Устройство для измерения перемещения объектов Советский патент 1983 года по МПК H04N7/18 

11 Изобретение относится к технике телевидения и может использоваться .для дистанционного автоматического измерения перемещения наблюдаемых контрастных изображений. Известно устройство селекции движущихся объектов, содержащее последо вательно соединенные блок передающей телевизионной трубки, видеоусилитель фазоинаертор, коммутатор, блок задержки, усилитель считывания и видео контрольный блок, причем выход видео усилителя соединен также с вторым входом коммутаГора Г. Однако это устройство не может оп ределять величину перемещения объекта при работе передающей телевизионной трубки на подвижном основании (например при вибрации). Наиболее близким ho технической сущности к предлагаемому является . устройство для измерения перемещения объектов, содержащее последовательно соединенные передающую Телевизион ную камеру, предусияитель и видеоконтрольный блок, генераторы кадрово и строчной разверток (ГКР и ГСР), первые выходы которых подключены к входам разверток передающей телевизионной камеры, генератор сигнала на чала измерений (ГСНИ), выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом ГКР и объединен с первым входом селектора строк, инфор мационные выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ, выход которо го подключен к первому входу блока корреляции, второй вход которого сое динен с выходом предусилителя, генератор тактовых импульсов (ГТИ), выход которого подключен к третьему и четвертому входам блока корреляции, второй ключ, первый вход которого соединен с выходом управления селект оа строк, второй - через триггер к выходу первого ключа, а выход - к пятому входу блока корреляции и первому входу первого выходного триггера, блок определения экстремума, вход которого соединен с выходом блока корреляции, а выход к второму входу первого выходного триггера и первому входу второго выходного триггера, второй вход которого подключен к второму выходу ГСР и объединен с вторым входом селектора строк 23. Недостатком известного устройства является низкая точность измерения 2 перемещений объекта при вибрациях основания передающей телевизионной камеры. . Цель изобретения - повышение точности измерения перемещения объекта при вибрациях передающей телевизионной камеры. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения перемещения объекта, содержащее последовательно соединенные передающую телевизионную камеру, предусилитель и видеоконтрольный блок, генераторы кадровой развертки (ГКР) и генератор строчной развертки (ГСР), первые выходы которых подключены к входам разверток передающей телевизионной камеры, формирователь сигнала начала измерений (ФСНИ), выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом ГКР и объединен с первым входом селектора строк, информационные выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока корреляции, вторрй вход которого соединен с выходом предусилителя, генератор тактовых импульсов (ГТИ), выход которого подключен к третьему и четвертому входам блока корреляции, второй ключ, первый вход которого соединен с выходом управления селектора строк,а выход - с пятым входом блока корреляции и первым входом первого выходного триггера, блок определения экстремума, выход которого подключен к второму входу первого выходного триггера и первому входу второго выходного триггера, второй вход которого соединен с выходом ГСР и объединен с вторым входом селектора строк введены (п-1) блоков корреляции, генераторов эталонных сигналов, последовательно соединенные коммутатор, блок сравнения, преобразователь, первый усилитель, блок задержки, второй усилитель и сумматор-нормализатор, выход которого подключен к входу блока определения экстремума и второму входу блока сравнения, а также син- . хрргенератор, выходы которого подключены к синхровходам коммутатора и блока задержки, и блок управления, выходы которого соединены с входами управления видеоконтрольного блока, передающей телевизионной камеры и ФСНИ, выход которого подключен к входам ГТИ, синхрогенератора и п. re3нераторов эталонных сигналов, выходы которых соединены с шестыми входами соответствующих блоков корреляции, при этом объединены соответственно первые, вторые, третьи, четвертые и пятые входы всех блоков корреляции, их выходы, подключены к входам коммутатора , выход которого соединен с вторым входом второго усилителя, выход блока задержки соединен с вторым входом первого усилителя, а допо нительный выход ФСНИ - с входами запуска ГКР и ГСР. На фиг. 1 представлена структурна электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - векторная ди аграмма выбора экстремумов взаимно корреляционной функции (ВКФ). Устройство содержит телевизионный блок 1, состоящий из передающей теле визионной камеры 2, генераторов 3 и кадровой и строчной разверток, видеоконтрольного блока 5, предусили теля 6, формирователя 7 сигнала начала измерения, селектор 8.строк, элемент ИЛИ 9 выходные триггеры 10 и 11, генератор 12 тактовых импульсо первый и второй ключи 13 и Т соответственно, блок 15 определения экст ремума, ключи 16-19, коррелятор 20, второй усилитель 21, первый усилитель 22, сумматор-нормализатор 23, блок 2Ц сравнения, блок 25 задержки, сиихрогенератор 26, коммутатор 27, генераторы 28 эталонных сигналов, бл ки 29-32 корреляции, блок 33 управления. Устройство работает следующим образом. После подачи сигнала с блока 33 у равления из телевизионного блока 1 поступают сигналы строчных и кадровых импульсов, сигнал начала измерения и видеосигнал. Продвижение инфор мации в блоках корреляции обеспечивают импульсы генератора 12. Управление записью и продвижение информации в блоках корреляции осуществляют ключи 16-19. Ключи Тб и 17 управляют ся сигналом элемента ИЛИ 9, который подклчен к выходам п+р+ i ( i 0,1, ...,) строк селектора 8 строк. Управление ключами 18 и 19 и первым выходным триггером 10 осуществляется выходом п-й строки селектора 8 строк и выходом первого ключа 13 через вто рой ключ 1. Суммарным вектором 5 (фиг. 2) представлена спрямленная траекто . 4 рия движущейся точки В изображения (составляющие векторы S и S, соответственно) , которая последовательно пересекает h-ю строку 3 и (n+p+i) строку 35 кадрового растра Зб под углом oL. Время появления экстремума ВКФ видеосигнала и эталонного сигнала соответственно обозначено Т ,Т, Расстояние между строками п и (n+p+i) в момент появления экстремума обозначено размером А. Положение экстремума ВКФ в строке определяется смещением S объекта вдоль строки, пропорционального временному смещению f э положение в цикле измерения смещением S объекта между ст хэками З и 35, пропорционального временному смещению t. В каждом- цикле работы устройство определяет смещение S и 5:. По сигналу начала измерения начинается построчная развертка в телевизионном блоке 1 с помощью генерато- ров 3 и кадровой и строчной разверток, запускается синхрогенератор 26, генераторы 28 эталонных сигналов и генератор 12 тактовых импульсов, Кадровый импульс при наличии разрешающего сигнала с формирователя 7 сигнала начала измерения открывает первый ключ 13. Сигнал первого ключа 13и сигнал селектора 8 строк коммутирует второй ключ 14. Второй ключ 14коммутирует ключи 18 и 19 и перебрасывает первый выходной триггер 10, формируя начало цикла времени Т . Входной видеосигнал поступает через предусилитель 6 в каждом из п блоков 29-32 корреляции, где вычисляется ВКФ видеосигнала и эталонных сигналов генераторов 28, соответствующих определенным параметрам вибраций. С помощью коммутатора 27 по сигналам синхрогенератора 26 происходит предварительный опрос всех п блоков корреляции и 8 сумматоре-нормализаторе 23 осуществляется вычисление среднего значения отношения правдоподобия Л. В блоке 24 сравнения выполненном как функциональный преобразователь, сравнивается среднее отношение Л с отношением в каждом из блоков корреляции и с помощью блока 25 задержки, работа которого синхронизирована с работой коммутатора 27и второго усилителя 21, происходит либо усиление, либо ослабление сигнала п-го блока корреляции в зависимости от результата сравнения из блока 24. Обратная связь на первый усилитель

22 ускоряет процесс адаптации, увеличивая коэффициент усиления для про- I хождения сигнала, снимаемого с блока; корреляции с наибольшим Л, После R тактов адаптации в схеме будет работать по существу лишь один из блоков корреляции, настройка генератора эталонного сигнала, подключенного к которому, будет наиболее близка к истинному значению параметров размытия. При достижении А максимума срабатывает блок 15 определения экстремума. Его выходной сигнал возвращает первый выходной триггер 10 в исходное состояние, заканчивая тем самым формирование времени Т. Тот же сигнал возбуждает второй выходной триггер 11, который формирует время

строчного периода t, сброс выходного триггера 11 осуществляется строчными импульсами. Выделение, привязка в- кадре и восстановление строк осуществляется с помощью строчных и кадровых импульсов, поступающих на селектор 8 строк.

Таким образом, введение в устройство новых отличительных признаков непосредственно позволяет обнаружить различный из-за вибраций сигнала объекта и адаптировать устройство на вибрацию с определенными параметрами, что позволяет более точно измерить перемещение объекта. При этом эффективность адаптации с увеличением размытия (в определенных пределах) возрастает.

J I

SiMTiB

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее последовательно соединенные передающую телевизионную камеру, предусилитель видеоконтрольный блок, генераторы кадровой развертки (ГКР) и генератор строчной развертки (ГСР), первые выходы которых подключены к входам разверток передающей телевизионной камеры, формирователь сигнала начала измерений (ФСНИ), выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом ГКР и объединен с первым входом селектора строк, информационные выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока-корреляции, второй вход которого соединен с выходом предусилителя, генератор тактовых импульсов (ГТИ), выход которого подключен к третьему и четвертому входам блока корреляции, второй ключ, первый вход которого соединен с выходом управления селектора строк, а выход - с пятым входом блока корреляции и первым входом первого выходного триггера, блок определения экстремума, выход которого подключен ко второму входу первого выходного триггера и первому входу второго выходного триггера, второй вход которого соединен с выходом ГСР и объединен с вторым входом селектора строк, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измepeни i при вибрациях передающей телевизионной камеры, введены (п-1) блоков корреляции, п-генераторов эталонных сигналов, последовательно соединенные коммутатор, блок сравнения, преобразователь, первый усилитель, блок задержки, второй усилитель и сумма.тор-нормализатор, выход которого подключен к входу блока определений экстремума и второму входу блока (П сравнения, а также синхрогенератор, выходы которого пбдключены к синхровходам коммутатора и блока задержки, и блок управления, выходы которого соединены с входами управления видеоконтрольного блока, передающей телевизионной камеры и ФСНИ, выход кото4 рого подключен к входам ГТИ, синхрЬсл генератора и п генераторов эталонных N сигналов, выходы которых соединены с шестыми входами соответствующих блоков корреляции, при этом объединены соответственно первые, вторые, третьи, четвертые и пятые входы всех блоков корреляции, их выходы подключены к входам коммутатора, выход которого соединен с вторым входом второго усилителя, а вылсд блока задержки соединен с вторым входом первого усилителя, а дополнительный выход ФСНИ с входом запуска ГКР и ГСР.

Фиг. 2