Устройство для измерения координат объекта Советский патент 1978 года по МПК H04N7/18 

1

Изобретение относится к телевизионной технике и может использоваться в системах электрической передачи и обработки изображений для определения координат объектов и их размеров.

Известно устройство для измерения координат объекта, содержапдее передающую телевизионную камеру, блок задержки, элемент ИЛИ и два счетчика 1.

Однако известное устройство обладает недостаточной чувствительностью измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения координат.

Для этого в устройство для измерения координат объекта, содержащее передающую телевизионную камеру, блок задержки, элемент ИЛИ и два счетчика, введены формирователь импульсов считывания, делитель строчных синхроимпульсов, делитель кадровых синхроимпульсов, задающий генератор, два блока элементов И, два дешифратора, измеритель координат, дополнительный элемент ИЛИ, причем к выходу передающей телевизионной камеры подключен первый вход измерителя координат, к второму входу которого подключен вход первого дешифратора и первый вход делителя кадровых синхроимпульсов, при этом к первому входу передающей телевизионной камеры через формирователь импульсов подключен выход задающего генератора

и вход блока задерл ки, к вы.ходам которого через первый блок элементов И подключены входы элемента ИЛИ, а к второму входу передающей телевизионной камеры через последовательно соединенные делитель кадровых синхроимпульсов и первый счетчик подключен вход второго дешифратора, и через делитель строчных синхроимпульсов подключен выход элемента ИЛИ, а к выходу первого дешифратора подключен вход второго счетчика, к выходу которого подключены вторые входы первого блока элементов И, а к выходу второго дешифратора подключены первые входы второго блока элементов И, к выходам

которого подключены входы дополнительного элемента ИЛИ, а к третьему входу передающей телевизионной камеры подключен выход дополнительного элемента ИЛИ, при этом к другим выходам делителя строчных синхроимпульсов подключены вторые входы второго блока элементов И.

На фиг. 1 приведена структурная электрическЕЯ схема предложенного устройства; на фиг. 2-участок телевизионного растра (в

увеличении); на фиг. 3 - эпюры напряжений, пояс 1яющие работу устройства; на фиг. 4 - телевизионный растр.

Устройство для измерения координат объекта содержит передающую телевизионную

камеру 1, блок 2 задержки, элемент ИЛ Pi 3

3

и два счетчика 4 н о, формирователь 6 импульсог, считывания, делитель 7 строчных синхроимпульсов, делитель 8 кадровых CIIHXронмиульсов, задающий генератор 9, два блока 10 и 11 элементов И, два дешифратора 12 н 13, измеритель 14 координат, дополнительный элемент ИЛИ 15, причем к выходу передающей телевизнонной камеры 1 подключен нервый вход измерителя 14 координат, к второму входу которого нодключен вход нервого ден1ифрат()ра 12 и первый вход делителя 8 кадровых синхроимпульсов, при этом к нервому входу передаюндей телевизионной камеры 1 через формирователь 6 импульсов подключей выход задающего генератора 9 и вход блока 2 задержки, к выходам которого через нервый блок И) элементов И подключены входы элемента ИЛ PI 3, а к второму входу передающей телевизионной камеры через последовательно соединенные делитель 8 кадровых синх|юимнул11сов и первый счетчик 4 подключен вход второго деншфратора 13, и через делитель 7 строчных синхроимпульсов подключен выход элемента ИЛИ 3, а к выходу первого дешифратора 12 подключен вход второго счетчика 5, к выходу которого нодключены вторые входы первого блока 10 элементов И, а к выходу второго дешифратора 13 подключены первые входы второго блока 1 элементов И, к выходам которого подключены входы донолиитель шго элемента Р1ЛИ 15, а к третьему входу передающей телевизионной камеры 1 подключен выход дополиительного элемента ИЛР1 15, нри этом к д зугим i bixoдам дел1ггеля 7 строчных синхроимпульсов иодключепы вторые входы второго блока 11 элементов И (фиг. 1).

Уетройство для измереиия координат объекта работает еледующим образом.

Иа фиг. 2 точками 1, 2, 3,..., п обозначеиа одна строка телевизионного раст)а при имнульснол считывании коммутирующим пучком потенциального рельефа Л1ишени передаюи1,ей трубки в одном поле кадра. Расстояние между точками 1 и 2 равно длительности одиого элемеита )азложсния TD. При измерении, нанример, коордииат нентра тяжести точечного объекта возникает ошибка измереиня , ДУ, которая тем больше, чем больще длительность элемеита Т:). Для уменьшения этой ошибки, при сохранеиии чувствительности телевизиониой систСМы, можио произвести последовательное дискретное сканирование телевизионного раетра вдоль и поперек строк внутри шага разложения с условным HiaroM дискретизаиии кратным длительности шага разложеиия в кадре. Первая строка первого поля кадра проходит через точки 1, 2, 3,... п. Тд - условный шаг сканнро зання растра внутри шага разложения TO. Тд должно быть всегда кратно Тэ- В случае, представленном на фиг. 1, во втором поле телевизионный растр сместится вправо иа Тд и след первой строки пройдет через точки 2, , 3,.., п . В следующем поле телевизионный растр сместится вираво еще на Тд, т. е. на 2 Тд относительно нервого поля и след первой строки прой.дет через точки , 2, 3,..., п и т. д. до следа

, 2, 3,..., п включительио. Затем телевизионныи растр сместится влево на Тэ-Тд и вниз на тд и след первой строки пройдет через точки li, 2i, Зь... HI. В следуюндем иоле - через точки Г., 2i, Зь... nl и т. д. до последнего следа , , ,... п . Затем после

окончания кадра растр возвраи ается в исходное состояние первого поля, когда след гервой строки ироходит через точки 1, 2, 3,..., п и весь процесс сканирования растра, описаииый выще, повторяется.

Скаиирование телевизионного растра позволяет увеличить количество отсчетов по осям X и У п)и сохранении неизменной полосы иронускания устройства и тем самым новысить точность измереиня, сохранив ее чувствительность. При этом ошибка измереиия будет определяться величииой Тд, а точноеть измерения повышается на величины /Y и -У. Па фиг. 2 X, У-координаты объекта, измеренные без нрименения скаиирования телевизиоиного растра, а X, У - координаты объекта, измеренные нри сканировании телевизионного растра.

Задающий геиератор 9 вырабатывает имиульсы с периодом следования, равным тэ

{фиг. 3, а). Эти импульсы иодаются на вход блока 2 задержки с п выходами. Общее время задержки блока 2 задержки равно ТоВремя задержкн между любыми соседиими выходами равио Тд. Закон прохождения импульсов с задающего генератора на вход элемеита ИЛИ 3 следуюЕл,ий.

В течеиие первого поля полного кадра развертки телевизионного растра импульсы с задающего генератора 9 ироходят через первый

выход блока 2 задержки {фиг. 3,6) и открытый элемент И 16 блока 10 на вход элемента ИЛИ 3. В это время элементы И {17,..., п) блока 10 закрыты. Управление работой элементов И {16, 17, ...,я) блока 10 осуществляется с помощью счетчика 5 и дешифратора 12 каждым nz-1 импульсом, сннмаемым с делителя 8 кадровых синхроимпульсов. Здесь п - число элемеитов укладывающихся водной строке; z-число строк в одном поле кадра, т. е.

, э

где /стр - период следования строчных син.хроим пульсов.

Это соответетвует следу первой строки проходящему через точки 1, 2, 3,..., п.

Во втором поле кадра развертки телевизиоиного растра имиульсы с задаюи.его генератора 9 проходят через второй выход блока 2 задержки и открытый элемент И 17 блока 10 на вход элемента ПЛИ 3, и т. д. до поля кадра включительно {фиг. 2) или до последиего выхода п блока 2 задержки {фиг. 3,в).

Импульсы с выхода элемента ИЛИ 3, (фиг. 3, г) поступают на вход делителя 7 строчных синхроимпульсов, с выхода которого снимаFOTCH синхроимпульсы (фиг. 3,д) для запуска генератора строчной развертки, расположенного в телевизионной камере (фиг. 3,е). Так осуществляется сканирование телевизионного растра вдоль строк.

Сканирование телевизионного растра поперек строк осуществляется следд ющим образом.

Строчные синхроимпульсы с выхода делителя строчных синхроимпульсов через делитель 8 кадровых синхроимпульсов и счетчик 4 поступают на вход дешифратора 13, с m выходов которого снимаются импульсы для управления т элементами И 18, 19,..., т блока 11. При прохождении следа первой строки, начиная с точек 1|, 2i, 3i,...,«i и кончая точKaiMH Г,, 2,, ,..., п (фиг. 2), открыт элемент И 18 блока 11, на вход элемента ИЛИ 15 проходить незадержанные кадровые синхроимпульсы (фиг. 3, ж, которые снимаются с первого выхода делителя 7 строчных синхроимпульсов. В это время элементы И 19... т блока И закрыты. При прохождении следа первой строки, начиная с точек li, 2i, 3|,..., Л| и кончая точками 3,,..., п , открыт элемент И 19 блока 11 и на вход элемента ИЛИ 15 будут проходить кадровые синхроимпульсы со второго выхода делителя 7 строчных синхроимпульсов, задержанные на

д- д

э

где тд - условный щаг разложения телевизионного растра поперек строк; - щаг разложения телевизионного

растра поперек строк; Тэ - щаг разложения телевизионного

растра вдоль строк;

Тд - условный щаг разложения телевизионного растра вдоль строк.

В это время элементы И 18, 19, ..., т блока 11 закрыты.

При прохождении следа первой строки через точки, начиная с 1з, 2з, Зз, ...,Пз и кончая , , ,...., , открыт элемент И т блока 11, на вход эле.мента ИЛИ 15 будут проходить кадровые синхроимпульсы с т-го выхода делителя 7, задержанные на время 3 тд (фиг. 3,з). В это время остальные элементы И блока 11 закрыты. Затем процесс сканирования повторяется.

Импульсы с выхода элемента ИЛИ 15 (фиг. 3, и) поступают в телевизионную камеру для запуска генератора кадровой развертки (фиг. 3, к).

Для модуляции коммутирующего пучка в телевизионную камеру поступают импульсы считывания с формирователя 6 импульсов считывания, на вход которого поступают импульсы задающего генератора 9. Период

следования и.мпульсов считывания равен периоду частоты задающего генератора 9.

На фиг. 4 изображен четырехстрочный растр, когда в одной строке укладывается

два элемента разложения T,I. Сканирование производится на один условный шаг разлол ения вдоль Гд и поперек тд строки. Полный кадр телевизионного растра состоит из четырех полей. Первое поле телевизионного растра

формируется точками (), второе поле - крестиками (А ), третье поле кружочками с точкой внутри (0), четвертое поле - треугольниками (Л). Частота и фаза им 1ульсов считывания постоянна. Постоянна частота

кадровых и строчных сиихроимпульсов, но фаза их меняется, что и дает возможность производить сканирование телевизионного растра вдоль и поперек строк по любому ранее заданному закону.

Ф о р мула и 3 о б р с т е н и я

Устройство для измерения координат объекта, содержащее передающую телевизионную камеру, блок задержки, элемент ИЛИ и два

счетчика, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения координат, в него введены формирователь импульсов считывания, делитель строчных синхро 1мп тьсоБ, делитель кадровых синхроимпульсов, задающий генератор, два блока элементов И, два дешифратора, измеритель координат, дополннтельный элемент ИЛИ, причем к выходу передающей телевизионной камеры подключен первый вход измерителя координат, к второму входу которого подключен вход первого дещифратора и первый вход делителя кадровых синхроимпульсов, при этом к первому входу передающей телевизионной камеры через формирователь импульсов подключен выход задающего генератора и вход блока задержки, к выходам которого через нервый блок элементов И подключены входы элемента ИЛИ, а к второму входу передающей телевизионной камеры через последовательно соединенные делитель кадровых синхроимпульсов и первый счетчик подключен вход второго дещифратора, и через делитель строчных си}1хроимпульсов подключен выход элемента ИЛИ, а к выходу первого де1ни(1))атора подключен вход второго счетчика, к выходу которого Г1()дк;1ючены вторые входы первого блока элементов И, а к вЕзГходу второго дешифратора нодключены первые входы второго блока элементов И, к выходам которого

нодключены входы дополнительного элемента ИЛИ, а к третьему входу передающей телевизионной камеры подключен выход дополнительного элемента ПЛИ, при этом к другим выхода.м делителя строчных синхроимпульсов

подключеиы вторые входы второго блока элементов И.

Источники ннформацнн, прннятые во внимание при экспертизе 1. Патеит США 3,6fi023. кл. 178--7,1,

1971.

ЛУ

-- f . . ®

X

lUllillil Li 111 Jill ШIU ШИН

а LLLLLLLLULU 1i LlJJL

f

lJLUH -g -J:-y ruiuji iiiiiiIIffujiLiiriim.i

± IЛ. 1 -

й М4 И4аММ1

L..

L

у

: т 1

...

1. I- w -::-- Ur;