Датчик скорости движения изображенияоб'екта

 

Союз Советских

Социапнстическмх

Респубпии

Описдние изОБРете н ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 853545 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25. 06. 79 (2}) 2785559/I8-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07. 08. 81, Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 09.08. 81 (5 () М. Кл.

G 01 Р 3/36

Гоеударстввнный комитет до делам изобретений н открытий (53) УДК531. 767 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. А. Желаннов, Б. В. Титков и Е. И (71) Заявитель (54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

ОБЬЕКТА

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения скорости движения подстилающей поверхности, например в датчиках скорости компенсаторов скоростного смаза при аэрофотографировании.

Известны оптико-электронные .измерители скорости движения изображения (I3, содержащие точечные фотопре10 образователи и электронную схему,,в состав которой входит блок регулируемой задержки.

Недостатком известных датчиков является понижение точности определе-, 15 ния скорости при существенной нестационарности параметров подстилающей поверхности.Наиболее близким по технической сущности является датчик скорости движения изображения объекта % 2), содержащий оптическую систему, светорасщепитель, две телевизионные камеры на линейных приборах с зарядовой связью, ориентированные вдоль направления движения изображения, выходы которых подключены через усилители к входам соответствующих пиковых детекторов, управляющие входы линейных приборов с зарядовой связью соединены с выходами генераторов сдвиговых импульсов; при этом один из генераторов выполнен регулируемым по частоте, вход его подключен к выходу экстремального .регулятора частоты, а выход соединен с входом регистратора скорости.

Недостатком известного датчика является недостаточная точность измерения скорости движения изображения, связанная с малой крутизной регулировочной характеристики экстремального регулятора.

Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых скоростей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен блок вычитания, а второй генератор сдвиговых им3 8535 пульсов выполнен перестраиваемым. Частоты сдвиговых импульсов первого и второго генераторов сдвиговых импульсов отличаются друг от друга на некоторую величину, являющуюся базовой для испольуемого разностного метода формирования цепи обратной связи. Каждый из входов блока вычитания соединен с выходом соответствующего пикового детектора прототипа, а выход под- )O ключен через регулятор частоты к управляющим входам перестраиваемых генераторов сдвиговых импульсов.

На чертеже изображена структурная

:электрическая схема устройства. 15

Датчик содержит оптическую систе му 1, светорасщепитель 2, получающие сигналы с подстилающей поверхности 3, линейные приборы с зарядовой связью 4, 5, блок вычитания 6, усилители 7, 8, 2о пиковые детекторы 9, 10, регулятор частоты 11, перестраиваемые генераторы сдвиговых импульсов 12 13, регистратор скорости 14.

Последовательно размещенные оптичес- .5 кая система 1 и светорасщепитель 2 оптически связаны с линейными прив борами с зарядовой связью 4 и 5. Выход каждого линейного прибора подключен к входам олока вычитания 6 через 30 соответствующие последовательно соединенные усилитель 7 или 8 и пиковый детектор 9 или 10. Выход блока вычитания 6 через регулятор частоты ll подключен к управляющим входам перестра- 35 иваемых генераторов сдвиговых импульсов 12 и 13. Выход каждого генератора сдвиговых импульсов подключен к управляющему входу соответствующего линейного прибора 4 и 5. Регистратор 40 скорости 14, подключенный входом к выходу первого перестраиваемого генератора сдвиговых импульсов 12, вычис- ляет скорость движения изображения объекта. 45

Работает устройство следующим образом. Изображение подстилающей поверхности 3 с помощью оптической системы 1 проектируется на светорасщепитель 2, где расщепляется на два иден- 50 тичных оптических сигнала изображения.

Эти сигналы попадают на светочувствительные поверхности линейных приборов с зарядовой связью 4 и 5. Под воздейстанем оптического сигнала в них накапливаются зарядовые пакеты. С помощью сдвиговых импульсов перестраиваемых генераторов сдвиговых импуль45 4 сов ) 2 и 13 зарядовые пакеты непрерывно продвигаются к выходу, причем направление их движения совпадает с направлением движения изображения подстилающей поверхности 3. Частоты сдвиговых импульсов перестраиваемых генераторов 12 и 13 выбраны отличающимися друг от друга на постоянную величину. Поэтому скорости продвижения зарядовых пакетов в линейных приборах будут отличными: например, в первом из них больше, чем во втором.

Зарядовый пакет, переходят от предыдущего электрода каждого прибора к последующему, складывается с зарядовым пакетом, возникающим под этим электродом в результате накопления заряда под воздействием света в промежутке между очередными сдвиговыми импульсами. В результате под вы— ходным электродом линейного прибора с зарядовой связью будет создаваться зарядовый пакет, равный сумме эаряцов, возникших во всех его накопительных ячейках по мере продвижения зарядового пакета, т.е. будет происходить интегрирование заряда. В том случае, когда скорость продвижения зарядовых пакетов равна скорости движения изображения,. в накопительных ячейках будет последовательно возникать заряд от одного участка подстилающей поверхности, и зарядовый пакет на выходе прибора будет определяться только яркостью этого участка, а напряжение на выходе соответствующего пикового детектора будет максимальным.

По мере отличия рассматриваемых скоростей в накопительных ячейках возникают заряды от разных участков подстилающей поверхности 3, а выходной зарядовый пакет определяется яркостью нескольких соседних участков подстилающей поверхности. Происходит "скоростной смаз" зарядовых пакетов. Поэтому напряжение на выходе пикового детектора 9 или 10 будет уменьшаться по мере отличия скорости движения зарядовых пакетов в соответствующем приборе 4 или 5 от скорости движения изображения. Напряжения с выхода каждого пикового детектора 9 и 10 поступают на входы блока вычитания 6.

Напряжение на выходе блока вычитания 6 будет равно нулю в случае, когда скорость движения иэображения подстилающей поверхности равна средней арифме20

Формула изобретения

Датчик скорости движения изображения объекта, содержащий последова5 85354 тической скорости продвижения зарядовых пакетов в линейных приборах с зарядовой связью 4 и 5. В случае отличия укаэанных скоростей на выходе блока вычитания будет действовать напряжение, знак которого характеризует знак величины отклонения скорости движения изображения от средней арифметической, а амплитуда показывает саму величину отклонения. Регулятор частоты и так управляет частотой сдвиговых импульсов перестраиваемых генераторов сдвиговых импульсов, чтобы напряжение на его входе поддерживалось равным нулю. Регистратор скорости 14 д по частоте сдвиговых импульсов на выходе перестраиваемого генератора сдвиговых импульсов 12 и известной разности частот перестраиваемых генераторов сдвиговых импульсов 12 и 13 рассчитывает среднюю арифметическую скоростью продвижения зарядовых пакетов, равную искомой скорости движения изображения подстилающей поверхности. 25

Благодаря предложенному техническому решению из схемы устройства исключен экстремальный регулятор. За счет этого повышается точность измерения скорости движения изображений. M

Отсутствие в схеме устройства опорно ro генератора сдвиговых импульсов, определявшего среднюю частоту диапазона измеряемых скоростей, приводит к расширению этого диапазона и обес- ЗЗ печению равной точности измерения скорости по всему диапазону. тельно размещенные оптическую систему, светорасщепитель на два выхода и две телевизионные камеры на линейных приборах с зарядовой связью, ориентированные вдоль направления движения изображения, выход каждого из указанных приборов подключен через усилитель к входу соответствующего пикового детектора, а управляющие входы каждого из линейных приборов соединены с выходами соответствующих генераторов сдвиговых импульсов, при этом первый генератор сдвиговых импульсов выполнен перестраиваемым по частоте, вход его подключен к выходу регулятора частоты, а выход соединен с входом регистратора скорости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения скорости и расширения диапазона измеряемых скоростей движения изображения, в устройство дополнительно введен блок вычитания, второй генератор сдвиговых импульсов выполнен перестраиваемым по частоте, при этом выходы пиковых детекторов подключены к входам блока вычитания, выход которого соединен с входом регулятора частоты, выход регулятора частоты подключен к входу второго генератора сдвиговых импульсов, причем частоты лерестраиваемых генераторов сдвиговых импульсов отличаются друг от друга на постоянную величину.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Козубовский С.Ф. Корреляцион" ные экстремальные системы, Киев, Наукова думка, 1973.

2. Заявка Ф 2612555/18-10, кл. G 01 Р 3/Зб, 05.05.78, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства (прототип).

853545

Составитель А. Трегубов

Редактор Т. Федотов Техред А. Савка

Заказ 5643/20 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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