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

второй и третий выходы блока 9 управления, четвертый и пятый выходы которого соответственно подключены к второму входу селектора 5 импульсов и пятому входу стереоскопического видеоконтрольиого блока 3, выход которого подсоединен к входу блока 9 управления.

Устройство работает следующим образом.

Устройство для измерения координат объекта выполнено на базе двуканальной стереоскопической телевизионной системы. На стереоизображение, полученное с помощью пары передающих телевизионных камер 1 и 2 и стереоскопического видеоконтрольного блока 3, накладывают стереоизображение пространственной рещетки.

Пространственная рещетка формируется с помощью двух последовательностей электрических импульсов, снимаемых с выходов датчика 4 импульсов, сдвинутых во времени одна относительно другой. Датчик 4 импульсов может быть выполнен как генератор или импульсы могут быть выработалы с помощью ЭВМ и записаны на магнитную лепту. Кроме того, импульсы могут быть сформированы и записаны с помощью двух передающих телевизионных камер 1 и 2 и видеомагнитофона, путем регистрации «левого и «правого изображений модели пространственной решетки (или двух eio плоских изображений). Выходы датчика 4 импульсов подключены . к соответствующим (.левому и «правому) каналам видеокоптрольного блока 3.

Для осуществления работы устройства к изображению пространственной решетки нредъянляются определенные требования: тод щипа (или яркость) ребер ячеек, образующих переднюю плоскость пространственной решетки, должа быть отлична от толщины (или яркости) других; толщина (или яркость) ребер ячеек, образующих одну из боковых плоскостей (например правую) пространственной рещетки, должны быть также отличны от толщины (яркости) ребер, как передней плоскости, та) и всех остальных.

Работа датчика 4 импульсов синхронизирована с работой стереоскопической телевизионной системы.

За период кадровой развертки с одного из выходов датчика 4 импульсов (например соответствующего «правому изображению рещетки) на селектор 5 импульсов поступают электрические импульсы разной длительности (или амплитуды).

Импульсы, соответствующие координатам X. Y, Z пространственной решетки, отличны один от другого по ллите.1ь-нс1сти (или по амнлитуде)

Импульсы, соответствующие координате Y по длительности, равные длительности строчной развертки, образуют на экране видеоконтрольного блока 3 светлые (или темные) горизонтальные полосы.

Импульсы, соответствующие координате X, формирующие вертикальные линии передней измерительной плоскости, также отличны от импульсов, соответствующих координате Z, формирующих вертикальные линии правой измерительной плоскости пространственной решетки.

Импульсы, формирую1цие остальные ребра пространственной решетки (как горизонтальные, так и вертикальные) в пропессе измерения не используются.

Пространственная решетка при измерении необходима для визуальной ориентации в стереоскопическом изображении.

Процесс измерения начинается с выбора one раторо.м объектов измерения.

Например, требуется измеритель координаты объекта А относительно объекта В произвольно выбранных в пространстве по их стереизображению.

Выходы датчика 4 импульсов подключают к стереоскопическому видеоконтрольному блоку 3 и накладывают, на стереотелевизионное изображение объектов изображение пространственной рещетки, при этом объекты А и В окажутся в различных элементарных ячейках пространственной решетки, т. е. необходимо визуально определить положения этих ячеек и установление измерительных меток в соответствующих им ячейках в- плоскостях XOY (передняя измерительная плоскость рещетки) и YOZ (правая боковая измерительная плоскость). При помощи блока 9 управления, работа которого синхронизирована со строчной и кадровой развертками электронных лучей стереоскопического видеоконтрольного блока 3, управляют работой селектора 5 импульсов, на выходе которого установлены счетчики импульсов 6, а также работой блоков 7 и 8.

Измерительные метки представляют собой импульсы подсветки, соответствующие командным импульсам, выработанным блоком 9 управления. Командньуе импульсы для управления селектором 5 импульсов вырабатывает блок 9 управления путем задержки кадровых и строчных синхроимпульсов телевизионной системы. Метки, соответствующие командны.м импульсам, обеспечивающие измерения координаты Y объектов А и В, устанавливаются в соответствующих X и Y ячейках в плоскости XOY. Метки (командные импульсы) формируются из кадрового синхроимпульса.

Метки (командные импульсы) для измерения координат X и Z формируются из строчного синхроимпульса. Для одновременного измерения координат X и Z объекта или разницы одноименных координат двух объектов Л и В соответствующие им измерительные метки должны быть установлены вдоль телевизионной строки в центральной области пространственной рещетки.

Командные импульсы, соответствующие координатам объекта А, запускают селектор 5 импульсов, при этом на вход этого селектора подается видеосигнал (последовательность импульсов) с одного из выходов датчика 4 импульсов (например с «правым изображением пространственной рещетки). С трех выходов селектора 5 импульсов снимаются импу./1ьги1. со ответствующие координатам X, Y, Z объекта.

С приходом соответствующих командных импульсов измерения координат X, Y, Z объекта В селектор 5 импульсов прекраплает работу по данному каналу. Таким образом селектор 5 импульсов пропускает импульсы измерения координат X, Y, Z на соответствующие счетчики 6, установленные на его выходе, только в промежутке между импульсами. Подсчитанное с помощью счетчиков 6 число импульсов, соответствующее разнице координат (Хв,-Хд), (Уй-Уд) и (ZS-ZA) объектов /1 и S, поступает в блок 7 памяти. По команде с блока 9 управления блоки 7 памяти переумножают подсчитанное число импульсов на постоянное число. Число определяется масштабом пространственной решетки и может быть изменено в зависимости от требуемой точности измерения. Для измерения координат, например объекта В от начала координат, достаточно совместить объект А с началом координат путем совмещения соответствующих ему меток с началом кадровых и строчных разверток (задержки приравнять нулю). Выходы блоков 7 памяти координат X, Y, Z подключены к входам вычислительного блока 8. По команде с блока 9 управления вычислительный блок 8 вычисляет (в линейных единицах) расстояние между объектами -А и В, т.е. осуществляет мател1атическую опе2а1дию LAB /(Хв-Хд) 2 + ()2 -Ь (,): Таким образом, предложенное устройство позволяет с высокой точностью измерить расстояние между любыми двумя объектами в пространстве по их стереотелевизионному изображению, измерить линейные размеры объектов, а также расстояние от начала координат до произвольно выбранной цели. Формула изобретения Устройство для изм рения координат объекта, содержащее две передающие телевизионные камеры, выход каждой из которых подключен соответственно к первому и второму входам стереоскопического видеоконтрольного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения координат объекта, введены датчик импульсов, селектор импульсов, три счетчика, три блока памяти, вычислительный блок и блок управления, при этом первый и второй сыходы датчика импульсов подсоединены соответственно к третьему и четвертому входам стереоскопического видеоконтрольного блока, а третий выход датчика импульсов подключен к первому входу селектора импульсов, первый, второй и третий выходы которого соответственно подключены к первому, второму и третьему входам вычислительного блока через соответствующие последовательно соединенные счетчики импульсов и блок памяти, при этом к вторым входам первого, второго и третьего блоков памяти пг соединены соответственно первый, второй и третий выходы блока управления, четвертый и пятый выходы которого соответственно подключены к второму входу селектора импульсов и пятому входу стереоскопического видеоконтрольного , которого подсоединен к входу блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Шмаков П. В. и др.. Стереотелевидение. М., «Связь, 1968, с. 101 - 112.