Устройство для измерения параметров движения объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее последовательно соединенные синхронизатор и телевизионную передающую трубку, аналого-цифрхзвой преобразователь (ЛЦП Ь первый блок вычитания, выход которого соединен с первым входом блока сравнения , и блок вычисления перемещений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров движения, введены первый блок задержки, второй блок задержки второй блок вычитания и первый сумматор, включенные последовательно между выходом АЦП и первым входом первого блока вычитания. третий блок вычитания и второй сумматор , включенные последовательно между выходом-первого блока задержки и вторым входом первого блока вычитания, причем второй вход первого сумматора соединен с выходом первого блока задержки, а ыход со вторым входом второго блока вычитания , второй вход второго сумматора подключен к выходу АЦП, а выход - к второму входу третьего блока вычитания, вход АЦП соединен с выходом телевизионной пе15едагоШей трубки, а также регистр значений перепада,- первый вход которого соединен со строчным выходом синхс S ронизатора, второй вход - с выходом первого блока вычитания, третий аход выходом блока сравнения, а выхол - с вторым входом блока сравнения, регистр координаты по оси У и регистр координаты по оси X, первые входы которых соединены с соответствующими входами синхрони )М«А затора, вторые входы - с выходом блока сравнения, а выходы - соответа ственно с первым и вторым входами блока вычисления перемещений, ГС третий вход которого подключен к со строчному выходу синхронизатора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 Н 04 л 7 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3436585/18-09 (22) 17.05.82 (46 ) 23. 12. 83. Бюл. 1Ф 47 (72 ) А.К. Беляев, В. И.Гриценко, Г. И. Корниенко и Б. Г. Мудла (71) Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской CCP (53) 621.397.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 520727, кл. Н 04 И 7/18, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 587640, кл. Н 04 Н 7/18, 1974 (прототип). (54){57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее последовательно соединенные синхронизатор н телевизионную передающую трубку, аналого-циФровой преобразователь (АЦП ), первый блок вычитания, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, и блок вычисления перемещений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью поныщения точности измерения параметрон движения, введены первый блок задержки, второй блок задержки, второй блок вычитания и первый сумматор, включенные последовательно между выходом АЦП и первым входом первого блока вычитания, „„Я0„„1062900 А третий блок вычитания и второй сумматор,включенные последовательно между выходом. первого блока задержки и вторым нходом первого блока вычитания, причем второй вход первого сумматора соединен с и = ;одом перного блока задержки, а ;х:.д— со вторым входом второго блок вычитания, второй вход второго сумматора подключен к выходу АПП, а выход - к второму входу- третьего блока вычитания, вход АЦП соединен с выходом телевизионной передающей трубки,-а также регистр значений перепада, первый вход которого соединен со строчным выходом синхрониэатора, второй вход — с выходом щ первого блока вычитания, третий вход — с выходом блока сравнения, а выход — с вторым входом блока сравнения, регистр координаты по С. оси У и регистр координаты по оси Х, первые входы которых соединены с соответствующими входами синхронизатора, вторые входы — с выходом блока сравнения, а выходы — соответственно с первым и вторым входами ф блока вычисления перемещений, третий вход которого подключен к

Р© строчному выходу синхронизатора. Ж

10,>29СП

Изобретение относится к прикладному телевидению и может быть использовано для бесконтактного измерения параметров движения объектов.

Известно устройство для измерения геометрических раэмероз изделий, содержащее последовательно соединенные телевизионный датчик на базе сканистора, формирователь измерительного импульса, регистратор, .генератор начального уровня формирования измерительного импульса и регулятор уровня формирования.

Измеряемое иэделие проецируется на

"мишень" сканистора телевизионного датчика, в котором световое изображение преобразуется в электрический сигнал. На выходе датчика появляется импульс, передний фронт которого содержит необходимую информацию об измеряемом иэделии, а именно временное положение середины этого фронта в строке соотнетстнует координате кромки измеряемого изделия (1 !..

Однако различная освещенность изделия вызывает смещение середины переднего фронта импульса, что влечет за собой ошибку в измерении.

Для компенсации этой ошибки и служат генератор начального уроння формирования измерительного импульса с регулятором уровня формирования. В случае движения изделия вдоль развертки сканистора происходит дополнительное искажение пе;..еднего фронта импульса, что обусловит периодичность срабатывания генератора начального уровня формиронания измерительного импульса, что, в свою очередь, приведет к дополнительным погрешностям в определении положения кромки иэделия. Следовательно, недостатком известного. устройстна является малая точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения параметров движения объектов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор и телевизионную передающую трубку, аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычитания, блок памяти, блок сравнения, блок вычисления перемещений. Измерение параметров движения объекта этим устройством осуществляется в течение последовательно-повторяющихся одинаковых циклов, каждый из которых включает четыре кадра развертки (2).

Недостатком известного устройств--. является отсутствие фиксации o..çæii:Hêÿ фронта импульса, соответствую!яет о! кромке движущегося абъек":.а„ что затрудняет точное вычислен..е параме ров движения объекта с учетом скорости строчной развертки.

låãü>0 изобретен.- †: является повышение точности измерения параметрон движения объекта.

ПостазленнаF. цель достигается тем, что н устройство для и.змерения параметрон движения объектов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор и телевизионную передающую трубку, аналого-цифровой преобразователь (АЦП.!, первый блок вычитания, выход которого сое" динен с перным входом блока сраннения, и блок вычисления перемещений, введены первый блок задержки, второй блок задержки„ второй блок вычитания и перный сумматор, включенные последоBB ель !i между выходом Аlil и первым =.õîãoì первого блока зы.итания, третий блок в.:-,читания и второй сумматор, включенные после,дозательно между выходом первого блок задержки и вторым входом первогo блока вычитания„ причем второй вход перного сумматсра соединен " выходом первого блока задержки, а ныход — со вторым нхсдом второго блока вычитания, второй вход второго сумматора подключен к выходу АЦП, а выход — к второму входу третьего блс:ка вычитания, вход фЦП соединен с ныходом телевизионной передающей трубки, а также регистр з:ачений перепада, первый вход которого соединен со строчным выходом синхронизатора, второй вход — с выходом первого блока вычитания, третий вход — с выходом блока сравнения, а выход — с нторым входом блока сравнения, регистр координаты по оси У и регистр координаты по оси Х,.первые входы которьх соединены с соответствующими ныхоцами синхронизатора, вторые входы - с выходом блока сравнения, B выходы — cDoTBBTGTBpHHo с первым и вторым входами блока вычисления переме )ений, третий вход которого подключен к строчному выходу синхронизатора.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на. фиг. 2 — v.çîá-. ражение кромки неподвижного объекта на телевизионном растре; на фиг. 3 - изображение кромки движущегося объекта на телевизионном растре.

Предложенное устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ j, счетчик 2 импульсон, счетчик 3 строк, телевизионную передающую трубку 4, аналого-цифровой преобразонатель (АЦП ) 5, регистр

6 и 7, координаты по оси Х и по

1062900 оси У, блок 8 вычисления пере>лещений, первый и второй блоки 9 и 10, э адержки, в торой и перный сумматоры 11 и 12, третий, и второй я первый блоки вычитания 13, 14 и 15, регистр 16 значений перепада, блок

17 сравнений, причем совокупность

ГТИ 1 и счетчиков 2 и 3 представляет собой синхронизатор 18..

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с синхронизатора 18 поступают на синхрониэирующие входы первого и второго блоков 9 и 10 задержки,.первого и второго сумматора 12 и 11,. регистра 16 значений перепада (на чертеже не показаны >, а также на счетный нход счетчика

2 импульсов, с выхода которого строчные синхроимпульсы поступают на строчный синхрониэирующий нход телевизионной передающей трубки а также на вход счетчика 3 строк, с выхода которого синхроимпульсы поступают на кадровый синхронизирующий вход телевизионной передающей трубки 4. Видеосигнал с выхода телевизионной передающей трубки 4 поступает на АЦП 5, где преобразуется в код, равномерно поступающий на первый блок 9 задержки и второй сумматор 11, а затем на второй блок 10 задержки и первый сумматор 12.

В начале строки изображения на выходе первого блока 9 задержки формируется нулевое значение сигнала, н течение импульсов ГТИ 1 (n †тактов работы устройства ) во втором сумматоре 11 накапливается сумма первых и отсчетов сигнала. И первый и второй блоки 9 и 10 задержки осуществляют задержку сигналов на тактов.

В (» + 1 ) такте работы устройства на выходе первого блока 9 задержки появляется первое значение отсчета сигнала, которое н третьем блоке 13 вычитания отнимается от общей суммы отсчетов,поступающей на его второй вход с выхода второго сумматора 11, à (и + 1 >-е значение отсчета сигнала прибавится к общей сумме отсчетов во втором сумматоре 11.Таким образом, н процессе работы устройства сумма иэ текущих отсчетов будет "перемещаться" вдоль строчной развертки в течение всей строки.

С задержкой на и тактов работы устройства аналогичная сумма вырабатывается в первом сумматоре 12 которая также "перемещается" вдоль строчной развертки в процессе работы устройства. Путем подключения старших разрядон первого и второго сумматоров 12 я 11 к первому блоку 15 нычита-têÿ образуется среднее значение сигнала на участке и отсче"тов. Число и при этом ныбир»ется кратным 2.

С другой стороны, величина выбирается иэ физических соображений зашумленности изображения, типа применяемой телевизионной передающей трубки 4, условий освещения, допустимой погрешности и т.д.

В первом блоке 15 вычитания происходит вычитание средних значений

15 сигналон, полученных на двух соседних участках иэобра>кения. Полученная разность сравнивается со значением, записанным в регистре 16 значений перепада.

20 В исходном состоянии (в начале строки ) в регистре 16 значений перепапа записаны нулл. R случае превышения значения перепада, приходящего с выхода первог; блока

15 вычитания над содержимым регист-ра 16 значений перепада, происходит запись текущего значения перепада в регистр 16 значений перег."а;а.

Управление записью происходит с помощью выхода блока 17 сравнения; Сигнал с выхода блока 17 сравнения также поступает на вторые входы регистров б и 7 координат пс . оси Х и по оси У, на первые входы которьх поступают значения теку ших координат по осям X и У. Другими словами, в случае превышения значения "текущего порога" над содержимым регистра 16 значений перепада, значения текущих координат развертки запоминаются в регистрах б и 7.

Таким образом в процессе развертки линии с формой кромки движущегося объекта и вычисление фактических характеристик дни>кения объекта.

Таким образом, в каждой строке развертки фиксируется точное положение перепада видеосигнала, что позволяет значительно повысить точность измерения параметров движения объекта.

60 строки прои сходит автомат иче ски и поиск наибольшего значения перепада и определения его координаты н

45 регистрах б, 7 и 16. Им определяется положение кромки объекта в данной строке развертки, В конце строчной развертки координаты точки наибольшего перепада переписываются

50 в блок 8 вычисления перемещений, в котором производится анали=..-очек, полученных в каждой строке развертки, сравнение полученной

1062900

1062900

Ло. жение

РрОсрыжУ

С гро мая р

i rcmp

Пояожеюие аро омю

Составитель В.Максимова

Редактор Г.Волкова Техред О.Иеце Корректор О. Тигор

Заказ 10268/60 Тираж 677 Подписное

BHHHIlH 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