Устройство для определения положения предметов на палубе судна Советский патент 1986 года по МПК G06G7/70 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля получения грузов, например контейнеров, на палубе судна. Цель изобретения - повышение точности индентификации смещенного предмета. На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 схема блока управления; на фиг„3 схема временного селектора; на фиг.4схема блока коммутации; на фиг,,5 пример негативного изображения предмета, закрепленного на палубе судна в исходном состояяии; на фиг.6 - позитивное изображение .предмета, закрепленного на палубе судна в исходном состоянии; на фиг.7 - пример негатив ного эталонного изображения предмета на фиг.8 - пример позитивного эталон ного изображения предмета; на фиг.9 пример реального позитивного изображения смещенного предмета; на фиг.10 пример реального негативного изображения смещенного предмета; на фиг.11 пример изображения, полученного при наложении эталонного негативного изо бражения и реального позитивного изо бражения смещенного прёдмета; на фиг.12 - пример изображения, получен ного при наложении эталонного позитивного изображения и реального негативного изображения смещенного пред мета; на фиг.13-16 - примеры видеосигналов одной строки; а - позитивного эталонного изображения (t,, ) ; S - негативного эталонного изображения (з„); 6 - реального позитивного изображения () реального не.гативного изображения (Ср); .0. - изоб ражения, полученного при наложении реального позитивного и эталонного негативного изображений (С(); е изображения, полученного при наложении реального негативного и эталонного позитивного изображений (г) (при этом на фиг. 13 Ь-е показаны видеосигналы, соответствующие нормальному положению предмета; на фиг.14 Б-е- видеосигналы, соответствунщие смещенному положению предмета; на фиг. видеосигналы, соответст вунщие смещенному предмету с увеличе нием его изображения; на фиг.166 -е видеосигналы, соответствующие смещен ному предмету с уменьшением его изоб ражения); на фиг17 - схема расположе ния устройства на палубе судна. На фиг.13-16 приняты следующие обозначения: 4 - интервал времени, соответствующий допуску на смещение Груза; и, , л,., , t| , t - интервалы времени, соответствующие реальному смещению груза. Устройство (фиг,1) содержит передающую 1 и приемную 2 телевизионные трубки, блок 3 развертки, содержащий генераторы 4 и 5 соответственно кадровой и строчной разверток, видеоусилители 6 и 7, инвертор 8 видеосигналов, делитель 9 частоты, смеситель 10 сигналов, блок 11 коммутации, блок 12 памяти, блок 13 управления, временной селектор 14, индикатор 15, фокусирующий объектив 16, осветитель 17„ При этом осветитель 17, груз 18 на палубе судна и светочувствительная мишень передающей телевизионной трубки t оптически связаны. Первый и второй входы телевизионных трубок 1 и 2 связаны с первым и вторым выходами блока 3 развертки, первый выход которого, (выход генератора 4 кадровой развертки) соединен с входом делителя 9 частоты. Выходпередающей телевизионной трубки 1 соединен с входами видеоусилителей 6, вькод которого соединен с входом инвертора 8 видеосигналов и с первым входом блока 11 коммутации, к второму входу которого подключен выход инвертора 8. Один из вькодов блока 11 коммутации соединены с первыми входами (входами записи) узлов 19 и 20 памяти блока 12, другие вькоды с одними из входов блока 13 управления и с входами считывания узлов 19 и 20 памяти. Один вход блока 13 управления соединен с выходом делителя 9 частоты, другие - с выходами узлов 19и 20 блока 12 памяти, а выход - с входом временного селектора 14 и с одним входом сместителя 10 сигналов, к второму входу которого подключен выход блока 11 коммутации, выход смесителя 10 соединен с входом видеоусилителя 7, выход которого соединен с третьим входом приемной телевизионной трубки 2, выход временного селекторгР 14 соединен с входом индикатора 15. Объектив 16 выполнен в виде вращающейся головки с тремя объективами или в виде трансформатора. Узлы 19 и 20памяти выполнены, например, в виде видеомагнитофонов. В качестве осветителя 17 используется прожектор. Блок 13 управления (фиг.2) содержит три двухвходовых элемента ИЛИ 31 21-23, два двухвходовых элемента И 24 и 25, триггер 26. При этом входам блока являются входы элемента ИЛИ 21 входы элемента ИЛИ 22 и счетный вход триггера 26, а выходом - выход элемента ИЛИ 23. Выход элемента ИЛИ 21 соединен с первым входом элемента И 25, к второму входу которого подключен нулевой выход триггера 26. Выход элемента ИЛИ 22 соединен с пер вым входом элемента И 24, к второму входу которого подключен единичный выход триггера 26. Временной селектор 14 (фиг.З) содержит элемент НЕ 27, одновибратор 28 и элемент ЗАПРЕТ 29. При этом входом временного селектора 14 является вход элемента НЕ 27, выходом - выход элемента ЗАПРЕТ 29. Выход элемента НЕ 27 соединен с входом одновибратора 28 и Iвходом элемента ЗАПРЕТ 29, а выход рдновибратора 28 соединен t запрещаю цим входом элемента ЗАПРЕТ 29. Блок 11 коммутации (фиг.4) содержит два одиночных выключателя 30 и 31, один строенный выключатель 32 и шину 33 считывания. При.этом один контакт выключателя 30 соединен с одним контактом первой секции выключателя 32 и с одним входом. Один контакт выключателя 30 соединен с одним контактом второй секции выключателя 32 и с вторым входом. Один контакт третьей секции выключателя 32 соединен с шиной 33 считывания. Вторые контакты выключателей 30 и 31 соединены соответственно с первым и вторы выходами блока 11, третий выход кото рого соединен с вторым контактом пер вой секции выключателя 32, четвертый с вторым контактом второй секции выключателя 32, пятый и шестой - свто рым контактом третьей секции выключателя 32. Устройство работает следуимцим об,разс#м. В исходном состоянии в блоке 11 коммутации выключатели 30-32 разомкнуты. В узлах 19 и 20 памяти информация не записана. Осветитель 17, например прожектор, освещает закрепленный на палубе судна штучный груз предмет 18, изображение которого через регулируемый объектив 16 (например, трансформатор или вращающуюся головку из трех объективов) подается |На светочувствительную мишень передающей телевизионной трубки 1. Развертка электронного луча передающей 614 телевизионной трубки 1 производится с. помощью генераторов кадровой 4 и строчной 5 разверток. Видеосигнал с выхода передающей телевизионной трубки 1 усиливается видеоусилителем 6 и поступает на первый вход блока 11 коммутации и на вход инвертора 8 видеосигналов, выходной сигнал которого подается на второй вход блока 11 коммутации. Всякий раз, когда положение предмета на палубе судна считается нормальным (груз закреплен), записывается эталонное изображение поверхности палубы с грузом. Пусть негативные и позитивные изображения груза в нормальном положении имеют вид, представленный на фиг.З и 6, а эталонные негативные и позитивные изображения - на фиг. 7 и 8 соответственно . Для записи эталонных изображений, вращая головку регулируемого объектива 16, добиваются изображения предмета - штучного груза на светочувствительной мишени передающей телевизионной трубки 1, увеличенного на заданную величину, определяемую допуском на смещение. При этом выключатель 30 в блоке 11 коммутации вклю,чают (замыкают) и позитивный видеосигнал записывается в узле 19 памяти, например на видеомагнитофон. Выключатель 30 блока 11 коммутации пос ле записи изображения груза 18 на палубе судна отключают. Вращением объектива 16 добиваются уменьшенного изображения на светочувствительной мишени передающей телевизионной трубки 1 на заданную аналогнчную величину. Выключатель 31 блока 11 включают (замыкают), и видеосигнал через инвертор 8 записьшается в узел 20 памяти. Выключатель 31 отключают после записи негативного эталонного изображения. Затем включают схему контроля положения штучного груза. Для этого в блоке 11 коммутации (фиг.4) включают выключатель 32. При этом видеосигналы с выходов видеоусилителя 6 („ ) и инвертора 8 (f) подаются на третий и четвертый выходы блока 11. Данные выходные сигналы подаются соответственно на вход блока 13 управления (первый вход элемента ИЛИ 21) и на другой вход блока 13 (первый вход элемента ИЛИ 22). Выходной сигнал видеоусилителя 6 одновременно подается на вход смесителя 10. Одновре менно на другие входы узлов 19 и 20 памяти подается по шине 33 на считывание сигнал, например, с дополнительного входа устройства (не показан) При этом на выходе узла 19 памяти формируется эталонный позитивный видеосигнал (€5), поступающий на вход элемента ИЛИ 22 (фиг.2). Пусть видео в одной стрбке имею сигналы г вид, приведенньш на фиг. 13-16 (а,-г). С выхода узла 20 памяти подается эталонный негативный видеосигнал Сь на один вход элемента ИЛИ 21 , на другой вход которого подается реальный пози тивный видеосигнал ) . Пусть виде сигналы одной строки (,„, fpn) имеют . , ., , J ., вид, приведенный на фиг. 13-16 (8, В) . Выходные сигналы элементов ИПИ 21 и 22, соответственно2, ,6, (фиг. 1316е ,4), поступают на первые входы элементов И 25 и 24 соответственно. Одновременно импульсы с выхода генератора 4 кадровой развертки чере делитель I 9 частоты поступают на |Счетный вход триггера 26. Сигнал с единичного выхода триггера 26 поступает на второй вход элемента И 24, а сигнал с нулевого выхода триггера 26 - на второй вход элемента И 25 Выходные видеосигналы элементов И 24 и 25 подаются на входы элемента ИПИ 23 . Таким образом, выходной сигнал элемента ИЛИ 23 представляет собой (последовательность сигналов t. или Частота следования сигналов t. с/2 определяется генератором 4 кадровой развертки и делителем 9 частоты. Вькодной сигнал элемента ИЛИ 23 поступает на вход временного селектора 14 и на первьй вход смесителя ,10. Во временном селекторе 14 (фиг.З) сигнал поступает на вход элемента НЕ. 27, выходной сигнал которого пред ставляет собой последовательность сигналов, длительность которых определяется значениями (uj , ul) или (t,, t ) (фиг. 13-16 ,е). Выходной сигнал элемента НЕ 27 поступает на вход элемента ЗАПРЕТ 29 и на вход одновибратора 28. При появлении сигнала на выходе элемента НЕ 27 начинает работать одновибратор 28, формируя сигнал длительностью (фиг.13 16Ь ), поступающий на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 29. Если длительность выходного сигнала элемента НЕ 27 меньше длительности вьгходного сигнала одновибратора 28, выходной игнал элемента ЗАПРЕТ 29 равен ную, если больше,- выходной сигнал элемента ЗАПРЕТ 29 не равен нулю. Выходной сигнал временного селектора 14 поступает на вход индикатора 15, например электрическую лампочку, электрический звонок. Таким образом, в случае поступления с выхода блока ТЗ управления коротких импульсов, соответствующих нормальному положению груза (фиг. 13), временной селектор 14 не срабатывает и индикация не срабатывает, синхронизации работы временноге селектора 14 возможна установка элемента задержки сигнала элемента НЕ 27, подаваемого на вход элемента ЗАПРЕТ 29. Длительность задержки выбирается из условия одновременности прихода передних фронтов сигналов элемента НЕ 27 и одновибратора 28 на входы элемента ЗАПРЕТ 29. Длительность сигнала Д, формируемого одновибратором 28, выбирается не меньше длительности импульсов, соответствуюп их нормальному положению груза. В случае смещения груза на палубе судна за допустимые пределы на вход временного селектора 14 подаются импульсы, длительность ко горых больше времени и , формируемого одновибратором 28. При этом возможно направленное смещение предмета на палубе судна (фиг.9-12 и 14) или одновременное изменение масштаба- и смещение предмета. В этих случаях срабатывает индикатор 15, по сигналу которого tyдоводитель получает сигнал тревоги для принятия соответствующего решения . Кроме того, по характеру индикации, например прерывистому или непрерывному характеру работы звонка, судоводитель может оценить характер перемещения груза (вибрация это или сползание). Выходной видеосиогнал смесителя 10 представляет собой совокупность двух видеосиогналов. Один из них представоляет собой видеосигнал палубы судна с закрпеленным на ней грузом, получаемьм с третьего выхода блока 11 (т.е. с выхода видеоусилителя 6), а второй - видеосигнал с выхода блока 13. Выходной видеосигнал смесителя 10 через видеоусилитель 7 поступает на третий вход приемной телевизионной трубки 2. Таким образом, на экране премной телевизионной трубки 2 будет изображение палубы судна с грузом, причем предметы, перемещение которых превышает допустимые пределы, имеют ярк белую окантовку (может быть не по всему периметру). Площадь окантовки позволяет судоводителю судить о вели чине смещения груза, а ее несимметрия - о направлении (фиг.11 и 12). При развороте предмета может оказаться ситуация, что его изображение расширится (фиг.15) или сузится (фиг.16). В этом случае окантовка появляется с частотой, в два раза меньшей частоты делителя 9, в связи с тем, что в выходном сигнале блока 13 управления отсутствуют сигналы , или tj . В случае, если перед осветителем установлен светоконтрольный штриховой растр, то в изображении предметов появляются контрастные полосы, шаг которых зависит от шага растра, положения осветителя и положения грузов. Если один из предметов paзвopaчивaetcя по отношению к камере, то помимо светлых полос в контур изображения предмета. Появляющихся при описанном контроле, появляются дополнительно светлые полосы, вызван ные деформацией шагов растров визоб ражении. Таким образом сигнал о смещении предметов будет больше. Дальнейшее увеличение чувствительности к перемещению можно обеспечить нане сением на груз светоконтрастных пятен или штрихов, что вызывает появление в изображении муаровых полос при наложении изображения растра и упомянутых штрихов. Формула изобретения 1. Устройство для определения поло жени/1 предметов на палубе судна, со- j держащее оптически связанные осветитель, фокусирующий объектив и переданицую телевизионную трубку, выход которой подключен к входу первого видеоусилителя, приемную телевизион- Q ную трубку, вход которой соединен с выходом второго видеоусилителя, генераторы кадровой и строчной разверток, выходы которых подключены к управляющим входам передающей и приемной телевизионных трубок, блок управления, блок памяти и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности идентификации смещенного предмета, оно содержит инвертор видеосигналов, смеситель сигналов, делитель частоты, временной селектор, выход которого подключен к индикатору, и блок коммутации, первый вход которого, соединенный с входом инвертора видеосигналов, подключен к выходу первого видеоусилителя, а второй вход - к выходу инвертора видеосигналов, первый и второй выходы - к входам записи, третий и четвертьй выходы - к входам считывания блока памяти, пятый выход - к первому входу блока управления, шестой выход - к первому входу смесителя сигналов и второму входу блока управления, третий вход которого соединен с выходом делителя частоты,четвертый и пятый входы - с выходами блока памяти, выход блока управления подключен к входу временного селектора и второму входу смесителя сигналов, выход которого подключен к входу второго видеоусилителя, причем вход делителя частоты соединен с выходом генератора кадровой развертки. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок управления содержит три элемента ИЛИ, два элемента И и триггер, выходы которого подключены к одним из входов элементов И, другие входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, а выходы - с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока управления, первым и пятым входом которого являются входы первого элемента ИЖ, третьим входом - вход триггера, а вторым и четвертым входом входы второго элемента ИШ. 3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что временной селектор содержит-, элемент НЕ, одновибратор и элемент ЗАПРЕТ, вьпсод которого является выходом временного селектора, а входы соединены соответственно с выходами одновибратора и эламеита НЕ, вход которого является входом временного селектора, а выход подключен к входу одновибратора.

17

Изобретение относится к автоматике и касается устройств, предназначенных для контроля положения предметов (грузов), закрепленных на палубе судна. Цель изобретения - Ловьшение точности. Устройство содержит приемную и передающую телевизионные трубки, блок управления, блок коммутации, блок памяти, временной селектор, индикатор, делитель частоты, блок развертки с генераторами строчной и кадровой разверток, осветитель, регулируемый объектив и смеситель. Принцип работы устройства заключается в сравнении негативного позитивного изображений поверхности палубы судна с закрепленными на ней предметами при движении судна соответственно с позитивным и негативным зталонными изоо S бражениями поверхности палубы судна с размещенными на ней предметами.. W Эталонные изображения получают перед выходом судна в рейс с учетом допустимой величины перемещения закрепленного груза. В результате сравнения изображений определяют степень сме- щенчя каждого предмета независимо от способа его крепления и расположения. 2 з.п. ф-лы, 17 ил.

.5J

фиг. 2

п

фиг.з

31

щ

J

I

JJ

.

q3U2.4

т

031/г.6

фиг.5

XT

т

ЭН-hPff

S/7 Р

фиг.

cpi/e.fZ

фиг.13

Фuг.f

л V г

За/ рел/ге нбш ш е/wfbfu груз

na Sffcyff a с объе/г ибом

Т

//Oy/ V r

/7e/xffffWUf M /ne eSu OMWJt

фиг. 17