Измеритель скорости движения изображения поверхности Советский патент 1992 года по МПК G01P3/36 

Изобретение относится к измерительной технике и йожет быть использовано для измерения скорости движения изображения, например в датчиках скорости компенсаторов скоростного смаза при аэрофотосъемке, в измерителях скорости движения проката и т.п.

Цель изобретения - повышение точности измерения скорости движения.

На чертеже изображена функциональная схема измерителя.

Измеритель скорости движения изображения поверхности содержит объектив 1, размещенный между подстилающей поверхностью 2 (или объектом) и светочувствительным линейным прибором (ПЗС) 3 с зарядовой связью, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 4, первый 5 и второй 6 регистры сдвига, первый 7 и второй Я сумматоры, блок 9 сравнения, первый ГО и пторой 11 ключи, первый 12 и второй 13 блоки

вычитания, мультиплексор 14, экстремальный регулятор 15, генератор 16 импульсов, регистратор 17.

Измеритель работает следующим образом.

Изображение подстилающей поверхности 2 объективом 1 проецируется на светочувствительную поверхность ли- нейного прибора с зарядовой связью 3. Продвижение зарядовых пакетов в ли- нейном приборе с зарядовой связью 3 осуществляется непрерывно с помощью .поступающих с выхода генератора 16 сдвиговых импульсов . Направление дви- кения изображения по светочувствительной поверхности линейного 1ПС 3 совпадает с направлением продвижения эарядовьк пакетов в нем и обозначено стрелкой. В соответствии с частотой синхронизации видеосигнал с линейного ПЗС 3 поступает в АЦН 4, который преобразует его в цифровую форму. С выV|

О

ел

xi

ь

fco

v,v: i ДИЧ-преоГфагшп.тпитя 4 тяктируе- я: ни Ч 01 видеосигнал последова- TI-.-HH ,;г.глннет Ш рльг регистр сдпи-

;-., j , iVlMiii pL M НПО Г 3 Л ЮЛ HI ПН ОМ Ш Р

ы Г регг.отра 5 происходит параллель- п .н- считывание записанных ранее значении видеосигнала из ячеек первого Регистра сдвига 5 в первый сумматор 7, на выходе которого получается сигнал, пропорциональный оценке математического ожидания видеосигнала за такое количество тактов синхронизации, сколько ячеек первого регистра сдвига 5 доступно для параллельного считывания. Хлок сравнения 9 определяет, какой из поступивших на его информационные входы сигнал больше и в зависимости от этого формирует на выходе адресный сигнал - О или 1. Если значение видеосигнала с АЦП 4 больие сигнала, пропорционального математическому ожиданию видеосигнала, то на выходе блока сравнения

9 устанавливается адресный сигнал 1, который, управляя работой ключей

10 и 11, переводит их в положение коммутации выходов первого сумматора 7 и АЦП 4 со входами блока вычитания 13. На выходе блока вычитания 13 действует сигнал, пропорциональный разности значений видеосигнала и его математического ожидания. Ксли значение видеосигнала с АЦП 4 меньше сигнала с выхода первого сумматора 7, пропорционального математическому ожиданию видеосигнала, то на выходе блока сравнения У формируется адресный сигнал (V1, который, управляя Ю и 11, соединит выходы АЦП 4 и первого сумматора 7 с входами блока вычитания 12, на выходе которого будет действовать разностный сигнал между оценкой среднего значения видеосигнала и его текушим значением. Таким образом, в каждый такт синхронизации на выходе одного из блоков вычитания 12 или 13 действует цифровой сигнал, пропорциональный абсолютной разности видео- гигняла и его математического ожидания, а на выходе другого блока вычитания действует нулевой цифровой сигнал. Мультиплексор адресным сигналим с выхода блока сравнения 9 переключается в положение коммутаг ии своего выхода с одним из двух информационны, входов, на котором находит- ся в данный момент времени разностный снгн&л от блоков вычитания 12

5

0

0

5

0

5

0

5

или 13. С выхода мультиплексора 14 разностные сигналы последовательно заполняют нчськи второго сдвигового регистра 6. доступные параллельному считыванию во второй сумм .ч гор И. Поэтому на выходе второго сумматора 8 действует сигнал, пропорциональный оценке дисперсии видеосигнала за такое количество синхроимпульсов, . которое равно минимальному числу ячеек в регистрах 5 и 13. При равенстве скорости изображения по поверхности прибора 3 и скорости продвижения его зарядовых пакетов видеосигнал изображения подстилающей поверхности на выходе этого прибора не будет искажен. Ксли скорость изображения не соответствует частоте сдвиговых импульсов, то произойдет смаэ изображения вдоль линейного НЗС 3. Это приведет к тому, что уменьшится дисперсия совокупности значений ви- деосигнала последовательно поступивших с линейного ПЗС 3. Сигнал, пропорциональный оценке дисперсии видеосигнала, поступает в экстремальный регулятор 15. При уменьшении значения этого сигнала в процессе работы измерителя экстремальный регулятор 15 изменяет частоту генератора 16 сдвиговых импульсов таким образом, чтобы увеличить значение сигнала, пропорционального оценке дисперсии. По частоте сдвиговых импульсов реги-- стратор 17 определяет скорость движения изображения и представляет ее в любой удобной форме.

Формула изобретения

Измеритель скорости движения изображения поверхности, содержащий объектив, в задней фокальной плоскости, которого размещен светочувствительный линейный прибор с зарядовой связью, ориентированный вдоль направления движения изображения, экстре-. мальный регулятор, генератор сдвиговых импульсок и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он дополнительно содерм-ит аналоге- цифровой преобразователь, первый и втором регистры сдвига, сумматор, блок сравнении, мультиплексор, первый и второй ключи, первый и второй блоки вычитания, причем выход линейного прибора с зарядовой связью подключен к входу аналоге-цифрового преобразо-

вателя, выход которого соелимеи г первыми входами блока сравнения, первого регистра сдвига и второго ключа, вход прибора с зарядовой саязью соединен с выходом генератора импульсов, первым входом первого сумматора, вторым входом первого регистра сдпнга, вторым входом блока сравнения, первыми ВХОДамИ ПерВОГО И ВТОРОГО бЛОКОБ

вычитания, первыми входами экстремального регулятора, мультиплексора, второго регистра сдвига, второго сумматора и входом регистратора, вход генератора соединен с выходом экстремального регулятора, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, выход первого регистра сдвига подключен к второму входу первого сумматора, выход которого соединен с первым яходом первого ключа и нторым входом блока сравнения, пыход которого подключен к вторым входам первого и второго ключей и мультиплексора, первый выход первого ключа соединен с первым входом второго блока вычитания, а второй выход - с вторым входом первого блока вычитания, первый выход второго ключа соединен с вторым входом второго блока вычитания, а второй вг-гход - с первым входом первого блока вычитания, выход которого соединен с третьим входом мультиплексора, четвертый вход которого соединен с выходом второго блока вычитания, а выход мультиплексора подключен к второму входу второго регистра сдвига, выход которого подключен к второму входу второго сумматора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть ис пользовано для измерения скорости движения изображения например, з датчиках скорости компенсаторов скоростного смаза при аэрофотосъемке, в измерителях скорости движения прокатки и т.п. Цель изобретения - повышение точности измерения скорости движения. Измерение скорости осуществляется с помощью объектива, в фокальной плоскости которого находится линейный прибор с зарядовой связью, и электронных блоков, формирую-тих управляющий сигнал для генератора импульсов сдвига, подключенного к ТВС-прибору, на основе статистического анализа последовательности нес- кольких значений видеосигнала и вычисления автокорреляционной функции . 1 ил.

I

12.