Телевизионное устройство определения дальности до объекта

 

Использование: в оптической технике, в телевизионной технике, в измерительных оптико-электронных системах. Сущность изобретения: телевизионное устройство определения дальности до объекта содержит планку с координатными наконечниками, телевизионный датчик, синхрогенератор, первый и второй амплитудные селекторы, цифровой координатор, первую и вторую стойки, поворотный блок, анализатор сигнала, ламповый индикатор, цифровый индикатор, два коммутатора, блок вычитания. 7 ил.

Изобретение относится к оптической технике, в частности к телевизионной технике, и может быть использовано в измерительных оптико-электронных системах.

Известно устройство, состоящее из двух объектов, жестко связанных и разнесенных друг относительно друга на базовое расстояние. Дальность определяется с помощью оператора до неподвижных объектов путем совмещения меток правого и левого объектов с изображением измеряемого объекта.

Недостаток устройства заключается в его громоздкости.

Известно устройство определения дальности, измеряющее расстояние с помощью базы, в том числе и до неподвижных объектов. В нем используются оптико-электронные схемы. В частности может быть использован и телевизионный датчик, жестко связанный с базой.

Недостаток заключается в том, что устройство громоздко, особенно при необходимости использовать базу значительной длины, например 10 м.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и веса устройства.

Это достигается введением планки с контрастными наконечниками, жестко связанной с собственной стойкой поворотного устройства, жестко связанного с телевизионным датчиком и со стойкой, рабочего амплитудного селектора, координатора, контрольного анализатора, лампового индикатора, первого и второго групповых коммутаторов, блока вычитателей координат и цифрового индикатора, при этом световая энергия от контрольных наконечников планки поступает в телевизионный датчик, имеющий выход, соединенный через контрольный селектор с первым входом контрольного анализатора и через рабочий амплитудный селектор с первым входом координатора, имеющего второй вход, соединенный с первым выходом синхронизатора, соединенный также с вторым входом контрольного анализатора, выход которого соединен с третьим входом координатора, имеющего выход, соединенный с ламповым индикатором, и групповой выход, соединенный через первый и второй ручные групповые коммутаторы соответственно с первым и вторым групповыми входами блока вычитания координат, имеющего групповой выход, соединенный с групповым входом цифрового индикатора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Световая энергия от контрастных наконечников планки 1, жестко связанной с первой стойкой 6, поступает в телевизионный датчик 2, имеющий жесткую связь с поворотным блоком 7, жестко связанным с второй стойкой 11, причем выход телевизионного датчика 2 соединен через амплитудный селектор 8 с первым входом анализатора 9 сигнала и через первый амплитудный селектор 4 с первым входом цифрового координатора 5, имеющего второй вход, соединенный с первым выходом синхрогенератора 3, соединенный также с вторым входом анализатора 9 сигнала, имеющего выход, соединенный с третьим входом цифрового координатора 5, одиночный выход которого соединен с входом лампового индикатора 10, а групповой выход соединен через первый и второй коммутаторы 13 и 14 соответственно с первым и вторым групповыми входами блока 15 вычитания координат, имеющего групповой выход, соединенный с групповым входом цифрового индикатора 12.

Работает устройство следующим образом.

Оператор осуществляет установку телевизионного датчика 2 поочередно справа и слева от планки с контрастными наконечниками 1. При этом телевизионный датчик 2 не имеет жесткой связи с этой планкой. Сначала край измеряемого объекта устанавливается в центре растра и планка с помощью стойки 6 устанавливается таким образом, что ее контрастный наконечник находится в поле зрения телевизионного датчика 2 в непосредственной близости от его объектива. При этом котрастный наконечник должен быть совмещен с горизонтальной маркерной линией, нанесенной на объектив телевизионного датчика с его наружной стороны, так как показано на фиг. 2 (а - нахождение телевизионного датчика у левого контрастного наконечника, б - у правого), где приняты следующие обозначения: 17 и 22 - поля зрения телевизионного датчика, 18 и 23 - контрастные наконечник и планки, 19 и 24 - горизонтальные маркерные линии, 20 и 25 - зоны в центре растра, 21 и 26 - измеряемые объекты планки с контрастными наконечниками представлена на фиг. 4, где 16 - контактные наконечники. Максимальный размер контрастного наконечника фиксируется тогда, когда центральная ось объектива телевизионного датчика перпендикулярна вертикальной плоскости, проходящей через планку с контрастными наконечниками. Далее оператор, если необходимо осуществляет повороты телевизионного датчика 2 вокруг контрастного наконечника, так как показано на фиг. 3. С помощью поворотного блока 7, жестко связанного с второй стойкой 11, добиваясь в процессе этих поворотов автоматической фиксации максимального размера длины контрастного наконечника, так как повороты осуществляются на угловые величины, не превышающее угловой величины зоны, внутри которой устанавливается край изображения объекта, то это не приводит к выходу этого края изображения за пределы зоны 20 и 25 (фиг. 2).

Световая энергия от контрастного наконечника преобразуется в электрический сигнал в телевизионном датчике, формирование строчной и кадровой развертки в телевизионном датчике осуществляется с помощью синхрогенератора 3, который выдает в телевизионный датчик 2 строчные и кадровые синхроимпульсы. Электрический сигнал от контрастного наконечника поступает далее с телевизионного датчика 2 в контрольный амплитудный селектор, который выделяет уровень сигнала, характерный для контрастного наконечника и превышающий по своей амплитуде уровни других излучений (в том числе и от объекта).

На фиг. 5 представлена функциональная схема анализатора 9 сигнала.

При наличии сигнала с второго амплитудного селектора 8 через схему 28 совпадения (фиг. 5) проходят тактовые импульсы с тактового генератора 27 на вход счетчика 29, который считает эти импульсы. При фиксации максимальной длины контрастного наконечника (при нахождении его вблизи объектива телевизионного датчика на определенном расстоянии от него) срабатывает дешифратор 30, который выдает сигнал-разрешение координатору 5 (фиг. 1) на выдачу строчных координат края изображения измеряемого объекта, счетчик 29 устанавливается в исходное состояние строчным синхроимпульсом с синхрогенератора 3. Рабочий амплитудный селектор 4 (фиг. 1) выделяет сигнал, уровень которого превышает окружающие уровни и выдает его в координатор 5.

Работа координатора 5 осуществляется следующим образом (см. фиг. 6).

Счетчик 31 считает количество строчных импульсов в кадре, т. е. количество строк в кадре. По истечению количества строк счетчик 31 сам устанавливается в исходное состояние. Дешифратор 32 выделяет номер строки, проходящей посередине растра, и при наличии этой строки устанавливает триггер 33 в единичное состояние. Триггер 33 выдает разрешение схеме совпадения 34 на прохождение через нее сигнала с рабочего амплитудного селектора 4 (фиг. 1) при наличии разрешений с единичного плеча триггера 41 и с нулевого плеча триггера 47.

Триггер 41 выделяет участок строки в зонах 20 и 25 следующим образом. При наличии строчного синхроимпульса срабатывает триггер 36 и выдает разрешение на прохождение тактовых импульсов с тактового генератора 35 через схему совпадения 37 на вход счетчика 38. В моменты, соответствующие началу и концу зон 20 и 25 (фиг. 2), срабатывают соответственно сначала дешифратор 40, а потом дешифратор 39. От дешифратора 40 триггер 41 устанавливается в единичное состояние и от дешифратора 39 в нулевое состояние.

Длительность сигнала с выхода схемы 34 совпадения задается величиной задержки в линии 46 задержки, через которую сигналом с амплитудного рабочего селектора 4 (фиг. 1) устанавливается триггер 33 в нулевое состояние. В момент поступления сигнала разрешение со схемы 34 совпадения в блок схем 42 совпадения через этот блок проходит код со счетчика 38, который представляет собой информацию о координатах передней части сигнала с рабочего амплитудного селектора 4 (фиг. 1) относительно начала строки. Эти координаты поступают и запоминаются в промежуточном регистре 44, до момента считывания их с блока схем 45 совпадения, на который сигнал-разрешение на считывание поступает с дешифратора 30, входящего в контрольный анализатор 9, в момент фиксации максимальной длины контрастного наконечника. Этот сигнал через некоторое время, определяемое величиной линии 43 задержки, устанавливает в исходное состояние триггер 36 и промежуточный регистр 44. Кроме того, параллельный код с выхода блока схем 45 совпадения поступает также в схему ИЛИ 48, которая при наличии этого кода выдает сигнал, устанавливая триггер 47 в единичное состояние, который выдает сигнал на ламповый индикатор 10 и прекращает выдачу разрешения схемы 34 совпадения на выдачу сигнала блоку схем 42 совпадения, что говорит о том, что координатор уже осуществляет выдачу координаты. Координаты поступают через ручной групповой коммутатор 14 в блок 15 вычитания координат. Ручной групповой коммутатор 14 осуществляет при нажатом состоянии одновременную коммутацию параллельного кода, поступающего с координатора 5. Коммутация осуществляется при нахождении телевизионного датчика слева от планки с контрастными наконечниками 1. Параллельный код дополняется в промежуточном регистре 55 блока 15 вычитания координат, который представлен на фиг. 7 и поступает в вычитатель 54, но на другой вход вычитателя параллельный код поступает только тогда, когда телевизионный датчик 2 будет уже справа от планки с контрастными наконечниками.

Групповой ручной коммутатор 13 устанавливается в нажатом состоянии, а коммутатор 14 - в отжатом, при этом повторяются все упомянутые операции, связанные с ориентацией телевизионного датчика, т. е. устанавливается край изображения объекта в зоне 25 (фиг. 2), совмещается контрастный наконечник 23 с маркерной горизонтальной линией 24 и осуществляются повороты телевизионного датчика в случае отсутствия фиксации максимальной длины контрастного наконечника до момента появления этой фиксации, что индицирует ламповый индикатор 10. Однако, предварительно с помощью панели 49 сброса устанавливается в исходное состояние триггер 47 и гасится ламповый индикатор 10. Координаты с координатора 5 поступают через коммутатор 13 на второй групповой вход вычитателя 54, где осуществляется вычитание из этих координат ранее заполненных координат при нахождении телевизионного датчика 2 слева от планки 1.

Величина разности на выходе вычитателя (фиг. 7) при постоянных базе, угле поля зрения телевизионного датчика и постоянной частоте кадров, есть величина обратно пропорциональная дальности, т. е. дальность можно получить при делении постоянного коэффициента на величину этой разности, что и осуществляется с помощью панели 52 ввода коэффициента, который поступает в делитель 53, выход которого соединен с промежуточным регистром 51, где запоминается дальность. С выхода промежуточного регистра 51 информация о дальности поступает на цифровой индикатор 50, где и отображается, что говорит о завершении измерений. Далее осуществляется вновь установка в исходное состояние триггера 47 в координаторе 5 с помощью панели 49 сброса и установка в исходное состояние промежуточных регистров 51 и 55 в блоке 15 вычитания координат с помощью панели 56 сброса.

Предлагаемое устройство можно использовать в системе, где задействованы одновременно два телевизионных датчика по обе стороны планки с контрастными наконечниками. Однако, при этом для осуществления измерений требуется два оператора, в два раза увеличивается количество аппаратуры, но уменьшается время измерения. Максимальная дальность измерения зависит от угла поля зрения телевизионного датчика 2 и величины базы. Так, например, при базе 10 м, угле поля зрения 2^о максимальная дальность измерения может составлять 50 км.

Устройство можно использовать для определения дальности до неподвижных объектов, при этом отпадает необходимость осуществления жесткой связи телевизионного датчика с конструкцией, с помощью которой обеспечивается установка базы. Вместо громоздкой конструкции применяется легкая планка, не имеющая жесткой связи с телевизионным датчиком. Благодаря этому улучшается применение в переносных условиях и уменьшается вес.

Устройство приемлемо, где используется база большой длины, например 10 м. (56) Грейм И. А. Оптические дальномеры и высотомеры. М. : 1983, с. 101-114.

Формула изобретения

ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО ОБЪЕКТА, содержащее телевизионный датчик, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам синхрогенератора, первый амплитудный селектор, координатор, два коммутатора, блок вычитания координат, анализатор сигнала, цифровой координатор цифровой индикации и ламповый индикатор, вход которого подключен к первому выходу цифрового индикатора, отличающееся тем, что введены связанная со стойкой планка с координатными наконечниками, оптически связанная с оптическим входом телевизиоинного датчика, второй амплитудный селектор, поворотный блок, связанный с телевизионным датчиком и второй стойкой планки, при этом выход телевизионного датчика подключен к входам соответственно первого и второго коммутаторов через последовательно соединенные первый амплитудный селектор и цифровой координатор, выход каждого из коммутаторов подключен соответственно к первым и вторым входам блока вычитания координат, выходы которого подключены к соответствующим входам цифрового индикатора, а выход телевизионного датчика подключен к второму входу цифрового координатора через последовательно соединенные второй амплитудный селектор и анализатор сигнала, второй вход которого и третий вход цифрового координатора подключены к второму выходу синхронизатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7