Устройство для определения составляющейвектора скорости движения об'екта

 

Союз Советских

Соцналнстических

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ нц83856 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)м, Кл,З (22) Заявлено 180679 (21) 2781315/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150681 Бюллетень Н9 22 .

6 01 Р 3/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531. 767 (088.8) Дата опубликования описания 150631 (72) Авторы изобретения

A.М.Абакумов, И.A.Áåðåæíoé, П.К.Кузнецов, В.Ю.Мишин, В.И.Семавин и В.И.Цейлер (71) Заявитель

Куйбышевский политехнический институт им. B-;Â.Êóéáûùåâà (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕКТОРА

СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения параметров движения объектов со светоотражающей или светоиэлучающей поверхностями.

Известны устройства для определения скорости движения объекта, содержащие приемники излучения, фильтры и элементы сравнения сигналов.

Эти устройства позволяют определять скорость движения объекта, измеряя среднюю частоту разностного сигнала приемников излучения (1) и (21 °

Известные устройства обладают ограниченными быстродействием и точностью измерений параметров движения объекта.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения скорости движения объекта, содержащее приемники светового излучения, расположенные между ними и траекторией движения объекта экраны с щелями, проходящими преимущественно перпендикулярно траектории движения объекта, и элемент сравнения сигналов на выходах приемников светового излучения. На выходе элемента сравнения сигналов образуется разность двух сигналов в виде частотного спектра, из которого далее прн помощи фильтрующего элемента выделяется средняя частота узкополосного шума с наибольшей амплитудой. Эта частота является мерой определяемой скорости движения объекта (3).

Однако известное устройство имеет низкйе быстродействие и точность

30 измерения параметров движения объекта из-эа необходимости нахождения средней частоты разности выходных сигналов приемников светового излучения H наличия н.:зкочастотной помехи, обусловленной конечными размерами объекта.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства н точности измерения составляющих вектора скорости движения объекта со случайным распределением яркостей за счет упрощения конструкции устройства и обработки поступающей от светоприемных устройств информации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем установленный в плоскости, параллельной плоскости движения объекта, оптический фильтр с переменным в направлении измеряемой составляющей

З0 вектора скорости коэффициентом свето838561

55 пропускания и размещенные эа ним приемники излучения, граница оптического сопряжения которых перпендикулярна направлению измеряемой составляющей вектора скорости, выходы приемников излучения соединены со входами элемента сравнения сигналов, применен опти еский фильтр, коэффициент светопропускания которого в сечениях, перпендикулярных границе оптического сопряжения приемников излучения, изменяется по экспонепциальному, симметричному относительно границы оптического сопряжения закону, а выходы приемников излучения дополнительно соединены со входами элемента суммирования сиr- 5 налов, выход которого через дифференцирующее устройство подключен к первому входу делительного устройства, а второй вход последнего соединен с выходом элемента сравнения сигналов.2Q

При этом оптический фильтр может быть выполнен в виде штрихового растра с изменяющимся по экспоненциальному закону шагом.

На фиг. 1 представлена схема 25 предлагаемого устройства; на фиг. 2 эпюра распределения коэффициента светопропускания оптического фильтра.

Устройство для измерения составляющих вектора скорости движения объекта (фиг.1) содержит приемники 1 и 2 излучения, на фоточувствительную поверхность которых через оптический фильтр 3 проецируется изображение .движущегося объекта. Выходы приемников излучения соединены со входами элемента 4 сравнения сигналов, а также со входами элемента 5 суммирования, выход которого подключен ко входу дифференцирующего устройства 6.

Выход последнего соединен и первым 4Q входом делительного устройства 7, а второй его вход соединен с выходом элемента 4 сравнения сигналов.

Между плоскостью перемещения контролируемого объекта и плоскостью .эображения объекта, в которой расположены оптически сопряженные по прямой линии приемники 1 и 2 излучения, помещен оптический фильтр 3, коэффициент светопропускания которого 5О изменяется в направлении, параллельном направлению измеряемой составляющей вектора скорости движения объекта таким образом, что яркость проецируемого через оптический фильтр на поверхность приемников излучения изображения объекта меняется по экспоненциальному закону в функции расстояния точки изображения до границы оптического сопряжения приемников излучения (фиг.2). бО

Устройство работает следующим образом

Световые потоки ф., и ф попадающие на фоточувствительную поверхность приемников 1 и 2 излучения соответ- д ственно от светоизлучающей или отражающей поверхности контролируемого объекта и проходящие через экспоненциальный оптический фильтр 3 и знач ние измеряемой составляющей вектора скорости движения обьекта V; связаны следующей функциональной зависимосты ) т) (> ф ) ) И 1 2. 1

Показанная на фиг.1 схема реализует один из вариантов вычисления ис— комой составляющей вектора скорости движения объекта. Выходные сигналы приемников 1 и 2 суммируются элементом 5 суммирования сигналов. Найденный суммарный сигнал дифференцируется по времени дифференцирующим устройством 6 и поступает на один из входов делительного устройства 7, которое находит отношение вычисленной произв водной по времени от суммы выходных сигналов приемников излучения к раз— ности последних, вычисляемой элементом 4 сравнения сигналов.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить время измерения параметров движения объекта и,повысить точность измерения.

Формула изобретения

Х Устройство для определения составляющей вектора скорости движения объекта со случайным распределением яркостей, содержащее установленный в плоскости, параллельной плоскости движения объекта, оптический фильтр с переменным в направлении измеряемой составляющей вектора скорости коэффициентом светопропускания и размещенные за ним оптически сопряженные приемники излучения, элементы сравнения сигналов, соединенные с выходами приемников излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и точности измерений, в него введены сумматор сигналов, дифференцирующее и делительное устройства, при этом входы сумматора соединены с выходами приемников излучения, а выход — с входом,дифференцирующего устройства, соединенного выходом с одним йз входов делительного устройства, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а оптический фильтр выполнен с коэффициентом пропускания, изменяющимся по экспоненциальному закону, симметричному относительно границы оптического сопряжения приемников излучения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что оптический фильтр выполнен в виде штрихового растра с изменяющимся по экспоненциальному закону шагом.

838561

Составитель Ю.Власов

ТехредЖ.Кастелевич Корректор В.Синицкая

Редактор А.Долинич

Заказ 4417/66 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 91446911, кл. G 1 А, опублик. 1976.

2. Патент СШЛ 9 3888589, кл. 356-28, опублик. 1975.

3. Патент ФРГ М 2342696, -кл. G 01 Р 3/36, опублик. 1976 (прототип).