Корреляционный измеритель скорости движения изображения

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение конструкции прибора с зарядовой связью и получение требуемой крутизны разностной характеристики. Скорости продвижения зарядовых пакетов в линейных приборах с зарядовой связью (ПЗС) 3 и 4 пропорциональны частотам сдвигающих импульсов на выходах управляемых делителей 17 и 18. Частоту следования сдвиговых импульсов на входах линейных ПЗС 3 и 4 определяет генератор 15. Отношение разности частот сдвигающих импульсов на входах линейных ПЗС 3 и 4 определяет крутизну разностной характеристики в области равновесия. Это отношение определяется соответствующим выбором коэффициентов деления управляемых делителей 17 и 18. 1 ил. S (Л со о со со 4 to W /77/ZW/W,

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3920364/24-10 (22) 02.07.85 (46) 15.04.87. Бюл. К - 14 (71) Киевский институт автоматики им. XXU съезда КПСС (72) Ю.Н.Остапчук (53) 531.621.317 ° 39 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 650010, кл. G 01 P 3/54, 1979. с

Авторское свидетельство СССР

М - 1093977, кл. С 01 P 3/54, 1984. (54) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СК0РОСТИ ДВИЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— упрощение конструкции прибора с заря„„SU„„1303942 А 1 (sn 4 G 01 Р 3/80 G 01 P 3/36 довой связью и получение требуемой крутизны разностной характеристики.

Скорости продвижения зарядовых пакетов в линейных приборах с зарядовой связью (ПЗС) 3 и 4 пропорциональны частотам сдвигающих импульсов на выходах управляемых делителей 17 и 18.

Частоту следования сдвиговых импульсов на входах линейных ПЗС 3 и 4 определяет генератор 15. Отношение разности частот сдвигающих импульсов на входах линейных ПЗС 3 и 4 определяет крутизну разностной характеристики в области равновесия. Это отношение определяется соответствующим выбором коэффициентов деления управляемых де- с

<О лителей 17 и 18. 1 ил.

1303942

Изобретение относится к измерительНой технике и может быть использовано для измерения скорости движения изображения среды в различных устройствах автоматики.

Цель изобретения — упрощение конструкции прибора с зарядовой связью и получение требуемой крутизны разностной характеристики измерителя.

На чертеже изображен корреляционный измеритель скорости движения изображения.

Корреляционный измеритель скорости движения изображения содержит объектив 1, через который оптическое изображение искомой поверхности 2 проецируется на светочувствительные поверхности линейных приборов с зарядовой связью (ПЗС) 3 и 4, расположенных вдоль линии движения изображения. Линейные ПЗС 3 и 4 одинаковы и состоят из И элементов. Они предназначены для преобразования светового потока от изображения искомой поверхности в электрический сигнал. Номинальный элемент с номером и имеет отвод (1< n

35 подключен через усилитель 6 воспроизведения к второму входу блока 7 вычитания. Выход блока вычитания 7 соединен с входом интегрирующего усилителя 8. Аналогично выполнена и схема, 40 содержащая линейный ПЗС 4, усилители

9 и 10 воспроизведения, второй вычитающий блок 11 и второй интегрирующий усилитель 12. Выходы обоих интегрирующих усилителей подключены к 45 входам третьего блока 13 вычитания, выход которого, в свою очередь, подключен последовательно к экстремальному регулятору 14 и генератору 15 сдвиговых импульсов. Один иэ выходов генератора 15 подключен к входу регистратора 16 скорости, второй — к тактовым входам двух однотипных управляемых делителей 17 и 18 частоты.

Соответствующие выходы управляемых делителей 17 и 18 подключены к управляющим входам линейных ПЗС 3 и 4.

Регистратор 16 скорости предназначен для определения по частоте работы reнератора 15 величины скорости движения оптического изображения.

Корреляционный измеритель скорости движения изображения работает следующим обра ом.

Изображение рассматриваемой поверхности 2 проецируется объективом 1 на светочувствительные поверхности линейных ПЗС 3 и 4. Направление движения изображения в фокальной плоскости объектива совпадает с направлением движения зарядовых пакетов в линейных ПЗС. Очевидно, что на выходах линейных приборов с зарядовой связью сигнал будет максимальным в том случае, если скорость продвижения зарядовых пакетов равна скорости движени-, изображения ло светочувствительной поверхности линейного ПЗС.

Скорости продвижения зарядовых пакетов в линейных ПЗС 3 и 4 пропорциональны частотам сдвигающих импульсов на выходах управляемых делителей

17 и 18. Соответствующим выбором коэффициентов деления этих делителей, а следовательно, и выбором частот сдви— гающих импульсов на их выходах, можно устанавливать требуемые скорости движения изображения, которые вызывают максимальный сигнал на выходах приборов с зарядовой связью. Предположим, что на управляющий вход линейного ПЗС 3 с выхода управляемого делителя 17 поступают сдвиговые импульсы с большей частотой, чем на соответствующий вход ПЗС 4. Это означает, что оптимальная скорость движения изображения для линейного ПЗС 3 будет больше, чем для ПЗС 4. Частоту следования сдвиговых импульсов на входах линейных ПЗС 3 и 4 определяет генератор 15. Эта частота выбирается такой, чтобы рассогласование между скоростью движения и скоростью продвижения зарядовых пакетов было одинаковым для обоих каналов обработки.

При увеличении скорости движения изображения из-за "скоростного" смаза напряжения на выходе и отводе линейного ПЗС 4 будут меньше отличаться один от другого и амплитуда шумоподобного сигнала на выходе второго вычитающего блока 11 уменьшится. Одновременно "скоростной" смаэ у линейного ПЗС 3 уменьшится, напряжение на выходе увеличится и будет больше отличаться от напряжения на отводе, лри этом амплитуда сигнала на выходе бло1303942

ВНИИПИ Заказ 1303/45 Тирах 777 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

Произв.-полигр. пр-тие, г. кя 7 Вы rl!Тrlния В(! .3ра(тет. t!pr! g Mе. !Lь шении скорос ти движения изображения все будет наоборот. А!!и.!итуда сигнала на выходе блока 11 вычитания увеличится, а на выходе блока 7 вычитания уменьшится.

Интегрирующие усилители 8 и 12 усредняют и усиливают до опредег(енной величины шумоподобные дискретные сигналы, поступающие на их входы. При10 равенстве рассогласования в скорости движения оптического изображения вдоль светочувствительных слоев приборов 3 и 4 с зарядовой связью и скоростями продвижения их зарядовых па- 15 кетов, выбором соответствующих коэффициентов усиления добиваются того, чтобы на выходах интегрирующих усили; телей 8 и 12 были равные по величине сигналы. 20

После вычитания этих сигналов в третьем блоке 13 вычитания сигнал на его выходе отсутствует. При увеличении или уменьшении скорости движения изображения на выходе одного из интегрирующих усилителей сигнал увеличится, в то время как на выходе другого уменьшится. Следовательно, на выходе блока вычитания напряжение в этом случае станет отличаться от нуля. В соответствии с этим экстремальный регулятор 14 вызовет изменение рабочей частоты генератора 15 сдвигающих импульсов таким образом, что сигнал на выходе третьего блока 35

13 вычитания устремится к нулю.

Управляемые делители 17 и 18 могут быть выполнены на основе применения микросхем с переменным коэффициентом деления типа 155ИЕ8 или спро- 40 ектированы с применением других широко известных технических решений цифровых делителей частоты с изменяемым коэффициентом деления.

Введение в дифференциальный корре-<5 ляционный измеритель скорости изображения дополнительных управляемых делителей частоты позволило упростить устройство за счет исключения жесткого требования к специальному подбору 50 светочувствительных линейных ПЗС. В предлагаемом измерителе разность частот сдвигающих импульсов на входах одинаковых линейных ПЗС 3 и 4, а точнее их отношение, определяет крутизну55

pBзrlncT! nй х 1pr!Ктоp!rст!rк!! E3, ластr! равновесия. )Tn тношенис нс с ня.-!ано со специальными тре! ованиями к конструктивным особенностям применяемь!м линейных ПЗС, а определяется соответствующим выбором коэффициентов деления управляемых делителей.

Формула и з о б р е т е н и я

Корреляционный измеритель скорости движения изображения, содержащий объектив, в фокальной плоскости которого вдоль направления движения изображения установлен светочувствительный прибор с зарядовой связью, промежуточный и основной выходы которого через первый и второй усилители воспроизведения подключены к входам первого блока вычитания, выход которого подключен к входу первого интегрирующего усилителя, выходы третьего и четвертого усилителей воспроизведения подключены к входам второго блока вычитания, выход которого подключен через второй интегрирующий усилитель к первому входу третьего блока вычитания, к второму входу которого подключен выход первого интегрирующего усилителя, а выход третьего блока вычитания через экстремальный регулятор подключен к уп— равляющему входу генератора сдвигающих импульсов, выход которого подключен к регистратору скорости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции прибора с зарядовой связью и получения требуемой крутизны разностной характеристики измерителя, в него дополнительно введены два управляемых делителя частоты и расположенный параллельно первому и аналогичный ему второй светочувствительный прибор с зарядовой связью, промежуточный и основной выходы которого подключены соответственно к входам третьего и четвертого усилителей воспроизведения, а управляющие входы первого и второго светочувствительных приборов с зарядовой связью через соответствующие управляемые делители частоты объединены на выходе генератора сдвигающих импульсов.