Способ измерения координат подвижного объекта

 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано для высокоточного определения координат изобретений подвижных объектов. Цель изобретения - повышение точности измерения координат подвижного объекта при наличии скоростного смаза. Измерение координат производится путем измерения скорости движения объекта по видеоинформации одного телевизионного кадра и экстрополяции положения объекта на упреждаемый момент времени, при этом для измерения скорости малоразмерного объекьа вычисляется длина скоростного смаза изображения. Для этого осуществляется измерение проекций и сечений изображения объекта по двум парам ортогональных направлений. Измерение мгновенной скорости по длине смаза позволяет получить дополнительную информацию, которая после соответствующей обработки является корректирующим параметром, обеспечивающим повышение точности измерения координат в 1,5 раза. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 04 N 7/18

ГОСУДАРСТВЕ><НЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4602672/09. (22) 09.1),88 (46) 23.08.91. Бюл. ¹ 31 (72) А.К,Цыпулин, А.Г.Рудков и В.Н,Куле.ысв (53) 621.397(088,8) (56) Патент Франции М 2172026, кл. Н 04 N TI18, 1985. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ

ПОДВИЖНОГО ОБЫ:КТА (57) Изобретение относится к телевидению и может быть использовано для высокоточного определения координат изобретения подвижных объектов. Цель иэобретения— повышение точности измерения координат подвижного объекта при наличии скоростного смаза. Измерение координат произИзобретение относится к телевидению и может быть использовано для высокоточного определения координат изображений подвижных обьектов, Цель избретения — повышение точности измерения координат подвижного обьекта при наличии скоростного смаза.".

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ измерения координат подвижного объекта.

Устройство содержит телевизионную (TB) камеру 1, синхрогенератор 2, компаратор 3, блок 4 формирования опорного сигнала, блок 5 стробирования, блок 6 формирования строба, блок 7 измерения центра тяжести, блок 8 памяти, блок 9 памяти стробированного изображения, блок 10 коммутации и адресации, блок 11 иэмереЯЛ 1672588 А1 водится путем измерения скорости движения объекта по видеоинформации одного телевизионного кадра и экстрополяции полсжения объекта на упреждаемый момент времени, при этом для измерения скорости малоразмерного обьекта вычисляется длина скоростого смаэа иэображения. Для этого осуществляется измерение проекций и сечений изображения обьекта по двум парам ортогональных направлений. Измерение мгновенной скорости по Длине смаэа позволяет получить дополнительную информацию, которая после соответствующей обработки является корректирующим параметром, обеспечивающим повышение точности измерения координат в 1,5 раза. 1 ил. ния сечений и проекций, блок 12 выбора интервала, блок 13 измерения размеров обьекта, блок 14 оценки направления движения и блок 15 экстраполяции и сумматор 16, Способ измерения координат подвижного объекта основан на измерении скорости движения обьекта по видеоинформации одного телевизионного кадра и экстраполяции положения обьекта на упреждаемый момент времени, причем для измерения скорости малоразмерного симметричного объекта вычисляется длина скоростного смаза иэображения, возникающего в телекамерах с кадровым накоплением (например, в камерах с прибором .с зарядовой связью), для чего осуществляется измерение проекций и сечений изображения объекта по двум парам ортогональных

1672588

55 направлений. Измерение мгновенной скорости объекта по длине смаза позволяет получить дополнительную информацию, обеспечивающую уменьшение ошибок экстраполяции положения объекта эа счет независимости измерений положения объекта и изменяющейся скорости движения объекта, имеющей место, например, при работе телевизионных гидов в астрономии. В результате способ включает дополнительные операции: производят подсчет количества импульсов от элементов разложения, соответствующих сигналу объекта в различных направлениях по строкам, столбцам и диагоналям для измерения размеров сечений объекта, подсчитывают количество импульсов от элементов разложения, соответствующих числу строк, столбцов и наклонных рядов для измерения размеров проекций от объекта, по найденным четырем сечениям проводят вычисление минимального размера объекта и соответствующего ему угла, который ортогонален направлению скоростного смаза, по найденным четырем проекциям объекта производится вычисление его максимального размера и соответствующего ему угла, который определяет направление скоростного смаза, по разности оценок максимальных и минимальных размеров объекта определяют модуль скоростного смаэа, а по найденным углам — его направление, и добавляют скорректированную на отношение времени упреждения к времени кадра половину измеренного скоростного смаза к координате центра тяжести сигнала объекта в текущем кадре, Устройство работает следующим образом, На оптический вход ТВ камеры 1 проецируется изображение подвижного объекта. С выхода ТВ камеры 1. синхронизируемой кадровыми, строчными и элементными импульсами, поступающими с выхода синхрогенератора 2, снимается сигнал, который поступает на вход компаратора 3, на вход опорного сигнала которого поступает сигнал от блока 4 формирования опорного сигнала, С выхода компаратора 3 получают бинарный сигнал, который поступает на вход блока 5 стробирования, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал с блока 6 формирования строба, Стробированный сигнал с выхода блока 5 стробирования поступает на вход блока 7 измерения центра тяжести, в котором производится измерение координат центра тяжести, в котором производится измерение координат центра тяжести сигнала объекта. Сигнал координат через блок 8 памяти поступает на первый вход блока 6 формирования строба, 5

40 на второй вход которого поступают синхроимпульсы от синхрогененератора 2. Сигнал стробируемого изображения с выхода блока

5 поступает на первый вход блока 9 памяти стробированного изображения, в котором запоминается на время, необходимое для вычисления параметров объекта (но не более времени кадра). На второй вход блока 9 памяти поступают сигналы с выхода блока

10 коммутации и адресации, управляющие порядком многократного считывания сигналов в последовательности, обеспечивающей перебор направлений анализа изображения объекта. Число считываний иэображений равно суммарному числу измеряемых сечений и проекций. С выхода блока 9 памяти через блок 10 коммутации и адресации сигнал поступает на вход блока

11 измерения сечений и проекций, на второй вход которого поступает сигнал с выхода синхрогенератора 2. Сигналы, соответствующие кодам размеров четырех сечений и четырех проекций поступают на вход блока 12 выбора интервала. В нем выбирается одна из трех возможных комбинаций отрезков по три иэ четырех значений, в котором второе значение является максимальным или минимальным. Сигнал с выхода блока 12 выбора интервала поступает на вход блока 13 измерения размеров объекта, который методом интерполяции реализует расет уточненных значений направления и величины экстремальных ce åíèé и проекций. Сигнал с выхода блока 13 измерения размеров объекта поступает на входы блока

14 оценки направления движения и блока 15 экстраполяции, На другие входы блока 15 экстраполяции поступают сигналы с выхода блока 14 оценки направления движения. В блоке 15 экстраполяции производится коррекция модуля смещения объекта, пропорциональная отношению суммарного времени вычисления в устройстве и накопления и считывания в приборе с зарядовой связью к времени кадра, а также исходя из положения центра тяжести объекта в предыдущем кадре. снимаемого с блока 8 памяти измеренных координат, уточняется направление движения объекта вдоль трека смаэа, С выхода блока 15 экстраполяции сигнал поправки положения объекта поступает на сумматор 16, в котором складывается с сигналом центра тяжести объекта в текущем кадре, поступающем с блока 7 измерения центра тяжести, Выходной сигнал сумматора 16 соответствует уточненным координатам подвижного объекта и является выходным сигналом устройства, Способ измерения координат подвижного объекта за счет измерения мгновенной

1672588

0nm

& скорости неравномерно движущегося объекта по одному кадру позволяет в 1,5 раза повысить точность оценки координат, чем расширяются возможности телевизионных измерительных систем, обеспечивая опре- 5 деление и предсказание координат случайно движущих объектов при наличии скоростного смаза.

Формула изобретения 10

Способ измерения координат подвижного объекта, заключающийся в том, что оптичес кое изображение объекта преобразуют в телевизионный (ТВ) сигнал с помощью ТВ камеры на фотоприемнике с 15 кадровым накоплением, бинарно квантуют

ТВ сигнал путем сравнения его с заданным пороговым уровнем, стробируют б,,:.рно квантованный TB сигнал, в каждом ТВ кадре определяют координаты центра тяжести "0 объекта к запоминают их на время !- кадра,отличающийся тем, -.то,.; .,е ью повышения точности измерения npv ныл чии скоростного смаза в каждом ТВ каг,: е, одновременно с определением коорди;«25 центра тяжести объекта измеряют размере вертикальных, горизонтальных и наклонных линий сечений, проходящих через центр тяжести объекта, путем подсчета количества импульсов элементов разложения, 30 соответствующих бинарно квантованному

ТВ сигналу, измеряют размеры проекций объекта на вертикальное, горизонтальное и наклонные направления путем подсчета числа строк, столбцов и наклонных рядов, 35 соответствующих бинарно квантованному

TB сигналу, определяют макгимальный размер объекта и первыи угол направления скоростного смаза путем интерполирования размеров вертикальных. горизонтальных и наклонных линий сечений, проходящих через центр тяжести обьекта и размеров про екций объекта на вертикальное, горизонтальное и наклонные направления, определяют минимальный размер обьекта и второй угол направления скоростного смаза путем интерполирования размеров вертикальных, горизонтальных и наклонных линий сечений, проходящих через центр тяжести объекта и размеров проекций сбьекта на вертикальное, горизонтальное и наклонные направления. определяют длину скоростного смаэа путем вычисления разно сти между максимальным !! минимальным размерами объекта, onределяют угол ориентации скоростного смаэа путем усреднения первого и второго углов направления скоростного смаэа, определяют координаты подвижного обьекта путем суммирования координат центра тяжести, измеренных в каждом ТВ кадре, с величиной поправки, определяемой произведением половины величины скоростного смаза на величи у, равную отношению значения суммы времени накопления си-нала фотоприемниов с кадровым накоплением и значения времени определения длины скоросгного смаэа к указанному времени накопления. v. направленной по углу ориентации скоростного смаэа в сторону, противоположную направлению на координаты объекта в предыдущем кадре.