Способ измерения скорости движения транспортных средств и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК H04N7/18 

СО

нала, генератор 3 стробирующих импульсов, блок ме5ккадровой разности (БМР) А, преобразователь 5 временного интервала в скорость, коммутатор 6, элементы И 78 8 и 9, элементы ИЛИ 10 и 11, сдвиговый регистр 12, счетчик 13 и триггеры 14-19. По предлагаемому способу вначале осуществляется формирование сигнала контрольного участкаJ длина которого больше максимальной длины транспортного средс тва (ТС), Затем осуществляется формирование сигнала мерного участка, длина которого обеспечивает 10%-нун погреиг- рость измеряемой величины скорости и

который затем делится на несколько сигналов мерных отрезков, длина которых несколько больше средней длины ТС, Далее формируются сигналы меток в начале и конце каждого мерного отрезка. После формирования импульсаj длительность которого равна времени прохождения мерного участка длиной L этот импульс поступает на преобрадо- ватель 5, который по временному интервалу, высоте и длине мерного учаг стка определяет скорость ТС. Устройство по п,3 формулы отличается выполнение БМР 4, 2 с.п.ф-лы, 1 з.п.ф-лы, 3 ИЛ1 « .

Изобретение относится к телевидению. Цель изобретения - повышение точности и помехоэащищенностк измерения скорости движения транспортных средств. Устройство реализующее данный способ, содержит датчик 2 ТВ-сиг

1-

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано при построении телезизионных (ТВ) автоматизированных систем наблюдения т управления дорожным движением для измерения скорости транспортных средств, . .

Цель изобретения повьшение точности и помехозащищенности измерений скорости движения транспортныхt. средств.

На фиг, приведено ТВ-изображение контролируемого участка с транспортным средством и формируемых меток; на фиг а 2 схема расположения датчика ТВ-сигнала относительно транспортного средства и контролируемого участка ,. дороги; на фиг.З - структурная электрическая схема устройства для измерения cKojpocTH движения транспортных средств.

На ТВ-изображенни (фигЛ) контролируемого участка формируется после- давательность меток. MQ,. М,...; М„ располагаемьпс по направлению движения транспортного средства .

Цатчик 2 ТВ-сигнала располагается (фиг.2) на высоте Н над дорогой, по которой движется транспортное средство 1. Метки М,, Mj,..-,MiAi4.4 занимают участок длиной i - .

Устройство для измерения скорости движения транспортных средств (фиг .3 ) со/хержит датчик 2 ТВ-сигнала, г енера- тор 3 стробирующих импульсов, блок 4 межкадроБой разностиа преобразователь

0

0

5

0

5

5 временного интервала в скорость, коммутатор 6, три элемента И 7-9, два элемента ИЛИ 10 и i, сдвиговый регистр 12, счетчик 13 и шесть триггеров 14 - 19.

Блок 4 межкадровой разности содержит триггер 20, коммутатор 21, два ключа 22 и 23, два конденсатора 24 и 25, дифференциальный усилитель 26, компаратор 27 и формирователь 28 импульсов .

Способ осуществляется следующим « образом.

Выбирают мерный участок (фиг.2), длина которого обеспечивает, например, 10%-ную погрешность измеряемой величины скорости. Делят мерный участок йа несколько мерных отрезков, длина которых несколько больше средней длины транспортного средства 1. Перед указанным мерным участком выбирают контрольный участок, длина которого больше максимальной длины транспортного средства 1. С помощью генератора 3 стробирующих импульсов и коммутатора 6 формируют сигналы меток М|, где 04 i S начале и конце каждого мерного отрезка. При этом высота метки равна двум строкам в каждом поле разложения или четырем чередующимся, что уменьшает влияние помех, возникающих из-за чересстрочного разложения, так как этим обеспечивается взаимное перекрытие двух строк четного поля двумя строками нечетного поля. Ширина метки М{ выбирается

равной не более 1/3 ширины транспортного средства I. Метки располагаются по центру полосы движения,

С помощью блока 4 межкадровой разности формируют сигнал наличия движе- ния для участка изображения, выделяемого стробир тощим импульсом соответствующей метки М/. При этом формируют также сигнал запрета на время до прихода следующего импульса полей при каждом первом появлении новой метки М/ на выходе коммутатора. Сигнал запрета исключает возможность ложного продвижения информации и перехода на следу- 15 четных полей, а пя конденсаторе 25

ющую метку из-за различия уровней сигнала в каждом новом месте ТВ- растра (например, из-за неравномерности сигнала по полю), определяемого, положением очередной метки. После прохождения всех меток М, сдвиговый регистр 12 принудительно обнуляют, а для начала нового цикла измерений, уже по другому транспортному средству 1, принудительно в первый разряд сдвигового регистра 1-2 записывают потенциал логической 1.

Контрольный участок введен для того, чтобы обеспечить измерение временного интервала на мерном участке только по переднему концу транспортного средства 1.

Видеосигнал с датчика 2 поступает на входы первого 22 и второго 23 клю- 1чей блока Л межкадровой разности. При этом выходные сигналы генератора 3 t |СТробирующих импульсов поступают на входы коммутатора 6, который имеет один выход. Сигнал на. выходе коммутатора 6 зависит от кодового состояния разрядов сдвигового регистра 12.- Исходное состояние устройства - в сдвиг говом регистре 12 в первом разряде записана логическая 1, в остальных разрядах - логические О, При такой кодовой комбинации на выход коммутатора 6 с генератора 3 стробирующих импульсов поступают стробирующие им- . пульсы четньк и нечетных полей ТВ- разложения метки Мб, что соответствует участку изображения Мо(фиг.1) в на начале дополнительного участка, предшествующего мерному участку. Стробирующие импульсы с выхода коммутатора 6 поступа:ют на .третий элемент И 9 и коммутатор 21, на управляющий вход которого поступают импульсы частоты кадров скважностью два с выхода триггера 20. На вход последнего поступают

импульсы iacTOTM полей (П). Таким оЪ- разом, раздельно на выходах коммута- ;. тора 2) присутств пот стробиругощие импульсы нечетных и четг{ых полей учпст- ка изображения Мл(фиг.1), что соответствует началу контролируемого участка, Стробируюшие импульсы нечетных и четных полей с соответстпующих выходов коммутатора 21 поступают на управляющие входы кгаочкй 22 и 23. При этом на кондепсагоро. 24 запоминается значение видеосигналз во время суще- стлования стробмруп дих импульсов не5

0

5

0

5

0

5

значение видеосигнала во время суще- стБования стробирующих импульсов четных полей. Сигна.пы с конденсаторов 24 /и 25 поступают на npHMoii и инверсный входы ,ренииадьного усилител.п 26, на выходе которого формируется разно- стньй сигна:;., К выходу )еренциаль- ного усилитапя 26 под:и1ючеи вход компаратора 27, на выходе которого формируется импульс при входном напряжении отличном от

На стробирующий вход компаратора 27 поступают стробирующие импульсы с выхода формирователя 28, на вход которого с выхода коммутатора 6 посту- пают стробирушщие импульсы меток. На выходе формиро11ате..т1я 28 формир потся короткие импульсы с задержкой относительно стробируюшсго импульса метки, равной, например, длите.пьности одной строки. Таким образом, сигнал наличия дв1скения, определенный на участке изображения, стробируемого меткой М ff (фиг 11) , и сформированный на выходе компаратора 27, совпадающий во времени со стробирующим 1- мпульсом на выходе формирователя 28 во время активной длительности ТВ-поля при условии различия размаха з видеосигналах четного и нечетного полей большего по модул о порогового значения (например, равного нул.о) компаратора 27 поступает на один из входов первого элемента И 7.

В связи с тем, что каждый раз при переходе метки на новое место на выходе компаратора 27 в ТВ-поле, в котором этот переход осуществляется, неизбежно формируется ложньй сигнал наличия двихсе. ия вследствие неравномерности видеосигнала по полю, необходи- мо, чтобы в атом поле (до начала следующего поля) осуществлялся запрет для сигнала мплгчня дв .скения, сфор514

.мированного на выходе компаратора 27. .Этот запрет осуществляется первым эле :меитом И 7 следзпощнм образом. Шестой ; триггер 19 в пачапв каждого поля ус- ;танавливается по входу S в состояние логической р Стробирующим 1мпульг сом MeTKHj который пост тгает через ;трет11й элемент Н 8 на вход R шесто го iTpwrrepa 19, он переводится иэ сЬсто- ;яния логической в состояние логн

Ческого 0 Сформированным на выхо- |де перепадом логическая 1 /логнчес кий О, пятый триггер , 18 устанаплива- ется в состояние по прямому вы- |ходу и этим запрещает поступление че- рез третий элемент И 9 на R-вход шес iToro триггера 19 стробнрующпм импульг-, {сов меток о Потенциалом логического который поступает одновременно :на один из входов первого элемента И 17} осуществляется -запрет дяя сигнала наличия двнженияз который может пос- I тупить на второй вход первого, элемен та И 7 в текущем поле,/ В конце теку-; Гщего поля, следующим импзшъсом полей,, поступающим на вход S шестого триг- - iгера 19, его состояние восстанавлиза ,; ется. При этом на вход первого эле--. : мента И 1,7 поступает разрешающшЧ по- /генциал, состояние же пятого триггера i 18 сохраняется нензмедп ым,, потетдиал : логического и на его выхода запре- 1-щает прохождение стробирующих импуль

-J сов меток на выход третьего элементатью равной 1 ТВ-полюj поступает чеtil 8, Состояние пятого 18 и шестого 19 ;. рез первый элемент ИЖ 10 на вход

-Триггеров остается неизменным до первог ,сдвигового регистра 12 и этим-обеспего появления сигнала нал ггчия движения ,чнвает одновременно обнуление .всех г

выходе компаратора 2 который приразрядов регистра, блокировку от за- .

разрешающем потенциале на одном из . Qписи в регистр и продвижение в нем

входов третьего элемента И 9 поступа-информации на время, равное одному ет на его выход и одновременно по входу S возвр ащает пятый триггер 18 в

ТВ-полюJ которое нео&ходимо для вычиг сления скорости в прео.бразователе 5.

.состояние логической - 1- , а через пер вый элемент ИЛИ 10 поступает на.вход сдвигового регистра 12 и продвигает в нем информацию на один такт, т.е. .по тенциал логической 1 появляется во втором разрядном выходе сдвигового регистра 12,

Перепадом напряжения логическая 1 /логический -снимаемого с в то- рого разрядного выхода сдвигового регистра 12, что соответствует момекту пересечения транспортным с редством стыо, равной одной или половине стро-участка изображения, соо ветству1огдегоки (в зависимости от номера .поля),

началу М., / (фигЛ и 2) мерного .участ™поступает на второй вход сдвигового

кЯя первый триггер 14 уста1швливает регистра 12 и устанавливает первый .

ся в состояние лоп-тческой иразряд (вьгчод О) в состояние логи

такнм же перепадом напряжения, снимаемым с выхода (N+)-разрядного выхода сдвигового регистра 12, что соответствует моменту пересечения транспорт- №1М средством участка изображения, соответствующего концу М, (фиг.1 и 2) мерного участка, через второй эле- feнт ИЛИ 1 1 первый триггер 4 устанавливается -в состояние логического О. Таким образом, длительность Mk- пульса, сформированного на выходе . первого триггера 14, равна времени прохождения мерного участка длиною L (фиг,2). Этот импульс поступает на ; вход преобразователя 5 который по временному И11тервалу, высоте Н и дли . не L мерного участка определяет CKO-I .рость V транспортного средства

(фиг.2),.

Одновременно перепадом напряжения логическая Л /логический О через второй элемент .ИЛИ 11. второй триггер, 15 устанавливается в состояние логического нуля. Следу.-щим импул-ьсом по-,- ля, который .nocTynav.;T на вход S, второй триггер 15 устанавливается в исходное состояние - логиче;ская 1. Перепадом напряжения логическая

/логический .О, сформированным на инверсном вьгходе второго триггера 15, третий Триггер 16 -устанавливается в состояние логического О. Сформиро- . ванньШ при этом импульс длительносинформации на время, равное одному

5

O

ТВ-полюJ которое нео&ходимо для вычиг сления скорости в прео.бразователе 5.

В конце временного.интервала, равного 1 ТВ-полю, перепадом напряжения логическая 1 /логический О, сфор- мированньм на инверсном выходе третьего триггера 16, четвертый тригггер - 17 устаиавл гаается в состояние логи-- . Iческого О, а затем возвращается в исходное состояние первым строчным i импульсом начале активной длитель- ности следующего ТВ-поля, Сформированный при этот импульс длительное ,

ческой Г, Кодовое состояние выходов с;а1Б; Гового регистра 12 соответствует исходному состоянию устройства.

Для блокировки ситуации, когда транспортное средство I пересекло 3 iacTOK изображения, стробируемого меткойМ(начало мерного участка), а далее изменило траекторию движения так, ЧТО участки изображения (фиг.1), стробируемы е импульсами следующих меток М, Mj,... уже не могут быть им пересечен.., устройство содержит второй элемент И 8 и счетчик 13. При каждом пересечении транспортным средст- во.м 1 участка изображения, соответст- вующего метке М;(, на выходе первого триггера 14, как ив рабочем режиме, формируется потенциал логической 1,

25

30

который разрешает поступление на счет-2о формируют сигналы налиш я транспорт- ньй рход счетчика 13 импульсов частоты полей.. Кратность делений счетчика выбирается тшсой, что при числе им- пульсоа частоты полей больше некоторой величины (что соответствует вре- .

.манному интервалу большему,, чем время проезда мерного участка с минимальной скоростью), на выходе счетчика 13 формируется импульс, который 4ei:ie3 второй элемент ИЛИ }I поступает н вход R второго триггера J5 и этим восота- навливает исходное состояние устрой.ства. При длительности импульса на выходе первого триггера 14 меньшей, чем время проезда мерного участка с минимально допустимой скоростью, на выходе счетчика 13; выходной импульс не успевает сформироваться. В этом случае в конце временного интервала счетчик 13 устанавливается в исходное состояние так же импульсом с выхода второго элемента ИЛИ П в момент пе ресе чения транспортным средством 1 участка изображения, стробируемого импульсом метки .

35

ного средства на каждой промежуточной метке, а. преобрязованне оигна.па временного ичтервала в сигнал скорости транспортного средства ослмпествлятот при наличии сигналов на.пичия на в.сех N мерных отрезках.

2, Устпойство для измерения скоро- сти движения транспортш гк средств, содержащее датчик телевизионного (ТВ) сигнала, генератор стробирующих им пульсов, преобразователь временного интервала в скорость, блокмржкадро- вой разности, KONiMyTaTop и счетчик, отличашще ася тем, что введены сдвиговый регистр, три элемента И два элемента ИЛИ и шесть тр ггеров и счетчик, npJWBM датчик ТВ-сигнала, блок межкадровой разности, первый элемент И, первый элемент ИПИ, сдви- говуй регистр, первый триггер, второй элемент И, счетчик, второй элемент ИЛИ, второй, третий и четвертый триггеры включены последовательно, пятый триггер, третий элемент И и шестой триггер включены последовательно между выходом.и вторым входом первого элемента И, разрядные выходы сдвигового рег истра подключены к соответствующим управляющим входам коммутаторов, информаци онные входы которого соединены с соответствующими вы;содами генератора стробирующих иг- пульсов, а выход коммутаторе подключен к второму входу третьего элемента Ни стробиру- сс ющему входу блока межкадровой разности, вход синхронизац11-и которого объединен с первым входом генератора стробирующих импульсов, вторыми входами второго, третьего и тестого триг40

45

Ф о р. м у л а и 3 о б ре тения

I. Способ измерения скорости дв и- жения транспортнь х средств, заключающийся в формировании видеосигнала изображения участка пути, формировании сигнала метки начала мерного участка и сигнала метки окончания мерного участка пути, формировании сигналов наличия движения транспортного средства в начале и на .окончании мерного участка, формировании сигнала - временного интервала движения транспортного средства от стартовой до финишной метки, преобразопании сигнала временного интервала в сигнал скорости транспортного средства, о т - л л ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и помехоза- пу щенности измерений скорости, перед формированием сигнала метки начала мерного участка формируют сигнал контрольного участк а, длина которого V боль-ше максимального размера транспортного средства, формировайи- ем сигнала метки начала мерного участка jH форьшрованием сигнала метки окончания мерного участка формируют N сигналов N мерных, отрезков, длина которых соизмерима с длиной трянс- портного .тва, после гтовательно

5

0

о формируют сигналы налиш я транспорт-

5

ного средства на каждой промежуточной метке, а. преобрязованне оигна.па временного ичтервала в сигнал скорости транспортного средства ослмпествлятот при наличии сигналов на.пичия на в.сех N мерных отрезках.

2, Устпойство для измерения скоро- сти движения транспортш гк средств, содержащее датчик телевизионного (ТВ) сигнала, генератор стробирующих им . пульсов, преобразователь временного интервала в скорость, блокмржкадро- вой разности, KONiMyTaTop и счетчик, отличашще ася тем, что введены сдвиговый регистр, три элемента И два элемента ИЛИ и шесть тр ггеров и счетчик, npJWBM датчик ТВ-сигнала, блок межкадровой разности, первый элемент И, первый элемент ИПИ, сдви- говуй регистр, первый триггер, второй элемент И, счетчик, второй элемент ИЛИ, второй, третий и четвертый триггеры включены последовательно, пятый триггер, третий элемент И и шестой триггер включены последовательно между выходом.и вторым входом первого элемента И, разрядные выходы сдвигового рег истра подключены к соответствующим управляющим входам коммутаторов, информаци онные входы которого соединены с соответствующими вы;содами генератора стробирующих иг- пульсов, а выход коммутаторе подключен к второму входу третьего элемента Ни стробиру- с ющему входу блока межкадровой разности, вход синхронизац11-и которого объединен с первым входом генератора стробирующих импульсов, вторыми входами второго, третьего и тестого триг0

5

0

rispOB и является входом синхросигна- п)а полейр входом синхросигнала строк являются вторые входы генератора Стробирующих импулвсов, второго эле- MJeiiTa К-и четвертого триггера выход фторого подключен к второму входу (Сдвигового регистра, старший раэряд- ф1й выход которого подключен к второ- фг йхсду второго элемента ИЛИ, выход Q Которого подключен к вторым входам ijtepBoro триггера и счетчика, выход иестого триггера подключен к второму иходу пятого триггера, выход третьего григгера подключен к второму входу 15 fiepBoro элемента ИЛИд выход первого , (триггера подключен к первому входу Преобразователя временного интервала Ь скорость -второй вход и вьпсод кото- iporo является соответственно входом 20 йигналй длины мерного участка и вьгхо (дом сигнала скорости в

I Зв Устройство по пЛ, о т л и ч а- 1№ щ е а с я темд что блок межкадро- 25

вой разности содержит последовательно соединенные первый ключ, дифференциальный усилитель и компаратор, стро- бирующий вход которого соединен с формирователем импульсов, а выход является выходом блока межкадровой разности j между входом первого ключа, который является входом блока межкадровой раэности, и вторым входом диф- ференциального усилителя включен второй ключ, между общей шиной и выходами первого и второго ключей включены соответственно первый и второй конденсаторы, управляющие входы первого и второго ключей соединены соответст венно с первым и вторым выходами коммутатора, информационный вход которо.го объединен с входом формирователя импульсов и является стробирутощим входом блока межкадровой разности, син- хрониэирующим входом которого являет ся вход триггеру, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора.

SJ