Телевизионное устройство для измерения скорости движения объекта

 

О П И С А Н И Е „„792140

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскык

Соцквлысткческык

Республык (6 I ) Допол интел ьное к а вт. с вид-ву— (22) Заявлено 08.02.79 (21) 2727474/18-10 (Д ) ) Щ К1т

3 с присоединением заявки ¹â€”

Cj 01 P 3/68

Гввудерст генный ком нтет

Cf P по делетг нзобретеннй н атнрытнй (23) Приоритет (з) тЛ К53 1.767 (088. 8 ) .

Ь

Опубликовано 30. 12.80. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30.12.80 (72) Автор изобретения

A. И. Одинец

f

1 и .

Омский политехнический институт (7I) Заявитель (54) ТЕЛЕВИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА

Изобретение относи тся к измерительной технике и может быть использовано, например, дпя измерения скорости движения транспортных среаств.

Известно устройство для измерения скорости движения автотранспорта, состоящее из телевизионной камеры, которая соединена через усилитепь с экраном видеоконтропьного устройства. На экране укреплены торцы двух световодов, другие

1О концы световодов соединены с блоком измерения временных интервалов, выда1оц1им результат на цифровой индикатор $1).

Недостатками известного устройства явпяются низкая помехоустойчивость (ре15 комендуют окрашивать у™ ас.ток дороги белой краской) и низкая точность. Невысокая точность измерения скорости вь1звана конечным размром электронного пуча видеоконтрольного блока конечным диа1

Ю . метром световоаа, больной апитепьностью фронта видеонмпупьса, поступающего на вход бпока нзмерс ння времснного интервала, (в описанном устройстве осуществпяется два преобразования свет-видеосигнал и одно преобразование видеосигнал-све т) .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, принятое за прототип и реализующее известный способ измерения скорости движения, содержащее приемник изображения, бпок памяти кодов, блок сравнения кодов, преобразователь временной интервал-скорость и синхронизатор, при этом первыи, второй, третий и четвертый выходы синхронизатора подключены соответственно к входу приемника изображения, к первому входу блоке памяти кодов, к первому входу блока сравнения кодов и к первому входу преобразователя временной интервал-скорость.

Выход приемника изображения связан со вторым входом блока сравнения кодов через блок памяти кодов, а с третьим входом блока сравнения кодов — непосредственно. Выход блока сравнения подключен ко второму входу преобразователя временной интервал-скорость. В приемник

792140 ф пения кодов 5, преобразователь временной интервал-скорость 6 и синхронизатор

7. Первый, второй, третий и четвертый выходы синхронизатора 7 подключены соответственно к первым входам приемника изображения 1, блока памяти кодов 4, блока сравнения кодов 5 преобразователя временной интервал-скорость 6.

Выход блока памяти кодов 4 связан че 0 рез блок сравнения кодов 5 со вторым входом преобразователя временной интервал- корость 6. Выход приемника изображения 1 соединен через блок памяти видеосигчалов 2 и через блок сравнения

15 видеосигналов 3 со вхоцом синхронизатора 7, со вторым входом блока памяти кодов 4 и с третьим входом блока сравнения кодов 5. Второй ехоп блока сравнения видеосигналов 3 подключен к вы20 хоцу приемника иэображения непосредственно..

В качестве приемника изображения 1 используют передающую телевизионную трубку. Блоки памяти 2 и 4 выполнены на базе запоминающих ЭЛТ. Блок сравнения вицеосигналов 3 содержит вычитающий усилитель, пороговую схему и схему квантования. Блок сравнения кодов 5 состоит из двухвходового логического элемента И, сумматора и пороговой схемы. Преобразователь временной интер вал-скорость 6 содержит измеритель временного интервала и решающую схему, выполняющую операции умножения и целения. В состав синхронизатора 7 входит управляемый генератор тактовых импульсов.

На фиг. 2-4 цифрами обозначены;

8-1 4 — неподвижные из ображе ни я; 1 5—

40 движущиеся со скоростью g иэображение объекта; 16 и 17 — линии считывания: Xо — расстояние между линиями считывания.

На фиг. 5 представлен возможный

45 вариант расположения неподвижных изображений 18 — 22; движущегося со скоростью V изображения 23 и линий (окружностей) считывания 24 и 25. изображения входят две группы датчиков, расположенных на известном расстоянии друг от друг."-., и схема квантования, пое-„=".-.:.ç:, ..оща::--, сг:;чайные сигналы с датчиков

;= д.:-.«он-=.ны, -код« . состав синхронизатора

Вт ОЛИ« «П =-E31IЯЕ«««1й ГЕНЕРатОР TBKтОВЫХ

t «« импульсов

Недостатком прототипа является его низкая помехоустойчивость, что не позволяет использовать его для измерения скорости движения объекта, перемещающегося в условиях неравномерного фона. Такой случай имеет, например, место, когда необходимо из«мерить скорость транспортного средстве на заранее че известных участках дороги.

Целью изобретения является увеличение помехоустойчивости.

Поставленная uemü достигается тем, что в предлагаемое устройство введены блок памяти видеосигнала и блок сравнения видеосигнала, при етом выход приемника -3зобоажегич свя Bч чеоез блок па

« мати видеоси«опалов н блок сравнения видеосигналов со входом синхронизатора, со вторым входом блоке памяти кодов и с ".. етьим ходом блока сравнения кодов, —,,тг-- « -,;««««и ба на сревнечич видеосиг и « с —,-,сод--«.—:„.о -, н к выходт«приемника иэобог енп-: -.:-Ос- дственно.

Та. се -;-=т ойство измерят среднюю скорсст=, движения объекта. По сравне= нию с известными предлагаемое vcTpoHство обладает большей помехоустойчивостью. Алгоритмом работы устройства прсдусмотрело перемещение объекта по неод юродному лол1о, освещенность отцельньгх участков которого может медленно

- меняться.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве. в процессе измерения не участвует информация от неподвижных или медленно движущихся объектов. Селекция подвижных объектов осуществляется блоком сравнения видеосигналов, на вход которого подаются сигналы с блока памяти видеосигналов приемника изображения.

На фиг. 1 приведена блок-схема описываемого устройства; HB фиг. 2-4возможный вариант расположения изображений объектов не входе устройства в различные моменты времени.

Телевизионное устройство для измерения скорости движения объекта содержит приемник иэображения 1, блок памяти видеосигналов 2, блок сравнения видеосигналов 3, блок памяти кодов 4, блок сравУстройство работает следующим обра50 зом.

На фотослой телевизионной трубки, которая вкоцит в состав приемника иэобра- жения,,проекдируется изображение поц55 вижного объекта, скорость которого необходимо измерить, и изображения непоцвижнык объектов, например рельеф местности. Трубка работает в однострочном режиме с относительно высокой частотой

79214 развертки, причем направление развертки перпендикуцярно нялравлени«о церемещения движу«цегося Объекта.

В момент пересечения движущимся изображением линии развертки осу1цествляется запоминание видеосигнапа, я пиния развертки перемещается по ходу движения на вепичину go- Через некоторое время движущееся изображение пе-i ресечет вторую пинию развертки. Скорость I0 перемещения Определяется по времени, за которое подвижный объект переместится от одной линии развертки до другой и по расстоянию )(О между этими пиниями. С целью увеличения помехоустойчивости при I5 обработке видеосигналов информация от неподвижных объектов устраняется.

Пусть ня вход приемника изображения

1 проецируется только неподвижные объекты 8-14. Линия считывания 16 пересекает«0 изображения 9, 11 и 12. Видеосигнал от этих изображений поступает в блок памяти

2, где занимаегся на время, равное длительности строки ъ . Через промежуток времени осуществляется новое считыва- 25 ние информации. Видеосигнал с выхода приемника изображения 1 поступает л блок памяти 2 и в блок сравнения 3. HB другой вход блока сравнения 3 поступает задержанный видеосигнал с блока памяти 30

2. В блоке сравнения 3 поступающие ня его входы видеосигналы вычитаются, разнОстный сигнал срявниваРтся с пОрОгОвОй величиной и путем квантования преобразуется в код. Тяк кяк эа промежуток време-у ни Ьо в попе зрения прием«п1кя иэображения 1 не произошло изменений, то разностный сигнал меньше пороговой величины и на выходе блока сравнения 3 сигнала нет. 40

Описанный цикл работы повторяется

qo тех пор, пока линия счить«валия не пересечет подвижный объект. Этот момент показан HB фиг. 3, где подвижный Объект

15, скорость движения иэображения кото- 5 рого равна Г пересек линию считывания 16 ° При этом ряэностный сигнал в блоке сравнения 3, превь цая пороговую величину квантуется, я попученный код поступает ня вход блока памяти 4, где осуществляется его зались, и ня вход синхронизатора 7, B синхрониэяторе 7 формируется управляющий сигнал, которъ1й поступает на вход приемника иэображения

1, на первый вход блоке памяти 4, ня первый вход блока сравнения 6 и на первый вход преобряэовятепя временной ин—

TeDBBII KopocTb 6. В реev!IbTBTe этого о 6 линия считывания 16 приемника иэображения 1 перемещается по ходу движения объекта на вепичи««у Xz (фиг. 3), блок памяти 4 перевсдится в режим считывания, в блоке с«рявне««ия 5 периодически в момент считывания ня время (; вкпючается сумматор, я в преобразователе временной и нтерва «I-скорость 6 начинается измерение промежутке времени ЬЬ за котор«я и изображение подвижного объек та

15 переместится от линии считывания 15 до линии считывания 17, HB второй вход блока сравнения 5 периодически поступает код с выхода блока памяти 4, а на третий вход этого блока с таким же периодом поступает код с выхода блока сравнения 3. На блоке сравнения 5 осушествпяется логическое умножение поступаюших кодов, резупьтятирукздий сигнап суммируется в течение времени считывания а сумматорный сигнал сравнивается

r с порогом. Описанный выше процесс считывания изображения, формирования, запоминания и сравнения кодов периодически повторяется, но до момента времени

+ ht выходной сигнал - блока сравнения 5 равен нулю.

В момент Ъ, + hi иэображение объекта 15 пересечет «п«н«по развертки 17 (фиг. 4), ряэностный сигнал B блоке сравнения 3 превысит порогову«О величину, я код ««В входе блока сравнения 3 совпадает с колом, поступающим с блока памяти 5.

Таким образом, ня входы блока сравнения 5 в течение времени считывания пост j«!BIQT одинаковыР кодъ1. Сумма р» ный сигня«1 превышает пороговую величину и поступает в преобразователь временной интервал-скорость 6, вызывая прекращение формирования временного интервала . В преобразователе временной интервал-cêîðîñòü 6 величина временного интервала k4 преобразуется в величину, равную скорости движения объекта. (Расстояние до объекта известно и заранее вводится в преобраэовател«. 6). Иикл измерен«я закончился, псе бпоки по команде иэ синхронизатора 7 переводятся в исходное состояние.

При описанном выше линейном считывании иэображения измеряется скорость объекта, движущегося перпендикулярно ли«ии считывания. Если линия считывания будет не линейной, а круговой, то возможно измерение скорости движения объекта независимо от направления движения

7921 (фиг. 5). В этом случае центр окружнос- тей считывания 24 и 25 совмещают с центром изображения попвижного объекта

23, движущееся изображение объекта 23 последовательно пересекает охр ужность считывания 24 и 25. Работа устройства с круговым считыванием ничем не отличается от случая, когда считывание линейное.

Формула изобретения

Телевизионное устройство для измерения скорости движения объекте, содержа- 3S щее приемник изображения, блок памяти кодов, преобразователь временной интервал-сжорость и синхронизатор, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к пер- щ вым входам приемника изображения, блока памяти кодов, блока сравнения кодов и преобразователя временной интервал40 скорость, а выход блока памяти кодов связан через блок сравнения кодов со вторым входом преобразователя временной интервал-скорость, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости, в него введены блок памяти видеосигналов и блок сравнения видеосигналов, при этом выход приемника изображения соединен через блок памяти видеосигналов и через блок сравнения видеосигналов со вторым входом блокам памяти кодов, а блок сравнения видеосигналов соединен с третьим входом блока сравнения кодов и со входом синхронизатора, причем второй вход блока сравнения видеосигналов подключен к выходу приемника изображения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Х< 400848, кл. Cj 01 Р 11/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

% 31Р953. кл. Cj 08 С 9/06, 1971.

Составитель Ю. Власов

Редактор Т, Горячева Техред И.Асталощ Корректор M. Шароши

Заказ 10143/43 Тираж 1019 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ух<горел, ул. !1роеитнаи, 4