Устройство для определения положения зоны с неравномерной освещенностью

 

Изобретение относите к измерительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия и информативности . В устройстве величина выходного напряжения дополнительного блока, выборки-хранения пропорциональна промежутку времени от начала сканирования Л Ф П.З С до момента времени т, определяющего положение измеряемой зоны с неравномерной освещенностью на ЛФПЗС, а определение положения зоны происходит в момент времени Тс без задержки до конца сканирования Тс. Кроме того исключение дискретности измерений позволяет осуществлять непрерывную регистрацию и применять устройство в аналоговых системах. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДбМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4919012/28 (22) 19.02.90 (46) 15.02.93. Бюл. М 6 (71) ВСесоюзный научно-исследовательский инсти гут транспортного машиностроения (72) М .Ю.Алексеев и В.В.Кочергин (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1490489, кл. G 01 В 21/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР.

Иг 115 5849, кл, G 01 В 21/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ ЗОНЫ С НЕРАВНОМЕРНОЙ

ОСВЕЩЕННОСТЬЮ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах технического зрения; устройствах автоматики и телемеханики для GecконтаКтного определения положения объектфв в пространстве или их размеров, когда йнформативным параметром является положение зоны .с неравномерной освещенностью, сформированной на фоточувствительном приемнике.

Известно устройство, содержащее фоточуествительный элемент, видеопроцессор, интегратор, делитель, блок выборки-хранения, схему сравнения, блоки управления и счета и выходной регистр. keдостатками данного устройства являются сложность и временное запаздывание получения координаты положения зоны с неравномерной освещенностью. связанные с цифровым способом расчета координаты.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство, включающее в себя по.. Ж 179527б А1 повышение быстродействия и информативности. В устройстве величина выходного напряжения дополнительного блока выборки-хранения пропорциональна промежутку времени от начала сканирования

ЛФПЗС до момента времени r, определяющего положение измеряемой зоны с неравномерной освещенностью на ЛФПЗС, а определение положения зоны происходит в момент времени Т без задержки до конца сканирования Тс. Кроме того исключение дискретности измерений позволяет осуществлять непрерывную регистрацию и применять устройство в аналоговых системах.

3 ил. следовательно соединенные линейный фоточувствительный элемент, видеопроцессор, управляемый интегратор, блок ъ выборки-хранения, блок сравнения, выходной регистр, а также блок управления, соединенный с их управляющими входами, и блок счета, соединенный с блоком управления и выходным регистром, причем управляемый интегратор соединен также со 4 вторым входом блока сравнения. Недостат- О ками прототипа являются низкие быстро действие и информативность, вызванные временным запаздыванием получения координаты зоны до конца цикла сканирования линейного фоточувствительного элемента, а также дискретностью измерения положения зоны при представлении ее координаты в цифровом виде, Цель изобретения — повышение быстродействия и информативности устройства для определения положения зоны с неравномерной освещенностью.

1795276

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока управления; на фиг.3 — временные диаграммы сигналов, Устройство для определения положения 5 зоны с неравномерной освещенностью (фиг.1) содержит линейный фоточувствительный элемент 1, например линейный фотоприбор с зарядовой связью, видеопроцессор 2, управляемый интегратор 3, блок 4 сравнения, "0 блок 5 выборки-хранения, блок 6 управления, дополнительный блок 7 выборки-хранения, сумматор 8, дополнительный интегратор 9, первый 10 и второй 11 источники постоянйого напряжения. Выход дополнительного блока 7 выборки-хранения является выходом устройства.

Блок.б управления (фиг.2) состоит иэ генератора 12 тактовых частот, блока 13 синхронизации, блока 14 формирования фа- 20 зовых сигналов, блока 15 формирования вспомогательных сигналов, блока 16 преобразователей уровня, блока 17 формирования управляющих сигналов. Выходы блоков 12, 15, 16, 17 являются выходами блока 6 управления.

Работа устройства осуществляется следующим образом, Определение положения зоны с неравномерной освещенностью:производится за 30 два цикла длительностью Тц каждый, в которых производится одномерное дискретное сканирование линейного фоточувствительного элемента 1 длительностью Тс (фиг.3), В каждом цикле блок 6 управления формирует 35 сигналы, управляющие работой блоков устройства, При этом генератор 12 тактовых частот вырабатывает сигналы опорных частот fp, и (фиг.3 б), блок 14 формирования фазовых сигналов формирует пакеты фаза- 40 вых импульсов Uy (фиг.3, в) для переноса зарядов в линейном фоточувствительном элементе 1, причем порядок чередования и длительность пакетов импульсов задаются выходными сигналами блока 13 синхрони- 45 зации.. Блок 15 формирования вспомогательных сигналов. формирует сигналы U>,з. и

Uc.т. (фиг.3. г,д) управления соответственно выходным затвором и сбросовым транзистором фоточувствительного элемента 1 и сигнал Us.n (фиг.3, е) управления видеопроцессором 2, С помощью блока 16 преобразователей уровня сигналы 0сл., 0вз., 0ф согласуются по уровню с фоточувствительным элементом 1, С помощью блока 17 фор- 55 мирования управляющих сигналов осуществляется формирования сигналов

"0в-х (фиг.3, к) управления блоком 5 выборкихранения (уровень логической "1" - выборка, "0" — хранение), Uy> (фиг.3, и) — управления управляемым интегратором 3 ("1" — интегрирование. "О"- сброс результата интегрирования), 0в (фиг.3, м) — управления блоком 4 сравнения ("О" — режим сравнения, "1"— установка исходного состояния). Генератор

12 тактовых частот формирует сигнал 0ду (фиг.Ç, а, о) управления дополнительным управляемым интегратором 9 ("1" — интегрирование, "О" — сброс результата интегрирования).

В каждом цикле видеосигнал с изображением зоны с неравномерной освещенностью (фиг.3, ж) с выхода линейного фоточувствительного элемента 1 в процессе сканирования поступает на вход аидеопроцессора 2; который осуществляет предварительную обработку видеосигнала с целью устранения шумов выходного узла фоточувствительного элемента 1. Видеосигнал первого цикла (фиг.З, э) с выхода видеопроцессора 2 поступает в интегратор

3, где производится его интегрирование (фиг.3, л). Результат интегрирования запоминается блоком 5 выборки-хранения.

Блок 4 сравнения сравнивает результат интегрирования видеосигнала первого цикла с текущим значением результата интегрирования видеосигнала. второго цикла с учетом их относительного коэффициента

К (О < К < 1) (фиг,З, л — сравнение для

К = 0,5). В момент равенства двух результатов, что соответствует моменту времени т от начала сканирования, на выходе блока

4 сравнения формируется короткий управляющий импульс (фиг.3, н), поступающий на управляющий вход дополнительного блока

7 выборки-хранения.

В каждом цикле в течение времени Тс дополнительный интегратор 9 осуществляет интегрирование постояйного напряжения, задаваемого первым источником 10 постоянного напряжения, После окончайия времени Тс сканирования резуль;ат интегрирования обнуляется и на выходе дополнительного интегратора 9 формируется пилообразное напряжения (фиг.3, и), С помощью сумматора 8 пилообразное напряжение усиливается и суммируется с постоянным напряжением

Uo, задаваемым вторым источником 11 постоянного напряжения. Выходное напряжение сумматора 8 (фиг.3, р) изменяется по закону::

2Ua — L4+ 0<т<Т

Тс

0вых(т) =

Т,

B момент времени т, определяющий положение зоны с неравномерной освещен1795276

5 ностью, короткий управляющий импульс (фиг.3, н) задает режимы выборки для до.полнительного блока 7 выборки-хранения, котррый осуществляет запоминание величины напряжения, присутствующего в этот момент времени на выходе сумматора 8, и хра ения ее до прихода следующего управляющего импульса (фиг.3, с). Величина выходного напряжения дополнительного блошка 7 выборки-хранения пропорциональна г ромежутку времени r от начала сканирования фоточувствительного элемента 1 до момента времени, определяющего положение;зоны с неравномерной освещенностью (при К - 0 5 — положение энергетического центра зовы), При этом определение положения зоны происходит без задержки до конца сканирования фоточувствительного элемента, а измерение положения зоны

5 производится непрерывно..

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в повышении

10 быстродействия и информативности устройства, а также в обеспечении возможности применения устройства в системах с непрерывной регистрацией координат и в аналоговых устройствах автоматики и теле15 механики.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я . повышения быстродействия и информастройство для определения положе- тивности, в него введены последовательно ния оны с неравномерной освещенностью, соединенные источник постоянного напря соде жащее блок управления, последова- жения, дополнительный управляемый интель, о соединенные линейный фоточувст- 25 тегратор, сумматор и дополнительный блок витальный элемент, видеопроцессор, . выборки-хранения,.а также второй источник интегратор и блок сравнения, а также блок постоянного напряжения, соединенный с выборки-хранения, управляющие входы ко- вторым входом сумматора, причем управляторы соедийены с соответствующими вы- ющий вход дополнительного блока выборход ми блока управления, причем 30. ки-.хранения соединен с выходом блока. инте ратор через блок выборки-хранения сравнения, а управляющий вход дополнисоединен с вторым входом блока сравне- тельного управляемого интегратора соединия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью нен с шестым выходом блока управления.

1795276

° Ф а и

Редактор

Заказ 422 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3 и иун Цв

И

0 д 4Уи

Составитель M.Àëåêñeåâ

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий