Корреляционный измеритель скорости Советский патент 1978 года по МПК G01P3/54 

Изобретение относится к области пр боростроения и может быть использован для измерения скорости движения объек та по скорости движения изображения подстилающей поверхности, например, в компенсаторах скоростного смазка пр фотографировании. Известно устройство для измерения линейной скорости, основанное на корреляционном методе измерения ij . Недостатком этого устройства является наличие в нем блока регулируемой задержки, содержащего механические узлы. Известен также корреляционный изме ритель скорости содержащий два разнесенных по базе фотопреобразователя, соединенных с коррелятором, и блок эк стремального регулирования, подключен ный к управляющему входу генератора импульсов с регулируемой частотой, вы ход которого соединен с регистратором скорости. Это устройство не обеспечивает высокой точности измерения 2}. Цель изобретения - повьаиение точости измерения скорости. Указанная цель достигается тем, чт один из фсЛопреобразователей выполнен в виде линейного прибора с зарядовой связью с открытым для световых лучей первым элементом и затененными остальными, а другой фотопреобразователь выполнен в виде одноэлементного прибора с зарядовой связью, причем управляющие входы приборов с зарядовой связью подключены к выходу генератора импульсов. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого корреляционного измерения скорости. Оптическое изображение движущейся подстилающей поверхности 1 с помощью объектива 2 проецируется на светочувствительную поверхность первого номин ального элемента линейного прибора 3 с зарядовой связью (ПЗС) и одноэлементного ПЗС 4, расположенных вдоль линии движения изображения. Линейный прибор 3 с зарядовой связью состоит из W нс 1инальных элементов а . Прибор 4 с зарядовой связью - из одного номинального элемента. Оба ПЗС предназначены для преобразования светового потока в электрический сигнал. ПЗС 3 также осуществляет задержку сигнаша на время, пропорциональное числу (rt-l) его элементов и обратно пропорциональ- ное частоте считывания зарядовых пакетов. Выходы приборов с зарядовой связью через усилители 5 и б видео 2игналов соединены с раздельинми входами коррелятора 7, осуществляющего вычисление функции взаимной корреляции входных сигналов. Выход коррелятора 7 через экстремальный регулятор 8 соединен с входом генератора 9 сдвиговых импульсов о Число фаз генератора сдвиговых импульсов, определяется типом применяемых приборов с зарядовой связью, Экстремальный регулятор предназначен для поддержания на своем выходе такого управляющего напряжения, при котором сигнал на выходе коррелятора 7 максимален. Выход генератора 9 сдвигоBfcjx импульсов, соединен также с входом регистратора скорости 10, который по Частоте следования импульсов генератора 9 определяет скорость движения носителя,.

Корреляционный иэмеригель скорости работает следующим образом.

Изображение подстилающей поверхности 1 через объектив 2 попадает на светочувствительные поверхности первого номинального элемента линейного прибора 3 с зарядовой связью и рдноэлементного прибора 4 с зарядовой связью. В зависимости от скорости движения подс гилак|ш,ей поверхности один и тот же участок изображения за счет разнесения ПЗС 3 и 4 по базе попадает на их , светочувствительные поверхности в различные моменты времени, причем на первый номинальный элемент ПЗС 3 раньше, чем на одноэлементный ПЗС 4 При увеличении скорости движения этот временной интервал уменьшается, при ут еньшении скорости - увеличивается Времязадержки видеосигнала в линейном приборе 3 с зарядовой связью обратно пропорционально частоте сдвиговых импульсов и пропорционально числу его номинальных элементов. Изменением частоту следования сдвиговых импульсов решается задача увеличения или уменьшения временного сдвига между выходными сигналами ПЗС 3 и 4. Видеосигналы с выходов приборов с зарядовой связью усиливаются усилителями 5 и 6 и поступают на раздельные входы коррелятора 7.

Экстремальный регулятор 8 так управляет генератором 9 сдвиговых импульсов, чтобы сигнал на выходе коррелятора 7 был максимальным. При этом условии на выходе ПЗС 3 и 4 видеосигналы одинаковы. Регистратор скорости 10 по частоте сдвиговых импульсов ВЕЛЧИСЛЯет скорость движения изображения в фокальной плоскости V по формуле

III,

где Г - частота продвижения зарядового пакета по номинальным элементам

Р - расстояние между экспонируемыми номинальными элементами;

riff- число номинальных элементов первого линейного прибора с зарядовой связью.

Формула изобретения

Корреляционный измеритель скорости, содержащий два разнесенных по базе фотопреобразователя, соединенных скоррелятором, блок экстремального регулирования, подключенный к управляющему входу генератора импульсов с регулируемой частотой, выход которого соединен с регистратором скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, один из фотопреобразователей выполнен в виде линейного прибора с зарядовой связью с открытым для световых лучей первым элементом и затененньлми остальными, а другой фотопреобразователь выполнен в виде одно элементного прибора с зарядовой связью, причем управляющие входы приборов с зарядовой связью подключены к выходу генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 3 1. Козубовский С.Ф. Корреляционные экстремальные системы, Киев, Наукова думка , 1973, с. 36, риСо23.

2, Авторское свидетельство СССР W 253462, кл Q 01 Р 3/54, 1968.