Устройство для регистрации перемещений спортсмена Советский патент 1983 года по МПК G07C1/22 

Изобретение.относится к автоматике и спортивному оборудованию и касается вопросов регистрации быстрых перемещений спортсменов. При проведении тренировочного про цесса.и совершенствовании спортивной техники возникает задача регистрации отдельных фаз выполняемого спортсменом движения или упражнения. Использование для этой цели кинофотоаппаратуры ограничено особенностями этих видов регистрации, требующих проявлв ния пленки или бумаги, -а также навоз можностью автоматизации анализа записанной информации. Более перспетив ным направлением является применение для записи движений систем видеозаписи телевизионной информации. Известно устройство видеозаписи информации, содержащее телевизионную передающую камеру с видиконом и объе тивом и видеомагнитофон. Это устройс во просто в эксплуатации, позволяет осуществлять срочный просмотр и анализ совершаемого движения и удобно для обеспечения автоматизированного .ввода данных в электронно-вычислительную машину 1 3. . Однако из-за возникновения специфических помех оно пригодно только для видеозаписи сравнительно медленных движений. Эти помехи обусловлены во-первых, сопоставимостью записывае мого движения со скоростыб кадровой развертки телевизионной передающей камеры и, во-вторых, инерционностью послесвечения люминофора видикона. В обоих случаях происходит размазывание изображения, которое приводит к невозможности последующего выделения отдельных фаз движения при воспроизведении информации. Причем, если первая причина помех устраняется достаточно легко путем повышения , частоты кадров, то борьба со второй затруднена. Известно устройство видеозаписи информации, содержащее телевизионную передающую камеру с видиконом и обтоективом, блок памяти, блок конт роля и затвор, установленный перед объективом телевизионной передащей камеры С 2. Это устройство позволяет получать сложное неподвижное изображение движущегося объекта, например игрока в гольф в его последовательных-положениях, являющееся наложенным изобра жением нескольких отдельнь|х фаз выполняемого движения. Это достигается прерывистой синхронной с заданием блока контроля работой затвора, обуславливающей прерывистую работу видикона. Наличие прерывистой работы видикона уменьшает помехи при записи, поскольку снижается интегральный эф-, фект инерционной составляющей послесвечения люминофора. Однако полной компенсации помех рассмотренные устройства не обеспечивают, так как каждая записанная фаза движения все еще представляет суммарный эффект наложенйя друг на друга отдельных кадров. , Кроме того, наличие инерционного элемента затвора ограничивает диапазон записываемых движений по скорости, а сам принцип наложенного изображения препятствует проведению анализа отдельных фаз движения. Наиболее близким по технической сущности является устройство для воспроизведения траектории движения спортивной штанги, состоящее из передающей телевизионной камеры с види-коном и объективом,информационный выход которой соединен со входом видео-, магнитофона, блока управления телевизионной передающей камерой с блоком кадровой развертки, видеоконтрольного б;1ока, пульта управления, затвора, обтюратора с двигателем, установленным соосно с объективом передающей камеры, ламп засвета с источником Напряжения, электрически связанными с реле времени,, размещенном на пульте управления, зеркала с отверстием и осветителя. Затвор в этом устройстве выполняет те же функции, что и описанные выше. Обтюратор позволяет уменьшить число суммируемых за время открытия затвора кадров изображения и, тем самым, получить более четкое изображение. Лампы засвета, в свою очередь, расширяют динамические возможности видикона. Все это обес- печивает возможность регистрации движения штанги в виде четкой непрерывной кривой З Недостатками предлагаемого устройства являются наличие затвора, ограничивающего диапазон записываемых рв 1жений (то скорости, а также невозможность регистрации с помо14ью этого устройства последовательных фаз движения спортсмена.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для регистрации перемещений спортсмена, содержащее передеющую телевизионную камеру с лампами засвети, информационный выход которой соединен со входом видеомагнитофона, источник напряжения, выход которого подключен к лампам засвета передающей телевизионной камеры, и обтюратор с электродвигателем, кото1М)й установлен между объектом регистрации и объективом передающей теле-визионнойкамеры, введены форкн рова тель импульсов, блок сравнения, прогюрмионально-интегральный регулятор И фотодатчик, который установлен, в зоне действия обтюратора, выход. кадг ровой р1азвертки передающей телевизионной камеры через формирователь импульсов соединен со входом источника напряжения и непосредственно - с первым входом блока сравнения, второй V вход которого подключен к выходу фо тодатчика, выход блока сравнения через пропорционально-интегральный регулятор, соединен со йходом электродвигателя обтюратора.

Кроме того, обтюратор выполнен в .виде укрепленного на валу электродвигателя непрозрачного диска с бтверстиями, расположенными по его окружности, и радиальным вырезом. /

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - различные варианты конструкции обтюратора

Устройство состоит из видеомагнитофона 1, телевизионной передающей i камеры 2, видикона 3, ламп засвета, объектива 5, обтюраторе 6 с электродвигателем 7, блока 8 управления-телевизионной передающей- камерой с бло- ком 9 кадровой развертки, источника 10 напряжения, формирователя 11 импульсов, фотодатчика 12 с лампочкой 13 и фотосопротивлением 1, блокд 15 сравнения и пропорционально-интегрального регулятора 16. Обтюратор 6 выполнен из непрозрачного диска 17 . с радиальным бырезом 18 и отверстиями 19. Лампы Ц засвета установлены между объективом 5 и вид и коном- : и служат для улучшения динамических характеристик видикона. Формирователь П импульсов предназначен ля формирования управляющих импульсов, включающих лампы Ц засвета. Он может

быть выполнен, например,.в виде обычной дифференцирующей цепочки. Обтюратор 6 обеспечивает дискретную подачу изображения на видикон .3 через объектив 5 синхронно с частотой полу кадров изображения. Он может быть установлен перёд объективом 5 под угло к оптической оси телевизионной передающей камеры 2 или параллельно ей. На фиг. 1 показан вариант параллельного расположения обтюратора..

Остальные элементы устройства фотодатчик 12, блок 15 сравнения, про-порционально-интегральный регулятор 16 совместно с ; лектродвигателем 7 составляют цепь айтоматичес.кой син- хрониз ации работы обтюратора 6 согласно импульсов гашения кадровой развертки j

Устройство pa6oTaet следующим образом.

При анслючении устройства обтюратор 6 начинает, вращаться. Частоту вращения обтюратора выбирают-равной уд военной частоте кадров (или частоте полукадров). Поскольку обтюратор 6 имеет разделительный вырез 18 и вращается, то изображение объекта посту.пает на мишень видикона 3 также цикли чески с частотой полукадров и в течение времени, не .превышающем дли-, тельнбсти импульса кадровой разверт ки. Такая работа системы обтюратор - телевизионная передающая камера позволяет практич ки полностью исключить эффекты размазывания изображения, связанные -с -послесвечением люминофора видикона; Запись изображения с помощью такой системы может происходить при наличии согласования между моментом прохождения радиального выреза 18 обтюратора 6.пе.ред объективом 5 и моментом появле-йий импульса гашения кадровой развертки Эта задача решается автоматически сПОМОЩЬЮ цепи автоматической синхронизации работы обтюрато- ра. В некоторый момент времени с блока 9 кадровой развертки поступает импульс гашения кадровой рвзвертки; Этот импульс и все последующие производят управление работой всех блоков. Своим передним фронтом выделенным формирователем 11 импульсов, они вызывают вспышки ламп t засвета, ко торые, будучи расположенными в непосредственной близости от мишени видикона, увеличивают начальную чувствительность видикома и улучшают контраст изображения. Одновременно эти импульсы поступают на первый вход блока 15 сравнения, на второй вход Которого подают с фотодатчика 12 напряжение, пропорциональное текущему углу поворота обтюратора 6. Блок 15 сравнения вырабатывает напряжение рассЬгласования между моментом Появления импульсов гашения кадровой раз вертки и углом поворота обтюратора. Напряжение рассогласования поступает

затем на пропорционально-интеграль- ный регулятор 16, который меняет режим работы электродвигателя 7 и ликви дирует имеющееся в системе рассогласование.

Наличие в устройстве новых олементов и связей между ними выгодно отличает его от прототипа и позволяет получить неискаженную видеозапись последовательных фаз движения спортсмена.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СПОРТСМЕНА, содержащеб передающую телевизионную камеру с лампами засвета, информационный выход которой соединен со входом видеомагнитофона, источник напряжения , выход которого подключен к лампам за света передающей телевизионной камеры, и обтюратор с электродвигателем. который установлен между объектом регистрации и объективом передающей телевизионной камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены формирователь импульсов, блок сравнения, протгорционально-интегральный регулятор и фотодатчик, который установлен в зоне действия обтюратора, выход кадровой развертки передающей телевизионной камеры через формирователь импульсов соединен с входом источника напряжения и непосредственно - с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу фотодатчика, выход блока сравнения через пропорционально-интегральный регулятор соединен со входом электродвигателя обтюратора 2. Устройство по п. 1 , о т л и чающее с я тем, что обтюратор выполнен в виде укрепленного на валу электродвигателя непрозрачного диска с отверстиями, расположенными по его окруж14ости,и радиальным вырезом.

17

tputl