памяти, первый 0-триггер 8, второй D-триггер 9, третий D-триггер 10, генератор 11 импульсов, формирователь 12 строчных и кадровых импульсов, первый делитель 13 частоты, второй делитель 14 частоты, первый счетчик 15, второй счетчик 16, третий счетчик 17, четвертый счетчик 18, пятый счетчик 19, блок 20 оперативной памяти, первый элемент 21 задержки, второй элемент 22 задержки, третий элемент 23 задержки, первый регистр

24 сдвига, второй регистр 25 сдвига, первый блок 26 сравнения, второй блок 27 сравнения, вычислительный блок 28. элемент ИЛИ

29.

Структурная электрическая схема вычислительного блока 28 устройства для обнаружения движущихся объектов (фиг, 2) содержит первый умножитель 30, второй умножитель 31, третий умножитель 32, первый регистр 33, второй регистр 34, третий регистр 35, четвертый регистр 36, пятый регистр 37, шестой регистр 38, первый сумматор 39, второй сумматор 40, делитель 41, первый вычитатель 42, второй вычитатель

43.

Работа устройства. В исходном состоянии D-триггеры 8-10, образующие сдвиговый регистр, находятся в нулевом состоянии.

Счетчики 15-19 обнулены. Генератор 11 отключен. Блок 20 оперативной памяти находится в исходном состоянии. Регистры 24 и

25 обнулены.

При включении устройства запускается генератор 11, с выход которого импульсы дискретизации поступают на вход формирователя 12 строчных и кадровых импульсов, на вход второго делителя 14 частоты и на вход С блока 7 памяти. Строчные импульсы с первого выхода формирователя 12 поступают на вход первого делителя 13 частоты, на вход R (установочный) второго счетчика

16, на первый вход передающей телевизионной камеры (ПТК) 1 и на первый вход(вход обнуления) четвертого счетчика 18, обнуляя его. Кадровые импульсы со второго выхода формирователя 12 поступают на первый вход (вход обнуления) третьего счетчика 17, обнуляя его, на вход R (установочный) пер-. вого счетчика 15, на счетный вход пятого счетчика 19, где подсчитываются, на второй вход ПТК 1, на стробирующие входы С первого 8, второго 9 и третьего 10 О-триггеров, Импульсы с выхода первого делителя 13 частоты поступают на вторые (счетные) входы первого 15 и третьего 17 счетчиков, где подсчитываются. Импульсы с выхода второго делителя 14 частоты поступают на вторые (счетные) входы второго 16 и четвертого 18 счетчиков, где подсчитываются.

Текущее значение ) (номер строки растра) с выхода третьего счетчика 1? поступает на первый вход вычислительного блока

28, на сигнальные входы второго элемента

22 задержки, где задерживается на период кадровой развертки ПТК 1, и первого регистра 24 сдвига. Текущее значение i (номер элемента в строке растра) с выхода четвертого счетчика 18 поступает на второй вход вычислительного блока 28, на сигнальные входы второго регистра 25 сдвига и третьего элемента 23 задержки, где задерживается на период кадровой развертки ПТК 1, и далее поступает на первый вход блока 20 оперативной памяти. Текущее значение (r — 1)— номер кадра — с выхода пятого счетчика 19 поступает на четвертый вход вычислительного блока 28, При движении луча ПТК 1 по строке импульсы дискретизации, поступающие через второй делитель 14 частоты на второй счетчик 16, меняют состояние последнего через каждые kимпульсов,,где k — коэффициент деления второго делителя 14 частоты. Строка, таким образом, разбивается на участки, каждому из которых соответствует определенное состояние второго счетчика 16. То же самое происходит при движении луча при кадровой развертке. Кадр разбивается на горизонтальные полосы при помощи первого делителя 13 частоты, имеющего коэффициент деления I, и первого счетчика 15. В результате этого весь растр. оказывается разбит на прямоугольные участки, каждому из которых соответствует определенное состояние счетчиков 15 и 16 и определенная ячейка (Ц) блока 7 памяти. Причем при прохождении лучом развертки каждого такого участка на адресных входах блока 7 памяти устанавливается адрес ячейки, соответствующий этому участку, Выходной сигнал ПТК

1 поступает через пороговый блок 3 на вто1783634 рой вход первого элемента 4 и на первый вход второго элемента И 5.

Сигнал "Запуск" поступает на вход S (установочный) первого D-триггера 8, перебрасывая его в "1", и через первый элемент 5

21 задержки, где задерживается на время т, равное трем периодам кадровых синхроимпульсов, на вход обнуления пятого счетчика 19, обнуляя его. Сигнал "1" с выхода первого D-триггера 8 поступает на инфор- 10 мационный вход D второго О-триггера 9.

О,ередной (первый) кадровый синхроимпульс устанавливает в "1" второй D-триггер 9 и сбрасывает в "0" первый D-триггер

8, обнуляет третий счетчик 17, увеличивает 15 на единицу текущее значение пятого счетчика 19 и не изменяет нулевого состояния третьего 0-триггера 10, Сигнал высокого уровня с прямого выхода второго О-триггера 9 поступает на вход D третьего D-тригге- 20 ра 10 и проходит через элемент ИЛИ 29 на вход управления записью V и удерживает блок 7 памяти в режиме записи, При этом на информационный вход P блока 7 памяти подается "О" с инверсного выхода второго 25

D-триггера 9. Этот же потенциал, поступая на второй вход второго элемента И 5, блокирует работу этого элемента И. Таким образом, во все ячейки записываются "0", т.е. происходит очистка блока 7 памяти. Через 30 . время Т с выхода первого элемента 21 задержанный сигнал "Запуск" поступает на первый вход (вход обнуления) пятого счетчика 19, обнуляя его.

После прихода следующего (второго) 35 кадрового синхроимпульса третий D-триггер 10 перебрасывается в "1", а второй Dтриггер 9 — a "0". Одновременно обнуляется третий счетчик 17, увеличивается на единицу, становится равным единице текущее 40 значение пятого счетчика 19 и не изменяется нулевое состояние первого О-триггера 8.

Сигнал высокого уровня с прямого выхода третьего D-триггера 10 поступает на первый вход первого элемента И 14 и раз- 45 решает прохождение через него импульсов "" с выхода порогового блока 3 на второй вход элемента ИЛИ 29 и далее на вход управления записью V блока 7 памяти. При этом на второй вход второго элемента И 5 и на ин- 50 формационный вход P блока 7 памяти подается "1" с инверсного выхода второго

D-триггера 9. Поэтому сигнал "1" записывается только в те ячейки блока 7 памяти, которые соответствуют участкам растра; со -, 55 держащим изображение объектов. Причем второй элемент И 5 блокирован сигналом

"0", поступающим на его третий вход с инверсного выхода третьего D-триггера 10.

После прихода следующего (третьего) кадрового синхроимпульса третий D-триггер "0 переключается в "0", а состояние первого 8 и второго 9 0-триггеров не изменяется. Одновременно обнуляется третий счетчик 17 и увеличивается на единицу и становится равным двум текущее значеwe пятого счетчика 19. Сигнал высокого уровня с инверсйогб выхода третьего Dтриггера 10 поступает на третий вход второго элемента И 5 и разрешает его работу. При этом на вход V управления записью блока 7 памяти подается сигнал "0" с выхода элемента ИЛИ 29, и блок 7 памяти работает в режиме чтения.

Последующие, начиная с четвертого, кадровые синхроимпул ьсй не изменяют сОстояния D-триггеров 8-10, а устройство работает аналогично, Поэтому, если в поле зрения ПТК 1 находится малоразмерный движущийся объект, то через некоторое время, величина которого зависит от скорости объекта и размеров участков разбиения растра, движущийся объект переходит из участка, которому соответствует "1" в ячейке памяти блока 7, в участок с "0". В этот момент сигнал высокого уровня с инверсного выхода блока 7 поступает на четвертый вход элемента И 5 и разрешает прохождение импульса с выхода порогового блока 3 на выход элемента И 5. Появление на выходе элемента И 5 импульса извещает о том, что в поле зрения ПТК 1 находится движущийся малоразмерный объект. Импульс с выхода элемента И 5 поступает на управляющие входы первого 24 и второго 25 регистров сдвига и на первый вход третьего элемента И 6. В результате этого в первом

24 и втором 25 регистрах сдвига производится перенос содержимого первого регистра во второй и запись входных сигналов в первый регистр. С первого выхода регистра

24 сдвига последующее значение ) поступает на первый вход блока 26 сравнения. Со вторбго выхода регйстра 24 сдвига предыдущее значение j поступает на второй вход блока 26 сравнения, где сравнивается со значением j, поступающим на ее первый вход. При равенстве входных сигналов на выходе блока 26 сравнения формируется импульс, поступающий на первый вход элемента И 6. С первого выхода регистра 25 последующее значение i поступает на первый вход блока 27. Со второго выхода регистра 25 сдвига предыдущее значение i. поступает на второй вход блока 27, где сравнивается со значенйем l, поступающим на его первый вход.

1783634

При равенстве входных сигналов на выходе блока 27 формируется импульс, поступающий на второй вход элемента И 6. При наличии на двух входах элемента И 6 сигна.лов иЖ1ульс с выхода элемента И 5 прохо- 5 дит через элемент И 6 на управляющий вход блока 20 оперативной памяти и поэтому в него записываются предыдущее текущие значения l, j, t, характеризующие координаты и время обнаружения малоразмерного 10 движущегося объекта в поле зрения ПТК 1, и на обнуляющие входы первого 24 и второго 25 регистров сдвига, обнуляя их первые регистры.

Если хотя бы на один из выходов эле-. 15 мента И 6 импульс не поступает, то сигнал с выхода элемента И 5 не проходит через элемент И 6 на управляющий вход блока 20 оперативной памяти и записи текущих значений i, j, t, а также обнуления первых реги- 20 стров первого регистра 24 сдвига и регистра

25 сдвига не происходит.

Время обнаружения объекта вычисляется в блоке 28 и равно

t = — (i+ mlQ + п(г-1)))

fo где fo — частота генератора 11 импульсов;

К 1 — коэффициенты деления второго 14 и первого 13 делителя;

n m — емкость первого 15 и второго 16 30 ,счетчиков соответственно, Это значение t поступает на третий вход блока 20 оперативной памяти.

Работа вычислительного блока 28. В исходном состоянии в регистрах записаны 35 следующие значения, в регистре 33 — ml, в регистре 34 — k, в регистре 35 — n, в регистре

36 — fo. Пятый регистр 37 и шестой регистр

38 обнулены. На четвертый вход 47 вычислительного блока 28 поступает значение (r- 40

-1) с выхода счетчика 19 кадровых импульсов и далее на второй вход умножителя 32, на первый вход которого поступает значение и (количество строк растра ПТК 1) с выхода регистра 35, С выхода третьего 45 умножителя 32 значение n(r-1) поступает на первый вход второго сумматора 40. Текущее значение J поступает на первый вход шестого регистра 38 через первый вход 44 вычислительного блока 28 и записывается при 50 наличии на входе записи регистра 38 сигнала, поступающего с первого элемента 21 задержки на третий вход 46 вычислительного блока 28. Таким образом. в регистре 38 запомнится значение 1 на момент.обнаруже- 55 ния объекта, которое вычитается из дальнейших текущих значений ) во втором вычитателе 43, с выхода-которого новое значение J поступает на второй вход второго сумматора 40. С выхода сумматора 40 значение fj + n(r-1)) поступает на второй вход второго умножителя 31, С выхода первого . регистра 33 значение Im поступает на первый вход второго умножителя 31, с выхода которого значение Imfj + n(r-1)) поступает на второй вход первого сумматора 39. Текущее значение I поступает на первый вход пятого регистра 37 через второй вход 45 блока 28 и записывается при наличии на входе записи регистра 37 сигнала, поступающего с первого элемента 21 задержки на третий вход 46 блока 28. В регистр 37 запомнится зна ение

1 на момент обнаружения объекта, которое вычитается из дальнейших текущих значений! в первом вычитателе 42, с выхода которого новое значение I поступает на первый вход сумматора 39. С выхода сумматора 39 значение(!+ 1пф + п(г-1))) поступает на первый вход первого умножителя 30, на второй вход которого поступает значение k с выхода второго регистра 34, Значение k(i + Im(j + л(г-1))) с выхода умножителя 30 поступает на первый вход делителя 41, на второй вход которого поступает значение 4 с выхода четвертого регистра 36. С выхода делителя 41 значение t через выход 48 вычислительного блока 28 поступает на третий сигнальный вход блока

20 оперативной памяти.

Таким образом, в предлагаемом устройстве после подачи сигнала "Запуск " при на- . личии движущегося малоразмерного объекта в поле зрения ПТК 1 осуществляется обнаружение и запись в блок 20 оперативной памяти координат и времени обнаружения указанного объекта, При этом запись координат и времени обнаружения объекта происходит только при совпадении значений предыдущей и последующей пары (Ц) указанных параметров, что исключает запись ложных значений координат и уменьшает количество записываемых данных. Это обеспечивает увеличение количества обнаруженных движущихся объектов, Кроме того, происходит вычисление и запись реального значения времени обнаружения объекта. Следовательно, достигается поставленная цель изобретения, Использованиеустройства позволит повысить достоверность информации, увеличить время работы устройства при прежней емкости блока оперативной памяти, сократить время обработки полученных данных после выключения устройства за счет вычисления времейи обнаружения объекта во время его работы, .

Формула изобретения

1. Устройство для обнаружения движущихся объектов по авт. св. М 1697275. о т10

1783634

Составитель С,Симатов

Техред М,Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор Т.Рожкова

Заказ 4522 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета поиэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 и и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения координат медленнодвижущихся обьектов, - введены ! последовательно соединенные первый регистр сдвига. первый блок сравнения, третий элемент И, второй регистр сдвига и второй блок сравнения, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента

И, второй и третий элементы задержки и вычислительный блок, при этом выход второго элемента И соединен с сигнальными входами первого и второго регистров сдвига и через третий вход третьего элемента И вЂ” с обнуляющими входами первого и второго регистров сдвига и управляющим входом блока оперативной памяти, выход третьего счетчика соединен с вторым сигнальным входом первого регистра сдвига, первым входом вычислительного блока и через второй элемент задержки — с вторым сигнальным входом блока оперативной памяти, выход четвертого счетчика соединен с вторым сигнальным входом второго регистра сдвига, вторым входом вычислительного блока и через элемент задержки — c первым сигнальным входом блока оперативной памяти. выход первого элемента задержки соединен с третьим входом вычислительного блока. выход пятого счетчика через четвертый вход вычислительного блока соединен с третьим сигнальным входом блока оперативной памяти, второй выход первого регистра сдвига соединен с вторым входом первого блока задержки, а второй. выход второго регистра сдвига соединен с вторым входом второго блока сравнения.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е5 с я тем, что вычислительный блок содержит три умножителя, шесть регистров, два сумматора, два вычислителя и делитель, два входа которого соединены с выходом четвертого регистра и первого умножителя, а

10 выход является выходом вычислительного блока, два входа первого умножителя соединены соответственно с выходами второго регистра и первого сумматора, два входа которого соединены соответственно с выхо15 дом первого регистра через первый вход второго умножителя и выходом пятого регистра через первый вычитатель, два входа второго сумматора соединены соответственно с выходом третьего регистра сдвига

20 через третий умножитель и выходом шестого регистра через второй вычитатель, выход второго сумматора соединен с вторым входом второго умножителя, второй вход второго вычитателя соединен с входом шестого

25 регистра и является первым входом вычислительного блока, вторым входом которого является вход пятого регистра и второй е> од первого вычитателя, второй вход третьего умножителя является четвертым входом вы30 числительного блока, четвертый вход которого является вторыми входами пятого и шестого регистров.