Устройство для определения параметров движения контрастного изображения

 

п 484533

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 20.02.74 (21) 1998876/18-24 (51) М. Кл. б 06g 9/00

G 01с 21/20 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.09.75. Бюллетень № 34

Дата опубликования описатшя 22.12,75 (53) УДК 681.333:519.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Гуськов, В. М. Затолокин и В. П. Макаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ДВИЖЕНИЯ КОНТРАСТНОГО ИЗОБРА)КЕНИЯ

ГосУдаРственный комитет (32) ттриоритет

Изобретение относится к устройствам бесконтактного измерения параметров движения контрастных изображений и может быть использовано в промышленности, в частности, оно может быть использовано для измерения таких навигационных параметров летательных аппаратов относительно контрастной среды, как, например, подстилающей поверхности земли, как модуль вектора скорости и его направление.

Известны устройства для определения параметров движения контрастного изображения, содержащие объектив, оптически связанный с передающей телевизионной трубкой, например, типа диссектор, пластины которой подключены соответственно к генераторам кадровой и строчной разверток, соединенным с соответствующими выходами хронизатора, видеоусилитель, подключенный входом к сигнальному выходу телевизионной трубки, а выходом через ключ, соединенный с коррелятором, подключенным управляющим входом к хронизатору.

Известные устройства с помощью дополнительных блоков позволяют определять местоположение контрастной точки. Однако эти устройства не позволяют определять модуль и направление вектора скорости движения изображения.

Цель изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства, т. е. в получении возможности определять модуль и направление вектора скорости движения изображения.

В описываемом устройстве эта цель достигается тем, что оно содержит дополнительный ключ, инвертор, первый и второй триггеры, первый и второй блоки деления, генератор сигнала размера кадра и блок определения момента появления экстремума, причем выход коррелятора через блок определения момента появления экстремума подключен к входам первого и второго триггеров. установочные входы которых соединены с соответствующими выходами хронизатора, выходы триггеров подключены к соответствующим входам первого блока деления, выход первого триггера и выход генератора сигнала размера кадра подключены к соответствующим входам второго блока деления, второй управляющий вход коррелятора соединен с выходом дополнительного ключа, входы которого подключены соответственно к выходу хронизатора и к генератору кадровой развертки, соединенному

25 через инвертор с управляющим входом ключа.

Схема предлагаемого устройства показана на чертеже.

Телевизионная передающая камера 1 содержит об ьектив 2, передающую телевизионную

30 трубку 3, например, типа диссектор, видео484533 усилитель 4, хронпзатор 5, генератор 6 кадровой развертки и генератор 7 строчной развертки. Хро|п|затор 5 может быть выполнен с применением генератора 8 импульсов тактовой частоты f, делителя частоты 9, который вырабатывает импульсы строчной f„и кадровой f„. частот.

Генератор 6 кадровой развертки может быть выполнен на последовательно соединенных ждущем мульт ивибраторе 10, схеме

«И» 11, усилителе-ограничителе 12 и подключен выходом к вертикальным отключающим пластинам трубки 3. На вход ждущего мультивибратора 10 подаются импульсы кадровой частоты f„;.

Генератор 7 строчной развертки выполнен на последовательно соединенных ждущем мультивибраторе 13, генераторе строк 14 и подключен выходом к горизонтальным отклоняющим пластинам трубки 3. На вход ждущего мультивибратора 13 подаются импульсы строчной частоты /;.

Сигнал телевизионной передающей камеры

1 через ключ 15 поступает на один из входов коррелятора 16, который выполнен на регистрах сдвига 17 и 18. Тактовая частота f подается на регистры 17 и 18 коррелятора, причем а регистр 18 через ключ 19.

Поразрядная схема умножения 20 состояния разрядов регистров 17 и 18 выходом каждого разряда подключена на вход сумматора

21, который, в свою очередь, подключен ко входу блока 22 определения момента появления экстремума, например пиковому детектору.

К выходу пикового детектора подключены информационными входами два триггера 23 и 24. Импульсы частот,, и f„,- подаются на установочные входы триггеров.

Выходные сигналы (интервалы времени) триггеров 23 и 24 подаются ца блок деления

25, с выхода которого снимается сигнал sine., пропорциональный синусу угла направления вектора скорости движения изобра>кения.

Выходной сигнал триггера 24 поступает на блок деления 26, на второй вход которого подается сигнал с генератора 27 сигнала размера кадра. С выхода блока деления снимается сигнал, пропорциональный модулю вектора скорости движения изображения.

Ключ 19 и ключ 15 через нпвертор 28 управляются от генератора 6 кадровой развертки.

Устройство работает следующим образом.

Движущееся изображение с помощью передающей трубки 3 телевизионной передающей камеры 1 считывается двумя параллельными строками, расположенными на фиксированном расстоянии в плоскости фото катода.

В начале цикла измерения (кадровом периоде) сигналы f,- и f, возбуждают ждущие мультивибраторы 10 и 13, схему «И» 11, усилитель-ограничитель 12 и генератор строк 14, тем самым формируя первую строку, считывающую движущееся поперек строки изобра10

25 зо

40 !5

G5 жение. Видеосигнал поступает на регистр 18 коррелятора 16 и, сдвигаясь в темпе поступления частотой f, подаваемой через открытый ключ 19, заполняет регистр па время цикла измерения. В последующих тактах строчной развертки текущего цикла измерения ждущий мультивибратор 10, схема «И» 11 и усилительограничитель 12 не возбуждаются, чем обеспечивается новое фиксированное положение считывающей строки на фотокатоде передающей телевизионной трубки 3 и возбуждение инвертора 28, который открывает ключ 15.

В этих тактах видеосигнал поступает через открытый ключ 15 на регистр 17 коррелятора

16 и сдвигается в темпе поступления частотой f, причем всякая последующая строка

«выталкивает» предыдущую из регистра 17.

С помощью поразрядной схемы умножения 20 осуществляется текущее перемножение каждого разряда регистров 17 и 18 и суммирование (интегрирование) в сумматоре 21, па выходе которого тем самым образуется сигнал функции взаимной корреляции (ФВК), который подается на вход блока 22 определения момента появления экстремума (пикового детектора). Конденсатор памяти пикового детектора запоминает амплитудное (экстремальное) значение сигнала ФВК на цикле измерения для последующих циклов измерения. (Первый цикл измерения проводится пскл|очительно для запоминания амплитудного значения сигнала ФВК).

Постоянная времени разряда конденсатора пикового детектора всегда конечна и поэтому на следующем цикле измерения новое экстремальное значение сигнала ФВК сигналом дозаряда конденсатора памяти пикового детектора 22 возбуждает триггеры 23 и 24, которые индицируют момент (фазу) появления экстремума ФВК соответственно в строчном и кадровом периодах. Экстремум сигнала

ФВК является мерой экстремального соответствия содержимого регистров 17 и 18 коррелятора 16, и, следовательно, мерой наибольшей «похожести» текущего и запомненного образцов изобра>кения, набегающего на фотокатоде передающей трубки 3 в направлешш от первой строки ко второй.

Очевидно, при перпендикулярном направлешпо строк движении изображения экстремум сигнала ФВК располагается строго в конце строчного периода. Отклонение от этого направления вызывает соответствующее смещение экстремума сигнала ФВК в строчном периоде. Таким образом, положение экстремума сигнала ФВК в строчном периоде несет информацию о величине и знаке вектора боковой составляющей движения изображения, а положение экстремума в кадровом периоде— о величине самого вектора при смещении изображения на величину кадрового размера

Г1рпнцип работы устройства предполагает а личпс априорной информации о примерном паправлешш движения пзобра>кения, однако, при отсутствии таковой, с помощью этого уст484533

Предмет изобретения

Составитель В. Жовинский

Текред 3. Тараненко

Корректор Т. Фисенко

Редактор Б. Нанкина

Заказ 3122!15 Изд. ¹ 1808 Тира>к 6 9 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретешш и откргитпй

Москва, >К-35, Раушскан наб., д. 4 5

Типографии, ltp. Сапунова, 2 ройства можно известными способами организовать грубый поиск направления движения. Сигналы (интервалы времени) триггеров 23 и 24 делятся с учетом знака соответственно друг на друга в блоке деления 25 для получения на его выходе сигнала sino. (для малых углов sin=a), определяющего направление вектора скорости движения изобра>кения. Сигнал генератора 2(сигнала размера кадра, возбуждаемый импульсом частоты f„ и пропорциональный кадровому размеру передающей телевизионной трубки 3, делится иа сшпал триггера 24, определяющий время смещения изобра>кения иа размер кадра, для получения на его выходе сигнала V, пропорционального вектору скорости движения изобра>кеш1я.

Устройство для определения параметров дни>кения контрастного изображения, содержащее обьектив, оптически связанный с передающей телевизионной трубкой, например, типа диссектор, пластины которой подключены соответственно к генераторам кадровой и строчной разверток, соединенным с соответствующими выходами хронизатора, видеоусилитель, подключенный входом к сигнальному выходу телевизионной трубки, а выходом через ключ, соединенный с коррелятором, подключенным управляющим входом к хронизатору, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройство содержит дополнительный ключ, инвертор, первый и второй триггеры, первый и второй блоки деления, генератор сигнала размера кадра и блок определения момента появления экстремума, причем выход коррелятора через блок определения момента появления экстремума подключен к входам первого и второго триггеров, установочные входы которых соединены с соответствующими выходами хронизатора, выходы триггеров подключены к соответствующим входам первого блока деления, выход первого триггера и выход генератора сигнала размера кадра подключены к соответствующим входам второго блока деления, второй управляющий вход коррелятора соединен с выходом дополнительного ключа, входы которого подключены соответственно к выходу хронизатора и к генератору кадровой развертки, соединенному через инвертор с управляющим входом ключа.