Устройство для измерения перемещения объектов

 

1РЦ 563743

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Свветски1т

Социалистических

Рвслублнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.08.74 (21) 2053244/09 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.77. Бюллетень № 24

Дата опубликован|ия описания,19,07.77 (51) М Кл Н 04N 7/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.397(088 8) (72) Авторы изобретения

В. А. Гуськов, С. А. Агапов, В. М. Затолокин и В. П. Макаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к технике телевидения и может использоваться для дистанционного автоматического измерения перемещений наблюдаемых контрастных изображений.

Известно устройство для измерения перемещения объектов, содержащее телевизионный блок, состоящий из передающей телевизионной камеры, генераторов кадровой и строчной разверток, видеоконтрольного индикатора, предварительного усилителя и генератора сигнала команды начала измерения, генератор сигнала тактовой частоты (1).

Однако в известном устройстве существует зависимость точности работы от характера изображения и от времени.

Цель изобретения — повышение точности измерения перемещения объектов произвольной формы.

Для этого в предлагаемое устройство для измерения перемещения объекта введены селектор строк, входы которого соединены с выходами генераторов кадровой и строчной разверток, управляющий триггер, первый вход которого через введенный первый ключ, управляющий вход которого соединен с генератором сигнала команды начала измерения, подключен к генератору кадровой развертки, :а второй вход управляющего триггера соединен с выходом введен ного элемента ИЛИ, подключенного к выходам селектора строк, коррелятор сигналов, к входам которого подключены выходы введенных второго, третьего, четвертого и пятого ключей, причем управляющие входы второго и третьего ключей соединены с выходом элемента ИЛИ, управляющие входы четвертого и пятого ключей через введенный шестой ключ, управляющий вход которого подключен к выходу управляющего триггера, соединены с одним из выходов

10 селектора строк, сигнальные входы второго и четвертого ключей подключены к выходу предварительного усилителя, сигнальные входы третьего и пятого ключей подключены к выходу генератора сигнала тактовой частоты, 15 а к выходу коррелятора сигналов подключен введенный блок определения экстремума, выход которого соединен с первыми входами введенных первого и второго выходных триггеров, при этом второй вход первого выходно20 го триггера соединен с выходом шестого ключа, а второй вход второго выходного триггера соединен с выходом генератора строчной развертки.

25 На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — векторная диаграмма выбора экстремумов взаимно-корреляционной функции (ВКФ), поясняющая динамику работы

30 устройства.

Устройство содержит телевизионный блок

1, состоящий из передающей телевизионной камеры 2, генераторов кадровой 3 и строчной

4 разверток, видеоконтрольного индикатора 5, предварительного усилителя 6, генератора 7 сигнала команды начала измерения; генератор 8 сигнала тактовой частоты; селектор строк 9, входы которого соединены с выходами генераторов кадровой 3 и строчной 4 разверток; управляющий триггер 10, первый вход которого через введенный первый ключ 11, управляютций вход которого подключен к генератору 7 сигнала команды начала измерения, соединении с генератором 3 кадровой развертки, а второй вход управляющего триггера соединен с выходом введенного элемента

ИЛИ 12, подключенного к выходам селектора строк 9; коррелятор сигналов 13, к входам которого подключены выходы введенных второго 14, третьего 15, четвертого 16 и пятого

17 ключей, причем управляющие входы второго 14 и третьего 15 ключей соединены с выходом элемента ИЛИ 12, управляющие входы четвертого 16 и пятого 17 ключей через введенный шестой ключ 18, управляющий вход которого подключен к выходу управляющего триггера 10, соединены с одним из выходов селектора строк 9, сигнальные входы второго

14 и четвертого 16 ключей подключены к выходу предварительного усилителя 6, сигнальные входы третьего 15 и пятого 17 ключей подключены к выходу генератора 8 сигнала тактовой частоты, а к выходу коррелятора сигналов 13 подключен введенный блок 19 определения экстремума, выход которого соединен с первыми входами введенных первого 20 и второго 21 выходных триггеров, при этом второй вход первого выход ного триггера

20 соединен с выходом шестого ключа 18, а второй вход второго выходного триггера 21 соединен с выходом генератора строчной развертки 4.

Устройство работает следующим образом.

Из телевизионного блока 1 подаются сигналы строчных и кадровых импульсов, сигнал команды начала измерения и видеосигнал.

Продвижение информации в корреляторе сигналов 13 обеспечивают импульсы с генератора 8 сигнала тактовой частоты. Управление записью и продвижением информации в корреляторе сигналов 13 осуществляется ключами 14 — 17. Ключи 14 и 15 управляются сигналом элемента ИЛИ 12, который подключен к выходам n+m+i (i=0, 1, 2, ...,К) строк селектора строк 9.

Управление ключами 16, 17 и первым выходным триггером 20 осуществляется выходом и-й строки селектора строк 9 через шестой ключ 18, которым управляет управляющий триггер 10, возбуждаемый сигналом генератора 3 кадровой развертки через первый ключ

11 при наличии разрешающего сигнала команды начала измерения. Сброс в исходное состояние управляющего триггера 10 осущест4 вляется выходным сигналом элемента ИЛИ

12.

Суммарным вектором S (фиг. 2) представлена «спрямленная» траектория движущейся точки B изображения (составляющие вектора $< и S2 соответственно), которая последовательно пересекает и-ю строку 22 и (n+m+

+1)-ю строку 23 под углом а кадрового растра 24. Время появления экстремума ВКФ видеосигналов, пропорциональное составляющим S в цикле измерения, соотвественно обозначено т, ть т . Расстояние между строками и и (n+m+i) в момент появления экстремума обозначено размером А.

Определяется момент появления экстремума ВКФ видеосигналов в строчном периоде и в периоде измерения (серия кадров) перемешающегося образа изображения, причем определяется ВКФ запомненного в корреляторе сигналов 13 образа строки 22 и текущего образа строки 23 в реальном масштабе времени.

Согласно фиг. 2 положение экстремума

ВКФ в строке определяется смещением S образа вдоль строки, пропорционального временному смещению ть а положение в цикле измерения — смещением S образа между строками 22 и 23, пропорционального временному смещению т.

В каждом цикле работы устройство определяет смещения S и 5ь Следуя принципу работы, по сигналу команды начала измерения открывается первый ключ 11, и кадровый импульс ориентирует управляющий триггер 10 на открыванис шестого ключа 18, который

З5 пропускает и-il с грочной импульс сслектора строк 9. Этот импульс коммутирует ключи 16, 17 и перебрасывает первый выходной триггер

20, формируя начало цикла времени т. Через открытый ключ 16 в коллектор сигналов 13

40 записывается видеосигнал строки и с помощью продвигающих тактовых импульсов, поступающих через открытый ключ 17 от генератора 8 сигнала тактовой частоты.

Строчные импульсы (n+m+i) возбуждают

45 элемент ИЛИ 12, который приводит в исходное состояние управляющий триггер 10 и коммутирует ключи 14, 15. Через открытый ключ 14 в коррелятор сигналов 13 записываются (продвигаются) видеосигналы строк

50 (n+m+i) .

На каждом такте продвижения, осуществляемого тактовыми импульсами генератора

8 сигнала тактовой частоты через открытый ключ 15, определяется их ВКФ с запомнен55 ныM видеосигналом строки и.

На каждом такте ВКФ видеосигналов поступает на блок 19 определения экстремума, например пиковый детектор, который выдает сигнал в момент экстремального значения

60 ВКФ видеосигналов (максимум подобия образов видеосигналов строк и и (n+m+i)). Такой момент возможен в строчном периоде строки (n+m+i) при смещении изображения на расстояние А кадрового растра 24. В част65 ном случае, при движении изображения пер563743

40 пепдикулярно к строкам кадрового растра 24, экстремум ВКФ появится строго в конце строчного периода. Блок 19 определения экстремума запоминает амплитудное значение сигнала экстремума ВКФ и использует его для амплитудной дискриминации экстремума

ВКФ на следующем цикле измерения.

Выходной сигнал блока определения экстрем .ма возвращает первый выходной триггер 20 в исходное состояние, тем самым заканчивая формирование времени т. Тот же сигнал возбуждает второй выходной триггер

21, который формирует время т строчного периода, сброс второго выходного триггера 21 ос ществляется строчными импульсами.

Выделение, привязка в кадре и восстановление строк осуществляются с помощью строчных и кадровых импульсов, которые поступают на селектор строк 9.

С целью снижения ограничений по скорости движения изображения и в связи с использованием разложения изображения линейными развертками величина размера А кадрового растра 24 варьируется в пределах i строк.

Использование изобретения позволяет создать на основе промышленной телевизионной установки информационно-измерительное устройство для определения перемещения объектов, визируемых телевизионной передающей камерой.

Такое исполнение устройства позволяет, при необходимости, достаточно просто модернизировать имеющиеся в эксплуатации промышленные телевизионные установки и расширить тем самым их технические возможности.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещения объектов, содержащее телевизионный блок, состоящий из передающей телевизионной камеры, генераторов кадровой и строчной разверток, видеоконтрольного индикатора, предварительного усилителя и генератора сигнала команды начала измерения, генератор сигнала тактовой частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения перемещения объектов произвольной формы, введены селектор строк, входы которого соединены с выходами генераторов кадровой и строчной разверток, управляющий триггер, первый вход которого через введенный первый ключ, управляющий вход которого соединен с генератором сигнала команды начала измерения, подключен к генератору кадровой развертки, а второй вход управляющего триггера соединен с выходом введенного элемента

ИЛИ, подключенного к выходам селектора строк, коррелятор сигналов, к входам которого подключены выходы введенных второго, третьего, четвертого и пятого ключей, причем уппавляющпе входы второго и третьего ключей соединены с выходом элемента ИЛИ, управляющие входы четвертого и пятого ключей через введенчый шестой ключ, управляющий вход которого подключен к выходу управляющего триггера, соединены с одним из выходов селектора строк. сигнальные Входы второго и четвертого ключей подключены к выходу предварительного усилителя, сигнальные вхî lbI третьего и пятого ключей,подключены к выходу генератора сигнала тактовой частоты, а к выходу коррелятооа сигналов подключен введенный блок определения экстремума, выход которого соединен с первыми входами введенных первого и второго выходных триггеров, при этом второи вход первого выходного триггера соединен с выходом шестого ключа, а второи вход второго выходного триггера соединен с выходом генератора строчнои развертки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авт. св. СССР ¹ 347948, кл. Н 04N 7/18, 19.11.70.

563743

1 24

1

I

P/Ã.с

Составитель И. Тюрина

Техред И. Карандашова

Корректор JI. Котова

Редактор Е. Караулова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1677/12 Изд. № 576 Тираж 818 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5