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

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит триггер, генератор Iимпульсов, счетчик и шифратор, выход которого соединен с первым входом триггера и является выходом блоки

управления, входами которого явля- ются второй и третий входы триггег ра, выход которого подключен к первому входу шифратора, выход генератора импульса через счетчик соединен с вторым входом шифратора.

1. УСТРОЙСТВО для РЕГИСТРАЦИИ ФАЛЬСТАРТА, содержащее блок ввода информации, первый и второй выходы которого соединены с входами блока управления, и датчик, к первому входу второго подключен выход блока управления, о т л и ч а ю щ е те с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены блоки интегрирования, блок двухпороговых компараторов и элемент ИЛИ, датчик выполнен в виде телевизионной камеры, выход которой соединен с первыми входами первого и второго блсжов интегрирования, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока двухпороговых компараторов, выходы которого соединены с первыми входами элемента ИЛИ, выход блока управления подключен к вторым .входам элемента ИЛИ и блоков интегрирования, к третьим входам последних подключен S третий выход блока ввода информации, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с вторым С входом датчика и с третьим входом блока двухпороговых компараторов. П :о О со

Изобретение относится к спорту и может быть использовано для судейства на старте при спортивных состязаниях на время, например в конь кобежном спорте, беге и т.д., а так же в других областяхi где требуется точное определение изменения положения контролируемых объектов во времени. Традиционно регистрация фальстар та заключается в том, что судьястартер на старте следит за тем, чт бы после команды Внимание положение корпуса, рук, ног и головы спортсмена, зафиксированное в момент подачи команду Внимание, не изменялось до момента подачи ко манды Старт, Любое отклонение ,от принятого положения, замеченное визуально судьей на старте, классифицируется как фальстарт. Известно устройство для подачи стартовой команды, содержащее сирену с постепенно повышающимся звуком, при определенной высоте которого автоматически дается выстрел из стартового пистолета.По этой команде спортсмены могут начать дви.жение lj ,. Данное устройство не обеспечивает фиксацию фальстарта, кроме того определенная высота звука подска:зывает спортсменам моменткоманды , что может значительно повлиять на итоговые результаты. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ус ройство для подачи старта спортсменам при спортивных состязаниях, содержащее подключенный к источнику питания блок ввода информации, выхо которого соединен со звуковым сигнализатором предварительного старта с первым световым сигнализатором предварительного старта и с первым ВЫХОДОМ;блока управления, второй .и третий входы которого подключены ;соответственно к выходам первого и второго фотодатчиков, расположенных на стартовой линии, первый и второй выходы блока управления соединены с входами первого и второго фотодатчиков, третий выход блока управления подключен к второму световому сигнализатору предварительного старта, реле времени, блоку паузы, третий и четвертый фотодатчики, расположенные на предстартовой линии, первый и второй световые сигнализаторы старта, четвертый и пятый выходы блока управления подключены cooTeeTCTeeV HOK выходам третьего и четвертого фотодатчиков, четвертый и пятый выходы блока управления соединены с первым и вторым входами реле времени, выходы реле времени соединены с выходом устройства, со звукрвым сигнализатором старта и с первым световым сигнализатором старта, второй световой сигнализатор старта подключен к шестому выходу блока управления 2j. К недостаткам известного устройства относятся отсутствие возможмости фиксации любых движений спортсмена, вследствие чего в конечном итоге вопрос о нарушении правил соревнований (фальстарт) решает субъективно судья-стартер, а также отсут ствие возможности документирования факта фальстарта. Целью изобретения является расширение области применения, т.е. обеспечение автоматического определения момента фальстарта получение возможности документирования факта фальстарта. Поставленная цель достигается ем, что в устройство для регист.рации фальстарта, содержащее блок ввода информации, первый и второй выходы которого соединены с входами блока управления, и датчик, к первому входу которого подключен выход блока управления, введены блоки интегрирования, блок двухпороговых компараторов и элемент ИЛИ, датчик выполнен в виде телевизионной камеры, выход которой соединен с первыми входами первого и второго блоков интегрирования, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока двухпороговых компараторов, выходы которого соеди нены с первыми входами элемента ИЛИ выход блока управления подключен к вторым входам элемента ИЛИ и блоков интегрирования, к третьим входам по следних подключен третий выход блока ввода информации, четвертый и пятый выходы которого соединены соответст венно с вторым входом датчика и с третьим входом блока двухпороговых компараторов.. Кроме того, блок управления соде жит триггер, генератор импульсов, счетчик и шифратор, выход которого соединен с первым входом триггера и является выходом блока управления, входами которого является второй и третий входы тригге.ра, выход котрро го подключен к первому входу шифратора, выход генератора импульсов че рез счетчик соединен с вторым входом шифратора. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - площадки на фотокатоде Смишени, телевизионной камеры, внутри которых производится интегрирование видеосигнала соответ ствующим каждой площадке интегратором. Устройство для регистрации фальстарта содержит датчик 1 {телевизионную камеру), блок 2 ввода информации, блок 3 управления, выполненный из генератора k импульсов, счет чика 5, шифратора 6 и триггера 7, блоки 8 и 9 интегрирования, блок 10 двухпороговых компараторов и элемент ИЛИ 11, выход 12, плоададки 13-16 на мишени датчика 1. Устройство работает следующим образом. . Изображение контролируемого объекта - спортсмена ,на старте проецируется через объектив оптической го ловки телевизионной камеры 1 на фо3токатод. Телевизионная камера 1 представляет собой промышленную телевизионную установку и предназначЪна для преобразования светового потока, отраженного от изображения, в видеосигнал. Оптическая головка телевизионной камеры 1 направляется на контролируемый объект таким образом, чтобы спроектированное на фотокатод (мишень) датчика 1 изображение занимало на фотокатрде (мишени) максимально возможную площадь. В этом случае чувствительность устройства максимальна. Последовательно соединенные генератор Ц HMnyjFibcoB, счетчик 5 и шифратор 6 формируют управляющие серии импульсов и совместно образуют блок 3 управления устройства. Разбиение фотокагода (мишени) на площадки задается временными интервалами, внутри которых в процессе сканирования фотокатода (мишени) электронным лучом телефизионной камеры 1 сОответст ющий каждой площадке видеосигнал от спроецированного через оптическую головку на фотокатод (мишень) изображения интегрируется в течение этих временных интервалов соответствующим интегрирующим усилителем. Временные интервалы, разбивающие фотокатод (мишень) на горизонтальные и вертикальные площадки формируются одновременно, т.е. горизонтальные и вертикальные площадки наложены друг на друга, а изображены на фиг. 2 раздельно для большей наглядности. На вход телевизионной камеры 1 с выхода шифратора 6 поступают строчные и кадровые синхронизирующие импульсы. Яриггёр 7 устанавливается в единичное состояние в момент команды. Внимание с блока 2 ввода информации и сбрасываетсяв нуль в момент команды Марш с блока 2 (например, с помощь электрического переключателя, включаемого и выключаемого судьей-стартером в момент подачи команд Внимание и Марш). Выход триггера 7 подключен к вто- рому входу шифратора 6. Когда триггер 7 устанавливается в единичное состояние, на выходе шифратора 6 допоянительно формируются импульсные се;рии, которые-блокируются нулевым со стоянием тригге(а 7. Эти импульсные серии поступают на управляющие входы

реле (ключей), входящих в составинтегрирующих элементов блоков 8 и9 интегрирования. Аналоговые входыинтегрирующих элементов блоков 8 и9 интегрирования подключены к выходу ви деосигнала датчика 1. Структуры всех интегрирующих элементов блоков 8 и 9 полностью идентичны- и реализованы стандартным образом. Основными режимами работы интегрирующих элементов этих блоков являются исходное состояние (задание начальных условий или прием информации для запоминания), интегрирование и фиксация (остановка, запоминание информав исходном состоянии заряд на коит денсаторах интегрирующих элементов блоков 8 и 9 в процессе функциониро-. вания устройства должен быть равен ну лю. Поэтому шина задания начальных условий всех интегрирующих элеменTOS блоков 8 и 9 подключена к шине ну левого потенциала. Для перевода интегрирующих элементов блоков 8 и 9 в один из трех режимов достаточно подать три различные комбинации управляющих сигналов на два входа управления. Два входа управления каждого интегрирующего элемента блоков 8 и 9 подключены к цепям шины управления, соединяющей управляющие входы интегрирующих элементов с управляющими цепями шины с выхода шифратора 4. Число интегрирующих элементов в каждом из блоков 8 и 9 равно суммарному числу горизонтальных и вертикальных площадок, условно выделяемых на поверхности фотокатода (ми.шени) телевизионной камеры 1. В из блоков интегрирования (фиг.2) находится по восемь интегрирующих элементов. Интегрирующие элементы первого бло ка 8 интегрирования могут находиться в режиме интегрирования только в течение первого целого после команды Внимание прямого хода по кадру. Зафиксированное накаждом интегрирующем элементе первого блока 8 напряжение проинтегрированного видеосиг нала хранится как опорное, до момента команды Марш с блока 2 ввода информации. Интегрирующие элементы второго блока 9 интегрирования находятся в режиме интегрирования, начиная с первого целого после команды Внимание

.прямого хода по кадру и в течение всех остальных прямых ходов по кадру 1до момента команды Марш. Зафиксированное на каждом интегрирующем элементе блока 9 напряжение проинтегрированного видеосигнала хранится до окончания очередного стробимпульса, после чего интегрирующие элементы возвращаются в исходное состояние (обнуляются). В течение следующих прямых ходов по кадру до момента команды Марш циклы режимов интегрирующих элементов блока 9 пери одически повторяются. Интегрирующие элементы блоков 8 | и 9 (фиг. 2), управляющие входы которых подключены к одним и тем же цепям шины с выхода шифратора 6, т.е. управляются одними и теми же сигналами и соответственно интегриру ют видеосигнал с одних и тех же площадок фотокатода (мишени) называются одноименными. Выходы одноименных интеграторов локов 8 и 9 попарно подключены .к входам блока tO двухпороговых компараторов. Число двухпороговых компараторов в блоке 10 даухпороговых компараторов равно суммарному числу горизонтальных и вертикальных площадок, условно выделяемых на поверхности фотокатода (мишени) телевизионной камеры 1. Так, в блоке 10 (фиг. 2} двухпороговых ком параторов находится восемь двухпороговых компараторов, выходы которых повлечены к восьми стробируюемым входам разделения элемента ИЛИ 11. аждый двухпороговый компаратор блока 10 формирует перепад напряжения на своем выходе, если абсолютное значение разности входных напряжений превысило задаваемое с блока 2 ввода информации значение порога Uri т.е. при реализации условия lUon- BxI Un, ГД1В и опорное значение напряжения на выходе каждого интегрирующего элемента первого блока 8; Ugjj- рабочее значение напряжения на ходе каждого интегрирующего элемента второго блока 9 иfj- пороговое значение напряжения, установленное с блокд 2. 710 .Структуры всех двухпороговых ком-. параторов полностью идентичны и реализованы стандартным образом. Выходы всех двухпороговых компараторов блока 10 объединяются стробиру емым по шине строба с выхода шифратора 6 элементом ИЛИ П. Если в течение действия строба на выходе элемента ИЛИ 11, хотя бы на зыходе одного из компараторов блока 10 и соответственно навтором входе эпемента ИЛИ 11, появился перепад потенциала, то указанный перепад с выхода элемента ИЛИ 11 через выход 12 устройства поступает во внешнее устройство сбора и переработки информации, где-интерпретируется как признак фаль старта. Внешнее устройство сбора и переработки информации может документировать факт фальстарта любым подходящим способом (например, путем распечатки на печатающей машине/ и сигна лизировать (звуком, световым индикатором) судейской коллегии и участникам соревнований о факте фальстарта. От команды Внимание до команды проходит примерно 1 с. При стандартной длительности телевизионЫого кадра 20 мс за 1 с около 50 раз определяется изменение положения 66v.екта. Спортсмен на старте не сможет физиологически изменить свое положение быстрее, чем за 100 мс. Поэтому скорость определения фальстарта заведомо выше скбрости изменения положения объекта. При изменении положения объекта напряжение на выходе интегрирующих элементов блока 9 пропорционально изменению положения объекта, т.е. пропорционально перераспределению видеосигнала между площадками на фотокатоде (мишени телевизионной камеры 1. Указанное перераспределение будет тем , чем большую часть поверх|ности фотокатс/да (мишени) занимает «проекция изображения. Поэтому необходимо из соображений повышения чувствительности устройства,чтобы проекция. изображения на фотокатоде (мишени) датчика 1 занимала максимально возможную площадь. Интегрирующие элементы блоков 8 и 9 интегрируют один и TQT же видеосигнал. Поэтому синфазные видеопомехи (снег,освещенность и структура фона), которые за время от команды Внимание до команды Марш примерно 1 с не могут измениться сколь03ко-нибудь существенно, подавляются в предложенном устройстве, что добавочно повьшает надежность и точность определения изменения положе- ния объекта. Разбиение фотокатода (мишени) датчика 1 на одинаковые по высоте и ши рине площадки совсем необязательно. Площадки могут быть разными по высоте, одновременно может быть разным число площадок,,по высо ширине фотокатода (мишени). Ширина, высота площадок, число площадо по высоте и ширине фотокатода (мишени) определяются статистичес ми характеристиками формц, яркост„Qfo цветного контрастов объекта, Поскольку параметры площадок зада„ ся временными интервалами с выхода шифратора 6, то шифратор 6 должен формировать соответствующие времен„„е последовательности импульсов, Также на фотокатод (мишень) датчика 1 может проецироваться одновременно несколько непересекающихся между собой объектов. Для каждого объекта в таком случае необходимо иметь индивидуальные интегрирующих элементов и двух пороговых компараторов в блоках 8-10, а также индивидуальные узлы ИЛИ с индивидуальными выходами в элементе ИЛИ 11, подключенными к выходу 12 устройства. Так как границы непересекающихся объектов задаются непересекающимися временными интервалами, то выделение объекта, изменившего положение, из группы объектов однозначно определится возбужденным узлом ИЛИ в элементе ИЛИ, т.е. помимо определения факта фальстарта известен также спортсмен, допустивший фальстарт. Устройство позволяет обнаружить изменения положения объекта по абсциссе или/и ординате в одной плоскости. Обнаружение изменения положения объекта в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, что расширяет область применения устройства, осуществляется с помощью даух предложенных устройств, объединенных в параллельную систему. . Устройство, которое можно принять в качестве базовой модели, отсутствуёт. При проведении спортивных соревнований время определения фальстарта производится визуально судьей на старте.

Использование новых элементов - 5 блоков интегрирования, блока двухпороговых компараторов и элемента ИЛИ

Напрабление

апрочной

развёртки

. дает возможность автоматически фиксировать любые движения объекта спортсмена в любых плоскостях, чем полностью исключается субъективизм в процессе судейства на старте, кроме того, документируется факт фальстарта.

№

Фиг. 2