Корреляционный измеритель скорости движения изображения поверхности

 

{i, 7!8786

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 594456 (22) Заявлено 04.09.78 (21) 2661105/18-10 (51) М. Кл.

G 01Р 3/74 с присоединением заявки Ке

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.80. Бюллетень М 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.80 (53) УДК 531.767 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

И, М. Левкин (71) Заявитель (54) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОР

ДВИЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения скорости движения изображения подстилающей поверхности в фокальной плоскости фотоприемников измерителя ско- 5 рости, например в счетчиках компенсаторов скоростного смаза при аэрофотографировании и т. д.

Известен корреляционный измеритель скорости, содержащий объектив, два прибо- Io ра с зарядовой связью, усилители, коррелятор, экстремальный регулятор, генератор сдвиговых импульсов и регистратор (1).

Недостаток этого измерителя состоит в том, что при его работе не учитывается дви- 15 жение изображения поверхности в фокальной плоскости в направлении, поперечном линии движения измерителя скорости, например, в результате изменения угла крена.

Вследствие этого уменьшается точность из- 20 мерения скорости движения изображения.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены после- 26 довательно соединенные датчик угла крена, поворотное устройство и зеркало, причем зеркало имеет оптическую связь с объективом.

На чертеже показана структурная схема ЗО корреляционного измерителя скорости движения изображения.

Измеритель содержит зеркало 1, объектив 2, линейные приборы 3 н 4 с зарядовой связью (ПЗС), усилители 5, 6, коррелятор

7, экстремальный регулятор 8, многофазный генератор 9 сдвиговых импульсов (МГСИ), регистратор 10, датчик 11 угла крена и поворотное устройство 12.

Оптическое изображение движущейся поверхности с помощью зеркала 1 и объектива 2 проецируется на светочувствительную поверхность приборов 3 и 4, Линейный прибор 3 с зарядовой связью состоит пз Л номинальных элементов. Причем первыи номинальный элемент линейного ПЗС 3 является светочувствительным, а остальные затенены. Линейный прибор 4 с зарядовой связью состоит из одного номинального элемента. Выходы линейных приборов

3 и 4 через усилители 5 и 6 соединены с. раздельными входами коррелятора 7, осуществляющего вычисление функции взаимной корреляции входных сигналов. Выход коррелятора 7 через экстремальный регулятор 8 соединен с входом МГСИ 9, который служит для продвижения зарядовых пакетов вдоль линейных приборов с зарядовой связью 3 и 4 с регулируемой скоростью.

7187@

Заказ 2922/8 Изд. № 172 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск»

Типография, пр. Сапунова, 2

Экстремальный регулятор предназначен для поддержания на своем выходе такого управляющего напряжения, при котором сигнал на выходе коррелятора 7 максимален. Выход МГСИ 9 соединен также с входом регистратора 10 скорости. Датчик 11 угла крена предназначен для определения угла крена. Выход датчика угла крена сосдинен с входом поворотного устройства 12, которое имеет механическую связь с зеркалом. Поворотное устройство предназначено для изменения положения зеркала относительно объектива.

Корреляционный измеритель скорости движения изображения работает следующим образом.

Изображение подстилающей поверхности отражается от зеркала 1 и через объектив

2 попадает на светочувствительную поверхность линейных ПЭС 3 и 4. В зависимости от скорости движения подстилающей поверхности один и тот же участок изображения за счет разнесения ПЗС 3 и 4 по базе попадает на светочувствительную поверхность в различные моменты времени, причем на номинальный элемент линейного

ПЗС 3 раньше, чем на одноэлементный

ПЗС 4. С увеличением скорости движения этот временной интервал уменьшается, при уменьшении скорости — увеличивается.

Время задержки видеосигнала в линейном

ПЗС 3 обратно пропорционально частоте сдвиговых импульсов и пропорционально числу его номинальных элементов. Изменением частоты следования сдвиговых импульсов решается задача увеличения или уменьшения временного сдвига между выходными сигналами ПЗС 3 и 4. Видеосигналы с выходов линейных приборов с зарядовой связью усиливаются усилителями

5 и 6 и поступают на раздельные входы коррелятора 7.

Экстремальный регулятор 8 так управляет частотой следования сдвиговых импульсов МГСИ 9, что сигнал на выходе коррелятора 7 максимален. Прп этом условии на

5 выходе линейных ПЗС 3 и 4 видеосигналы одинаковы. Регистратор 10 скорости по частоте следования сдвиговых импульсов вычисляет скорость движения изображения в фокальной плоскости фотоприемников.

10 Вследствие изменения угла крена может оказаться, что точка изображения поверхности, принятая линейным ПЗС 3, может не попасть на ПЗС 4. В этом случае вырабатывается ложный сигнал на поиск экст15 ремума корреляционной функции. Датчик угла крена определяет угол крена и вырабатывает управляющий сигнал для поворотного устройства 12. Поворотное устройство 12 так управляет положением зеркала

20 1, что на линейный ПЗС 4 через определенный промежуток времсни попадал тот же сигнал, что и на ПЗС 3, Таким образом, точность измерений скорости движения изображения корреляционным измерителем

25 скорости повышается.

Формула изобретения

30 Корреляционный измеритель скорости движения изображения поверхности по авт. св. № 594456, отл и ч а ющий с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен зеркалом, установленным между объ35 ективом и поверхностью, поворотным устройством, связанным с зеркалом, и датчиком угла крена, выход которого соединен поворотным устройством.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 594456, кл. G 01 P 3/54, 1976 (прототип).