Устройство для измерения параметров движения контрастного изображения

 

Изобретение относится к технике измерения кинематических параметров при отсутствии механического контакта. Цель изобретения - уменьшение времени измерения параметров движения путем изменения цикла измерения. Устройство содержит объектив 1, передающую телевизионную трубку 2, г-ры 3 и 4 строчной и кадровой разверток, хронизатор 5, видеоусилитель 6, цифровой коррелятор 7, ключи 8, 17, 18, 27 и 29, регистр 9 номера строки, блоки перезаписи 10 и 12 кодов, регистр 11 кода канала скорости, регистр 13 кода угла сноса, элементы ИЛИ 14 и 31, триггеры 15, 16 и 32, блок сравнения 19 кодов, блоки задержки 20 и 24, г-р 21 импульсов, инвертор 22, дифференцирующий блок 23, регистр 25, компаратор 26 кодов, счетчик 28 импульсов и г-р 30 запуска. Цель достигается за счет использования элементов, определяющих положение экстремума ф-ции взаимной корреляции видеосигналов в строчном и кадровом периодах, эл-тов, обеспечивающих вывод полученной информации о продольной и поперечной составляющих вектора скорости, а также эл-тов адаптивного к входной информации формирования цикла измерения (кадрового периода), обеспечивающих получение дополнительной информации о пройденном пути. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (51)5 Н 04 N 7 !8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4424749/24-09 (22) 10.05.88 (46) 23.10.90. Бюл. № 39 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) В. А. Гуськов и Б. П. Семенов (53) 621.397 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 649172, кл. Н 04 N 7/18, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ КОНТРАСТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике измерения кинематических параметров при отсутствии механического контакта. Цель изобретения — уменьшение времени измерения параметров движения путем изменения цикла измерения. Устр-во содержит объектив I, передающую телевизионную трубку 2, г-ры 3 и 4 строчной и кадровой разверток, хронизатор 5, видеоусилитель 6, цифровой кор„„SU „„1601780

2 релятор 7, ключи 8, 17, 18, 27 и 29, регистр 9 номера строки, блоки перезаписи 10 и 12 кодов, регистр 11 кода канала скорости, регистр 13 кода угла сноса, эл-ты ИЛИ 14 и 31, триггеры 15, 16 и 32, блок сравнения 9 кодов, блоки задержки 20 и 24, г-р 21 импульсов, инвертор 22, дифференцирующий блок 23, регистр 25, компаратор 26 кодов, счетчик 28 импульсов и г-р 30 запуска.

Цель достигается за счет использования эл-тов, определяющих положение экстремума ф-ции взаимной корреляции видеосигналов в строчном и кадровом периодах, эл-тов, обеспечивающих вывод полученной информации о продольной и поперечной составляющих вектора скорости, а также эл-тов адаптивного к входной информации формирования цикла измерения (кадрового периода), обеспечивающих получение дополнительной информации о пройденном пути.

1 ил.

1601780

Изо реге; —:пе относится к технике измеt рения кинематических параметров при отсутствии механического контакта и может быть использовано, например, при решениг задач навигации относительно оптически

Контрастной среды.

Целью изобретения является уменьшение времени измерения параметров движения путем изменения цикла измерения.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения пapàìåòðîâ движения контрастного изображ ния.

Устройство содержит объектив 1, передающую телевизионную трубку 2, генератор строчной развертки (ГСР) 3, генератор кадровой развертки (ГКР) 4, хронизатор 5, видеоусилитель 6, цифровой коррелятор (ЦК)

7, первый ключ 8, регистр 9 номера строки, первый блок 10 перезаписи кодов, рет истр 11 кода канала скорости, второй блок

2 перезаписи кодов, регистр 13 кода угла сноса, первый элемент ИЛИ 14, первый триггер 15, второй триггер 16, второй ключ 17, третий кл.оч 18, блок 19 сравнения кодов, пер ый блок 20 задержки, генератор 21 импульсов (ГИ), инвертор 22, дифференцирующий блок 23, второй блок 24 задержки, регистр 25, компаратор 26 кодов, четвертый ключ 27, счетчик 28 импульсов, пятый ключ 29, генератор 30 запуска, второй элемент ИЛИ 31, третий триггер 32.

Устройство работает следующим образом.

Движущееся изображение с помощью передающей телевизионной трубки 2 считывается двумя параллельными строками, расположенными на фиксированном расстоянии в плоскости фотокатода.

В начале цикла измерения (кадровом периоде) после включения устройства генератор 30, формируя на выходе элемента ИЛИ 31 сигнал кадровой частоты 4, приводит устройство в исходное состояние и устанавливает в начальное состояние триггер 32. Одновременно начинает работать хронизатор 5, формируя на своих выходах строчную f, и тактовую f частоты.

Сигналы 4 и f, возбуждают соответственно

ГКР 4 и ГСР 3, тем самым формируя первую строку, считывающую движущееся поперек строки изображение. Видеосигнал первой строки через видеоусилитель 6 поступает на запись в ЦК 7, продвигаясь в его регистрах (не показаны), с помощью тактовой частоты f, поступающей в ЦК 7 с хронизатора 5 через ключ 8.

Сигналом fq, поступающим на вход блока 19, обеспечивается очистка последнего от старой информации.

На цикле записи во время обратного хода первой строки идет запись кода переполнения в блок !9. 11ри этом сигнал строчной частоты после дисрференцирующего бло10 ка 23 включает посредством триггеров 15 и 16, ключи 18 и 17 соответственно.

Через ключ 18 импульсы от ГИ 21 по= ступают на входы блока 19 и ЦК 7.

Сигнал переполнения с выходов ЦК 7 поступает на элемент ИЛИ 14, выходкой сигнал которого приводит и исходное состояние триггер 15 и, следовательно, фиксирует код переполнения, значение которого запоминается в блоке 19.

Ф.

В последующих тактах строчной развертки текущего цикла измерения ГКР 4 не возбуждается, чем обеспечивается новое фиксированное положение . считывающей строки на фотокатоде передающей телевизионной трубки 2 (вторая строка).

Аналогично на каждом последующем строчном периоде сигналы переполнения ЦК

7 поступают на элемент ИЛИ 14, через него приводят в исходное состояние триггер 15. выключая тем самым ключ 18 и, следовательно, фиксируя код переполнения, значение которого сравнивается в блок 19 с запомненным на предыдущем строчном периоде. Этот код переполнения также хранится в блоке 19. В момент равенства кодов переполнения в блоке 19 на его выходе формируется импульс, который возвращает триггер 16 в исходное состояние, чем обеспечивается выключение ключа 17. Сигнал переполнения с выхода элемента ИЛИ 14 не проходит через ключ 17 и перезапись кодов в регистры 11 и 13 не производится. Такая логика работы обеспечивается тем, что экстремальное значение функции взаимной корреляции (ФВК) сигнала за прошедшую часть периода измерения не больше, чем предыдущее.

Сигнал переполнения через ключ 17 проходит только в том случае, если код переполнения последующей строки меньше, чем ранее запомненное значение. Этот сигнал переписывает с помощью блоков 20, 10 и 12 новые коды в регистры 11 и 13 соответственно.

Таким образом, наличие выходного сигнала ключа 17 говорит об экстремальном значении ФВК за прошедшую часть цикла измерения, момент которого определен номером строки. Этот факт фиксируется в виде новых значений кодов угла сноса и скорости движения изображения в регистрах 13 и 11. Регистр 9 подсчитывает количество строк (обратно пропорциональное скорости) на цикле измерения (кадровый период), сбрасывается в исходное состояние сигналом 4, поступак>щим с выхода хронизатора 5.

Завершающим этапом строчного периода вычислений является приведение в исходное состояние сигналом 1„поступающим с выхода блока 24, ЦК 7 и блока 19. Приведение в исходное состояние блока 19 для сле 601780

40

50

Формула изобретения дующего цикла измерения производится снгналом f», поступающим на его треткй вход.

Главный экстремум ФВК на периоде измерения находится и индицируется автомати. чески по описанной логике.

При перпендикулярном направленнч строк движения изображения главный экстремум ФВК располагается строго в конце срочного периода.

Такям образом, положение экстремаль ного значения ФВК, снимаемое с соответствующего выхода ЦК 7, индицирует дискретное значение сигнала угла сноса вектора скорости, перемещающегося в фокальной плоскости изображения.

Начало следующего цикла измерения (сигнал f на выходе элемента ИЛИ 31) формируется сигналом переполнения регистра 9, который одновременно переключает триггер 32. Таким образом, длительность первого цикла измерения максимально возможная, что обеспечивает измерение вектора скорости движущегося изображения во всем диапазоне его возможных значений.

Сигналом f» переписывается из регистра 11 в регистр 25 код, соответствующий измеренной за предыдущий цикл измерений скорости, и повторяется очередной цикл измерения. На этом и последующем циклах сигнал формируется из сигнала переполнения счетчика 28, который через открытый ключ 29 поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 31. Он формируется из сигнала сравнения числа строк, сформированных с начала цикла измерения (поступает из регистра 9), и кода, соответствующего скорости, измеренной на предыдущем цикле измерения (поступает из регистра 25). Сравнение осуществляет компаратор 26 кодов. Сигнал «Больше» с его выхода, означающий превышение кода в регистр 9 над кодом из регистра 25, стробируется сигалом f, с помощью счетчика 28, который сбрасывается в исходное состояние всяким сигналом экстремума ФВК,формируемым на выходе ключа 17.

Таким способом формируется известное число импульсов частоты 1„прошедших по выходному сигналу «Больше» компаратора

26 кодов до конца цикла измерения. При пи)п это число определяется емкостью счетчика 28, при п (п оно больше первого на п ь — nii, где п — номера регистров на схеме устройства. В первом случае ускорение движения изображения меньше нуля, во втором — больше нуля. Емкость счетчика 28 можно выбрать, используя априорную информацию об ускорении.

Устройство для измерения параметров двнжения контрастного изображения, содер жащее объектив, оптнчески со д.гне;;нын с передающей телевизионной трубкой, отклоняющая система которой соединена с выходами соответственно генератора кадровой развертки (ГКР) н генератора строчной разверткп (ГСР), а выход через видеоус. лцтель соединен с первым входом цифрового коррелятора, к второму входу которого подключены первый вход первого ключа, вход

ГСР, первый вход регистра номера строки, вход ннвертора и первый выход хронизатора, второй выход которого соединен через второй вход первого ключа с третьим входом цифрового коррелятора, к четвертому входу которого подключены первый вход блока сравнения кодов и выход инвертора через последовательно соединенные днфференцнрующий блок н второй блок задержки, вход которого соединен с первыми входами первого и второго триггеров, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения кодов, второй вход которого соединен с входом первого блока задержки, с объединенными управляющими входами регистра кода канала скорости и регистра кода угла сноса и выходом второго ключа, к первому и второму входам которого подключены соответственно выход второго триггера и выход первого элемента ИЛ!:1, который соединен с вторым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом третьего ключа, к второму вхсду которого подключен выход генератора импульсов, а выход соединен с третьим входом блока сравнения кодов н пятым входом цифрово"o коррелятора, выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ и сигнальными входамн регистра кода угла сноса через второй блок перезаписи кодов, управляющий вход которого объединен с управляющим входом первого блока перезаписн кодов и выходом первого блока задержки, при этом сигнальные выходы регнстра номера строки соединены через первый блок перезаписи кода с соответствующими входами регистра кода канала скоростн, а выходы регистра кода угла сноса являются выходами устройства для нзмерения параметров двнжения контрастного изображения, отли агои ееся тем, что, с целью уменьшения времени измерения параметров движения путем изменения цикла измерения, ведены последовательно соединенные регистр, сигнальные входы которого соединены с выходами регистра кода канала скорости, компаратор кодов, к вторым входам которого подключены сигнальные входы первого блока перезаписи кодов, четвертый ключ, к второму входу которого подключен выход хронизатора, счетчик импульсов, к второму входу которого подключен выход второго ключа, пятый ключ, выход которого является дополнительным выходом устройства для измерения параметров движения контрастного изображения, и второй элемент ИЛИ, выход которого сое1601780

Составитель И. Грацианская

Редактор Н. Бобкова Техред A. Кравчук Корректор О. Ципле

Заказ 3279 Тираж 532 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СО Р

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

Производственно-издательский комбина «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 101.,:,не1 с входом ГКР, шестым входом цифрового коррелятора, четвертым входом блока сравнения кодов, вторым входом регистра номера строки и вторым входом регистра, а !;:Кхко третий триггер, выход которого соедн с л с в горым входом пятого ключа, и генератор запуска, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и первым входом третьего триггера, к второму входу которого подключены третий вход второго элемента ИЛИ и выход переполнения регистра номера строки.