Устройство для измерения координат объекта

 

Союз Советских

Социалистических

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)) 595878

Респтблик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.12.75 (21) 2194577/18-09 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.78. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 23.03.78 (51) М. Кл."- Н 04N 7/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.397(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Л. Л. Полосин и А. И. Фурман

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ

ОБЪЕКТА

Изобретение относится к телевизионной технике и может использоваться в системах электрической передачи и обработки изображений для определения координат объектов и их размеров.

Известно устройство для измерения координат объекта, содержащее передающую телевизионную камеру, блок задержки, элемент

ИЛИ и два счетчика (1).

Однако известное устройство обладает недостаточной чувствительностью измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения координат.

Для этого в устройство для измерения координат объекта, содержащее передающую телевизионную камеру, блок задержки, элемент

ИЛИ и два счетчика, введены формирователь импульсов считывания, делитель строчных синхроимпульсов, делитель кадровых синхроимпульсов, задающий генератор, два блока элементов И, два дешифратора, измеритель координат, дополнительный элемент ИЛИ, причем к выходу передающей телевизионной камеры подключен первый вход измерителя координат, к второму входу которого подключен вход первого дешифратора и первый вход делителя кадровых синхроимпульсов, при этом к первому входу передающей телевизионной камеры через формирователь импульсов подключен выход задающего генератора и вход блока задержки, к выходам которого через первый блок элементов И подключены входы элемента ИЛИ, а к второму входу передающей телевизионной камеры через последовательно соединенные делитель кадровых синхроимпульсов и первый счетчик подключен вход второго дешифратора, и через делитель строчных спнхроимпульсов подключен выход элемента ИЛИ, а к выходу перво10 ro дешифратора подключен вход второго счетчика, к выходу которого подключены вторые входы первого блока элементов И, а к выходу второго дсшифратора подключены первые входы второго блока элементов И, к выходам

15 которого подключены входы дополнительного элемента ИЛИ, а к третьему входу передающей телевизионной камеры подключен выход дополнительного элемента ИЛИ, прп этом к другим выходам делителя строчных синхро20 импульсов подключены вторые входы второго блока элементов И.

На фиг. 1 приведена структурная элсктрическ--я схема предложенного устройства; на фиг. 2 — участок телевизионного растра (u

25 увеличении); на фиг. 3 — эпюры напряжений. поясняющие работу устройства; па фнг. 4— телевизионный растр.

Ус.ройство для измерения координат объекта содержит передающую телевизионную

Зо камеру 1, блок 2 задержки, элемент ИЛИ 3

595878

EEZ = — "р Z — 1, (э

65 п,7BB счетчика 4 и 5, формирователь б им((. льсов считывания, делитель 7 строчных сннхроимпу IbcoB, делитель 8 кадровых сш(хроимпульсов, задающий генератор 9, два бло1(B 10 и 11 элементов И, два дешифратора 12

13, измеpHTC7 b 14 Коор 7инат, дol70 7НН1 E,7hный элемент ИЛИ 15, причем к выходу пс— р(дан>щей телевизионной камеры 1 подключен первый вхо,(измерителя 14 координат, I(BToРОМ> B>;O;tw КOTOPOCO ПО I);Ëlo>ICII ВХОД ПСРВОГО

;tctiiII(!)pa I()!)3t 12 и первый вход делителя 8 кадровых сипхроимпульсов, при этом к пери>му входу передающей телевизионной камеры 1 lcp(B фоpмирÎllатель (> имп) 3lbcoв подклю left вы. од задаю (его генератора 9 и вход

0(I(>l(ll2:задержки, к выходам которого «ерс3 первый ();IOK 10 элементов И подклю Icilbl входь) элемента ИЛИ 3, а к второму входу передающей телевизионной камеры чсрс;-, последовательно соединенные делитель 8 кaä!)0вы>(cинхрог(мп ) .tlbcoB II itcpBblft cLlcT п(к 4 ПОдключен вход второго дсшифратора 13. и через делитель 7 строчных синхроимпульсов подключен выход элемента ИЛИ 3, а к выходу первого дешнфратора 12 подключен вход ВТорого счетчика 5, к выходу которого подключены вторыс входы псрвого блока 10 элементов

И, а к Bыходу второго дсшифратора 13 подкл!очсны первые входы BTopot Олока 1 1 B 7B ментов И, к выходам которого подключены входы дополнительного элемента И.!И )5, а к третьему входу передающей телевизионной камеры 1 подключен выход допо7tlHTcльного элемента И IИ 15, при этом к другим выходам дел)ггсля 7 строчных синхроимпу;fbc013

HOCH ato«citt>i BTopbtc входы BTopoco ().tlof;B 1 1 элементов И (фиг. 1) .

Устройство для измерения координат объекта раоотает слсдуюгцим образом.

1 Iа фиг. 2 точками 1, 2, 3,..., n обозначена одна строка телевизионного растра при импульсном считывании коммутируiolttt<:>t и, иком потенциального рельефа мишени персда)ощей трубки в одном поле кадра. Расстояние между точками 1 и 2 равно длительности одного элемента разложения т;,. При измерении, например, координат центра тяжести то (ечного объекта возпикасT ошибка измерения ЛХ, )У, которая Tell больше, чем больше длительность элемента тэ. Дл5) уменьшения этой ошибки, при сохранении чувствительности телевизионной системы, можно произвести последовательное дискретное сканированис телевизионного растра вдоль и поперек строк внутри шага разложения с условным шагом дискретизации кратным длительности шага разложения в кадре. Первая строка первого поля кадра проходит через точки 1, 2, 3,... и. т;, — условный шаг сканирования растра внутри шага разложения т, т, должно

CbITb всегда кратно т, В случае, представленном на фиг. 1, Во втором поле телевизионный растр сместится вправо на т-, и след первой строки пройдет через точки 2, 1, 3 .....г . В следующем поле телевизионный растр сме" тпт10

50 с51 вправо еще на ть т. е. Па 2 т„- относительно первого поля и след первой строки пройдет через точки 1", 2", 3",..., n" и т. д. до следа

1", 2", 3",..., n" включительно. Затем телевизионныи растр сместится влево на тэ — т и вниз на т „и след первой строки пройдет чеРез точки 1), 2l, Зь... ггь В следУющем палев через точки 1, 2 ь 3,,... n, и т. д. до последнего следа 1" 3, 2" 3 3 ",,... гг" 3. Затем после окончания кадра растр возвращается в исходнос состояние первого поля, когда след первой строки проходит через точки 1, 2, 3,..., гг и весь процесс сканирования растра, описанный выше, повторяется.

Сканирование телсвнзпонпого растра позволяет увс IH«IITI, количество отсчстов по осям Х и У при сохранении )(сизмснной полосы пропускания устройства и тем самым повысить точность измерения, сохранив ес чувствительность. При этом ошибка измерения будет определяться величиной т.;,, а точность измерения повышается па всличш(ы Х и У. 1-IB фиг. 2 Х, У -- координаты объекта, измеренные без применения сканирования телевизионного растра, а Х, У --- координаты объекта, измеренные при сканировании телевизионного растра.

Задающий генератор 9 вырабатывает импульсы с периодом следования, равным тэ (фиг. 3, а). Эти импульсы подаются на вход блока 2 задержки с гг выходами. Общее время задержки блока 2 задержки равно тэ.

Время задер>кки между любыми соседними выходами равно т; Закон прохождения импульсов с задающего генератора па вход элемента ИЛИ 3 следу(ощий.

В течение первого поля полного кадра развертки тслевизионногo растра импульсы с задаюьцсго генератора 9 проходят через первый выход блока 2 задержки (фиг. 3, б) и открытый элемент И Iб блока 10 на вход элемента

ИЛИ 3. В это время элементы И (17,.„, n) блока 10 закрыты. Управление работой элементов И (1б, 17, ..., и! блока 10 осуществляется с помощью счетчика 5 и дсшифратора

12 каждым nz — -1 импульсом, снимаемым с делителя 8 кадровых синхроимпульсов. Здесь

n — число элементов укладывающихся в одной строке; z — число строк B одном поле кадра,т, с. где 4,р — период следования строчных синхроимпульсов.

Это соответствует следу первой строки проходящему через точки 1, 2, 3,..., и.

Во Blором поле кадра развертки телевизионного растра импульсы с задающего генератора 9 проходят через второй выход блока 2 задержки и открьпый элемент И 17 блока

10 на вход элемента I!ЛИ 3, и т. д. до 1" поля кадра вк. .ючитсльно (фиг. 2) или до последнего выхода гг блока 2 задержки (фиг. З,в).

595878 с гр т — т

-э

Импульсы с выхода элемента ИЛИ 3, (фиг.

3, г) поступают на вход делителя 7 строчных синхроимпульсов, с выхода которого снимаются синхроимпульсы (фиг. 3, д) для запуска генератора строчной развертки, расположенного в телевизионной камере 1 (фиг. З,е). Так осуществляется сканирование телевизионного растра вдоль строк.

Сканирование телевизионного растра поперек строк осуществляется следующим образом.

Строчные синхроимпульсы с выхода делителя стро IHblx синхроимпульсов через делитель 8 кадровых синхроимпульсов и счетчик 4 поступают на вход дешифратора 13, с т выходов которого снимаются импульсы для управления m элементами И 18, 19,..., m блока

11. При прохождении следа первой строки, начиная с точек 11, 21, 31,..., и, и кончая точками 1" 1, 2" 1, 3",,..., и" 1 (фиг. 2), открыт элемент И 18 блока 11, на вход элемента

ИЛИ 15 будут проходить незадержанные кадровые синхроимпульсы (фиг. 3, ж), которые снимаются с первого выхода делителя 7 строч lblx синхроимпульсов. В это время элементы И 19... т блока 11 закрыты. При прохождении следа первой строки, начиная с точек 11, 21, 31,..., п и кончая точками 1" l, 2",, 3" 1,..., и "! открыт элемент И 19 блока ll и на вход элемента ИЛИ 15 будут проходить кадровые синхроимпульсы со второго выхода делителя 7 строчных синхроимпульсов, задержанные на где т,„— условный шаг разложения телевизионного растра поперек строк;

4т1i =т э — III BI растра поперек строк; тэ — шаг разложения телевизионного растра вдоль строк; т, — условный шаг разложения телевизионного растра вдоль строк.

B это время элементы И 18, 19, ..., m блока

11 закрыты.

При IIpoxo>I<дении следа первой строки через точки, начиная с lз, 2э, Зз, ...,nq и кончая

1" э, 2" а, 3" >,...., n",3, откРыт элемент И m блока 11, на вход элемента ИЛИ 15 будут проходить кадровые синхроимпульсы с m-го выхода делителя 7, задержанные на время 3 т,> (фиг. 3, з). В это время остальные элементы И блока 11 закрыты. Затем процесс сканирования повторяется.

Импульсы с выхода элемента ИЛИ 15 (фиг. 3, и) поступают в телевизионную камеру для запуска генератора кадровой развертки (фиг. 3, к).

Для модуляции коммутирующего пучка в телевизионную камеру поступают импульсы считывания с формирователя 6 импульсов считывания, на вход которого поступают импульсы задающего генератора 9. Период

<О

65 следования импульсов считывания равен псриоду частоты задающего генератора 9.

На фиг. 4 изображен 1етырехстрочный растр, когда в одной строке укладывается дга элемента разложения т, Сканирование производится на од1гн условный шаг разложения вдоль т;, и поперек т ;3 строки. Полный кадр телевизионного растра состоит нз четырех полей. Первое поле телевизионного растра формируется точками (), второе поле— к13естикамп (Л ), TPLThc 110 1c кР3 Bio I! B3IH точкой внутри (O), четвертое поле — треугольниками (Л). Частота и фаза импульсов считывания постоянна. Постоянна частота кадровых и строчных синхроимпульсов, но фаза их меняется, что и даст возможность производить сканирование телевизионного растра вдоль и поперек строк по любому ранее заданному закону.

Формула нзооретення

Устройство для измерения координат объекта, содержащее передающую телевизионную камеру, блок задержки, элемент ИЛИ и два счетчика, отлпч а ющееся тем, что, с целью повышения точности измерения коордш!ат, в него введены формирователь импульсов считыван1!я, делитель cTpoHHblx сННхроимпульсов, делитель надpoBblx сННхроНМпульсов, задающий генератор, два блока элемсптов И, два ден3пфратора, измеритель коОрд!гнат, допотнительный элемент ИЛИ, причем к выходу передающей телевизионной камеры подк lo leII первый вход измерителя координат, к второму входу которого подключен вход первого дешифратора и первый вход делителя кадровых синхроимпульсов, при этом к первому входу переда1ощей телевизионной камеры через формирователь импульсов подключен выход задающего генератора и

BxoQ блока заде13жкп, Ic выходам HQTopol o через первый блок элементов И подключены входы элемента ИЛИ, а к второму !3ходу передающей телевизионной камеры через последовательно соединенные делитель кадровых сннхроимпульсов и первый счетчик подключен вход второго дсшпфратора, и через делитель строчны.; cиíxpoHмпульсов подключен выход э lcxleHTa ИЛИ, а к выходу первого дсшифратора подключсll гход второго счетчика, и выХо 33 1 .ОTОРОГО ПОДК,ЧЮ !СНЫ BТОРBIР ВXOДЬ! ПСPвого блока элементов И, а к выходу второго дешифратора подключены первые вхход!.! второго блока эaexleIIToB И, к Bb!xодам которого подключены входы дополнительного элемента

ИЛИ, а к третьему входу передающей телевизионной камеры подключен выход дополнительного элемента ИЛИ, при этом к другим выходам делителя строчных синхроимпульсов подключены вторые входы второго блока элеXICFITOI3 И.

Источники информации, прннять е во внимание прн экспертизе

1. Патент СШ ¹ 3566023, кл. 178- — 7,1, 1971.

595878

1 Ш ! ! Ш! Г I ! I I I I I Ш I JlLLLL

ШШ I Il u ШЛ

И Г! Ш t ll l ll l

ГШШ! ШШЙШ1! II LllLlllJI I ILL !

1 ! Е! 1!! ! ! ! 1!! !! ! !

Заказ 190/15 Изд. № 299 Тираж 820

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель А. Меньшикова

Редактор Н. Суханова Техред Л. Гладкова Корректоры: Т. Добровольская и Л. Котова