Устройство для измерения перемещения объектов Советский патент 1977 года по МПК H04N7/18 

1

Изобретение относится к технике телевидеиия и может использоваться для дистанционного автоматического измерения перемещений наблюдаемых контрастных изображений.

Известно устройство для измерения перемещения объектов, содержащее телевизионный блок, состоящий из передающей телевизионной камеры, генераторов кадровой и строчной разверток, видеоконтрольного индикатора, предварительного усилителя и генератора сигнала команды начала измерения, генератор сигнала тактовой частоты 1.

Однако в известном устройстве существует зависимость точности работы от характера изображения и от времени.

Цель изобретения - повыщение точности измерения перемещения объектов произвольной формы.

Для этого в предлагаемое устройство для измерения перемещения объекта введены селектор строк, входы которого соединены с выходами генераторов кадровой и строчной разверток, управляющий триггер, первый вход которого через введенный первый ключ, управляющий вход которого соединен с генератором сигнала команды начала измерения, подключен к генератору кадровой развертки, а второй вход управляющего триггера соединен с выходом введенного элемента ИЛИ, подключенного к выходам селектора строк.

коррелятор сигналов, к входам которого подключены выходы введенных второго, третьего, четвертого и пятого ключей, причем управляющие входы второго и третьего ключей соединены с выходом элемента ИЛИ, управляющие входы четвертого и пятого ключей через введенный шестой ключ, управляющий вход которого подключен к выходу управляющего триггера, соединены с одним из выходов

селектора строк, сигнальные входы второго и четвертого ключей подключены к выходу предварительного усилителя, сигнальные входы третьего и пятого ключей подключены к выходу генератора сигнала тактовой частоты,

а к выходу коррелятора сигналов подключен введенный блок определения экстремума, выход которого соединен с первыми входами введенных первого и второго выходных триггеров, при этом второй вход первого выходного триггера соединен с выходом шестого ключа, а второй вход второго выходного триггера соединен с выходом генератора строчной развертки.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма выбора экстремумов взаимно-корреляционной функции (ВКФ), поясняющая динамику работы

устройства. Устройство содержит телевизионный блок 1, состоящий из передающей телевизионной камеры 2, генераторов кадровой 3 и строчной 4 разверток, видеоконтрольного индикатора 5, предварительного усилителя 6, генератора 7 сигнала команды начала измерения; генератор 8 сигнала тактовой частоты; селектор строк 9, входы которого соединены с выходами генераторов кадровой 3 и строчной 4 разверток; управляющий триггер 10, первый вход которого через введенный первый ключ 11, управляющий вход которого подключен к генератору 7 сигнала команды начала измерения, соединен с генератором 3 кадровой развертки, а второй вход управляющего триггера соединен с выходом введенного элемента ИЛИ 12, подключенного к выходам селектора строк 9; коррелятор сигналов 13, к входам которого подключены выходы введенных второго 14, третьего 15, четвертого 16 и нятого 17 ключей, причем управляющие входы второго 14 и третьего 15 ключей соединены с выходом элемента ИЛИ 12, управляющие входы четвертого 16 и пятого 17 ключей через введенный тестой ключ 18, управляющий вход которого подключен к выходу управляющего триггера 10, соединены с одним из выходов селектора строк 9, сигнальные входы второго 14 и четвертого 16 ключей подключены к выходу предварительного усилителя 6, сигнальные входы третьего 15 и пятого 17 ключей подключены к выходу генератора 8 сигнала тактовой частоты, а к выходу коррелятора сигналов 13 подключен введенный блок 19 определения экстремума, выход которого соединен с первыми входами введенных первого 20 и второго 21 выходных триггеров, при этом второй вход первого выходного триггера 20 соединен с выходом шестого ключа 18, а второй вход второго выходного триггера 21 соединен с выходом генератора строчной развертки 4. Устройство ра ботает следующим образом. Из телевизионного блока 1 подаются сигналы строчных и кадровых импульсов, сигнал команды начала измерения и видеосигнал. Продвижение информации в корреляторе сигналов 13 обеспечивают импульсы с генератора 8 сигнала тактовой частоты. Управление записью и продвижением информации в корреляторе сигналов 13 осуществляется ключами -14-17. Ключи 14 и 15 управляются сигналом элемента ИЛИ 12, который подключен к выходам n-fm+i (, 1, 2,...,/С) строк селектора ютрок 9. Управление ключами 16, 17 и нервым выходным триггером 20 осуществляется выходом п-й строки селектора строк 9 через щестой ключ 18, которым управляет управляющий триггер 10, возбуждаемый сигналом генератора 3 кадровой развертки через первый ключ И при наличии разрешающего сигнала команды начала измерения. Сброс в исходное состояние управляющего триггера 10 осуществляется выходным сигналом элемента ИЛИ 12. Суммарным вектором 5 (фиг. 2) нредставлена «спрямленная траектория движущейся точки В изображения (составляющие вектора Si и 2 соответственно), которая последовательно пересекает п-ю строку 22 и (п-}-т-{- -i)-io строку 23 под углом а кадрового растра 24. Время появления экстремума ВКФ видеосигналов, пропорциональное составляющим 5 в цикле измерения, соотвественно обозначено т, ть Т2. Расстояние между строками п и (n+OT+t) в момент появления экстремума обозначено размером А. Определяется момент появления экстремума ВКФ видеосигналов в строчном периоде и в периоде измерения (серия кадров) перемещающегося образа изображения, причем определяется ВКФ запомненного в корреляторе сигналов 13 образа строки 22 и текущего образа строки 23 в реальном масштабе времени. Согласно фиг. 2 положение экстремума ВКФ в строке определяется смещением Si образа вдоль строки, пропорционального временному смещению ть а положение в цикле измерения-смещением 5 образа между строками 22 и 23, нропордионального временному смещению т. В каждом цикле работы устройство определяет смещения S и Si. Следуя принципу работы, по сигналу команды начала измерения открывается первый ключ 11, и кадровый импульс ориентирует управляющий триггер 10 на открывание шестого ключа 18, который пропускает п- строчной импульс селектора строк 9. Этот импульс коммутирует ключи 16, 17 и перебрасывает первый выходной триггер 20, формируя начало цикла времени т. Через открытый ключ 16 в коллектор сигналов 13 записывается видеосигнал строки п с номощью продвигающих тактовых импз льсов, поступающих через открытый ключ 17 от генератора 8 сигнала тактовой частоты. Строчные импульсы (д+m+i) возбуждают элемент ИЛИ 12, который приводит в исходное состояние управляющий триггер 10 и коммутирует ключи 14, 15. Через открытый ключ 14 в коррелятор сигналов 13 записываются (продвигаются) видеосигналы строк («+ОТ+0На каждом такте продвижения, осуществляемого тактовыми импульсами генератора 8 сигнала тактовой частоты через открытый ключ 15, определяется их ВКФ с запомненным видеосигналом строки п. На каждом такте ВКФ видеосигналов потупает на блок 19 определения экстремума, апример пиковый детектор, который выдает игнал в момент экстремального значения КФ видеосигналов максимум подобия обраов видеосигналов строк п и (п+т+г). Таой момент возможен в строчном периоде троки (л+7п+0 при смещении изображения а расстояние Л кадрового растра 24. В частом случае, при движении изображения перпендикулярНО к строкзМ кадрового растра 24, экстремум ВКФ появится строго в конце строчного периода. Блок 19 определения экстремума запоминает амплитудное значение сигнала экстремума ВКФ и использует его для амплитудной дискриминации экстремума ВКФ на следующем цикле измерения. Выходной сигнал блока определения экстремума возвращает первый выходной триггер 20 в исходное состояние, тем самым заканчивая формирование времени т. Тот же сигнал возбуждает второй выходной триггер 21, который формирует время Т строчного периода, сброс второго выходного триггера 21 осуществляется строчными имнульсами. Выделение, привязка в кадре и восстановление строк осуществляются с помощью строчных и кадровых импульсов, которые поступают 1на селектор строк 9. Си целью снижения ограничении по скорости движения изображения и в связи с использованием разложения изображения линейными развертками величина размера Л кадрового растра 24 варьируется в пределах i строк. Использование изобретения позволяет создать на основе промышленной телевизионной установки информационно-измерительное устройство для определения перемещения объектов, визируемых телевизионной передающей камерой. Такое исполнение устройства позволяет, при необходимости, достаточно просто модернизировать имеющиеся в эксплуатации промышленные телевизионные установки и расщцрить тем самым их технические возможности. Формула изобретения Устройство для измерения перемещения объектов, содержащее телевизионный блок, состоящий из передающей телевизионной камеры, генераторов кадровой и строчной разверток, видеоконтрольного индикатора, предварительного усилителя и генератора сигнала команды начала измерения, генератор сигнала тактовой частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения перемещения объектов произвольной формы, введены селектор строк, входы которого соединены с выходами генераторов кадровой и строчной разверток, управляющий триггер, первый вход которого через введенный первый ключ, управляющий вход которого соединен с генератором сигнала команды начала измерения, подключен к генератору кадровой развертки, а второй вход управляющего триггера соединен с выходом введенного элемента ИЛИ, подключенного к выходам селектора строк, коррелятор сигналов, к входам которого подключены выходы введенных второго, третьего, четвертого и пятого ключей, причем упоавляющие входы второго и третьего ключей соединены с выходом элемента ИЛИ, упоавляющие входы четвертого и пятого ключей через введенный шестой ключ, управляющий вход которого подключен к выходу управляющего триггера, соединены с одним из выходов селектора строк, сигнальные входы второго и четвертого ключей иодключены к выходз предварительного усилителя, сигнальные входы третьего и пятого ключей подключены к выходу генератора сигнала тактовой частоты, а к выходу коррелятора сигналов подключен введенный блок определения экстремума, выход которого соединен с первыми входами введенных первого и второго выходных триггеров, при этом второй вход первого выходного триггера соединен с выходом шестого ключа, а второй вход второго выходного триггера соединен с выходом генератора строчной развертки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авт. св. СССР NI 347948, кл. И 04N 7/18, 19.11.70.

П Ц

Фиг.1

2fi

1