Устройство для определения положения зоны с неравномерной освещенностью Советский патент 1993 года по МПК G01B21/00 

ел

С

Изобретение относите к измерительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия и информативности. В устройстве величина выходного напряжения дополнительного блока, выборки-хранения пропорциональна промежутку времени от начала сканирования Л Ф П.З С до момента времени т, определяющего положение измеряемой зоны с неравномерной освещенностью на ЛФПЗС, а определение положения зоны происходит в момент времени Тс без задержки до конца сканирования Тс. Кроме того исключение дискретности измерений позволяет осуществлять непрерывную регистрацию и применять устройство в аналоговых системах. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах технического зрения, устройствах автоматики и телемеханики для бесконтактного определения положения объектов в пространстве или их размеров, когда Информативным параметром является; положение зоны с неравномерной освещенностью, сформированной на фоточувствительном приемнике.

Известно устройство, содержащее фоточувствительный элемент, видеопроцессор, интегратор, делитель, блок выборки-хранения, схему сравнения, блоки управления и счета и выходной регистр. Недостатками данного устройства являются сложность и временное запаздывание получения координаты положения зоны с неравномерной освещенностью, связанные с цифровым способом расчета координаты.

Прототипом предлагаемого устройства является устройство, включающее в себя последовательно соединенные линейный фоточувствительный элемент, видеопроцес- сор, управляемый интегратор, блок выборки-хранения, блок сравнения, выходной регистр, а также блок управления, соединенный с их управляющими входами, и блок счета, соединенный с блоком управления и выходным регистром, причем управляемый интегратор соединен также .со вторым входом блока сравнения. Недостатками прототипа являются низкие быстродействие и информативность, вызванные временным запаздыванием получения координаты зоны до конца цикла сканирования линейного фоточувствительного элемента, а также дискретностью измерения положения зоны при представлении ее координаты в цифровом виде.

Цель изобретения - повышение быстродействия и информативности устройства для определения положения зоны с неравномерной освещенностью.

х|

Ю

ел

го XI о

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления; на фиг.З - временные диаграммы сигналов.

Устройство для определения положения зоны с неравномерной освещенностью (фиг.1) содержит линейный фоточувствительный элемент 1, например линейный фотоприбор с зарядовой связью, видеопроцессор 2, управляемый интегратор 3, блок 4 сравнения, блок 5 выборки-хранения, блок 6 управления, дополнительный блок 7 выборки-хранения, сумматор 8, дополнительный интегратор 9, первый 10 и второй 11 источники постоянного напряжения. Выход дополнительного блока 7 выборки-хранения является выходом устройства.

Блок 6 управления (фиг.2) состоит из генератора 12 тактовых частот, блока 13 синхронизации, блока 14 формирования фазовых сигналов, блока 15 формирования вспомогательных сигналов, блока 16 преобразователей уровня, блока 17 формирования управляющих сигналов. Выходы блоков 12, 15, 16, 17 являются выходами блока 6 управления..

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Определение положения зоны с неравномерной освещенностью производится за два цикла длительностью Тц каждый, в которых производится одномерное дискретное сканирование линейного фоточувствительного элемента 1 длительностью Тс (фиг.З). В каждом цикле блок 6 управления формирует сигналы, управляющие работой блоков устройства. При этом генератор 12 тактовых частот вырабатывает сигналы опорных частот f0,...,fi (фиг.З, б), блок 14 формирования фазовых сигналов формирует пакеты фазовых импульсов иф| (фиг.З, в) для переноса зарядов в линейном фоточувствительном элементе 1, причем порядок чередования и длительность пакетов импульсов задаются выходными сигналами блока 13 синхронизации. Блок 15 формирования вспомогательных сигналов формирует сигналы 1)в.з. и UC.T. (фиг.З, г,д) управления соответственно выходным затвором и сбросовым транзистором фоточувствительного элемента 1 и сигнал Ue.n (фиг.З, е) управления видеопроцессором 2. С помощью блока 16 преобразователей уровня сигналы UC.T., Ue,3., иф1 согласуются по уровню с фоточувствительным элементом 1 .С помощью блока 17 формирования .управляющих сигналов осуществляется формирования сигналов UB-X (фиг.З, к) управления блоком 5 выборки- хранения (уровень логической 1 -: выборка, О - хранение), Ууи (фиг.З, и) - управления

управляемым интегратором 3 ( 1 - интегрирование. сброс результата интегрирования), Uec (фиг.З, м) - управления блоком 4 сравнения (О -режим сравнения, 1 установка исходного состояния). Генератор 12 тактовых частот формирует сигнал идуи (фиг.З, а, о) управления дополнительным управляемым интегратором 9 (1 - интегрирование, О - сброс результата йнтегрирования).

В каждом цикле видеосигнал с изображением зоны с неравномерной освещенностью (фиг.З, ж) с выхода линейного фоточувствительного элемента 1 впроцессе сканирования поступает на вход виде опроцессора 2, который осуществляет предварительную обработку видеосигнала с целью устранения шумов выходного узла фоточувствительного элемента 1. Видео- сигнал первого цикла (фиг.З, з) с выхода видеопроцессора 2 поступает в интегратор 3, где производится его интегрирование (фиг.З. л). Результат интегрирования запоминается блоком 5 выборки-хранения.

Блок 4 сравнения сравнивает результат интегрирования видеосигнала первого цикла с текущим значением результата интегрирования видеосигнала второго цикла с учетом их относительного коэффициента

к (0 К 1) (фиг.З, л - сравнение для К 0,5). В момент равенства двух результатов, что соответствует моменту времени тот начала сканирования, на выходе блока 4 сравнения формируется короткий управляющий импульс (фиг.З, н), поступающий на управляющий вход дополнительного блока 7 выборки-хранения.

В каждом цикле в течение времени Тс дополнительный интегратор 9 осуществляет

интегрирование постоянного напряжения, задаваемого первым источником 10 постоянного напряжения. После окончания времени Тс сканирования результат интегрирования обнуляется и на выходе дополнительного

интегратора 9 формируется пилообразное напряжения (фиг.З, п). С помощью сумматора 8 пилообразное напряжение усиливается и суммируется с постоянным напряжением Ud, задаваемым вторым источником 11 постоянного напряжения. Выходное напряжение сумматора 8 (фиг.З, р) изменяется по закону: ::

r-Uy + 2.t

Ueb,x(t) {С 1-Ц)

В момент времени т , определяющий положение зоны с неравномерной освещенностью, короткий управляющий импульс (фиг.З, н) задает режимы выборки для до- .по/Унительного блока 7 выборки-хранения, который осуществляет запоминание вели- чин|ы напряжения, присутствующего в этот момент времени на выходе сумматора 8, и хранения ее до прихода следующего управ- ляю-щего импульса (фиг.З. с). Величина вы- напряжения дополнительного блоса 7 выборки-хранения пропорциональ- на-.промежутку времени гот начала сканирования фрточувствительногоэлемента 1 до момента времени, определяющего положение |зоны с неравномерной освещенностью (при К 0,5 - положение энергетического

Формула изобретения Устройство для определения положения г:оны с неравномерной освещенностью, содезжащее блок управления, последовательно соединенные линейный фоточувст- витёльный элемент, видеопроцессор, интегратор и блок сравнения, а также блок выборки-хранения, управляющие входы кото ры

соединены с соответствующими выходами блока управления, причем интегратор через блок выборки-хранения соединен с вторым входом блока сравнения, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью

центра зоны). При этом определение положения зоны происходит без задержки до конца сканирования фоточувствительного элемента, а измерение положения зоны производится непрерывно.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в повышении быстродействия и информативности устройства, а также в обеспечении возможности применения устройства в .системах с непрерывной регистрацией координат и в аналоговых устройствах автоматики и телемеханики.

повышения быстродействия и информативности, в него введены последовательно соединенные источник постоянного напряжения, дополнительный управляемый интегратор, сумматор и дополнительный блок выборки-хранения, а также второй источник постоянного напряжения, соединенный с вторым входом сумматора, причем управляющий вход дополнительного блока выборки-хранёния соединен с выходом блока сравнения, а управляющий вход дополнительного управляемого интегратора соединен с шестым выходом блока управления.

(puzl