Устройство для определения скоростипЕРЕМЕщЕНия Об'ЕКТОВ Советский патент 1981 года по МПК G01P3/48 H04N7/18 

Изобретение относится к технике телевидения, а именно к устройствам для изме.рения скорости перемещения объектов и может быть использовано в раз.личных областях техники, в частности в биологии для автоматического измерения перемещений контрастных биообъектов. Известны устройства (используемые при исследованиях, связанных с распознаванием образов движущихся объектов) , име 01цие ЭВМ или аналогич ные сложные системы, которые вычисляют координаты точек движущихся объ ектов и производят расчет скорости движения fllОднако такие устройства требуют специального программирования, боль шого машинного времени, большой избыточности информации, вводимой в п мять ЭВМ или подобную систему. Известно также устройство для оп деления скорости перемещения объектов, содержащее телевизионную перед щую камеру, первый вход которой сое динен с первым выходом блока управл ния, а второй - с выходом датчика экспонирования через блок экспониро вания, при этом второй выход датчика экспонирования подключен ко вход блока управления, а выход телевизионной передающей камеры соединен с первыми входами блока измерения площади и блока количества объектов, вторые входы которых подключены ко второму выходу блока управления, а их выходы со-единены с индикаторным блоком через арифметический блок, подключенный ко второму выходу блока экспонирования. Данное устройство позволяет определить среднюю скорость движения нескольких объектов (2 . Однако точность измерения при больших величинах времени между замерами площади невелика, так как траектории движущихся объектов могут пересекаться, а.данное устройство измеряет площадь траектории без учета их пересечения. Цель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок коммутации, блок определения порога, блок ограничения, преобразователь и второй блок измерения площади, причем первый вход блока коммутации соединен с выходом телевизионной передающей камеры, а второй вход - со вторым выходомблока управления, первый

ыход блока коммутации подключен к первому выходу первого блока измерения пло1л1ади, второй выход - к первому входу блока ограничения, а третий выход - к первому входу блока определения порога, второй вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а выход - со вторым входом блока ограничения и входом преобразователя, выход которого подключен ко второму входу блока управления и третьему входу арифметического блока, четвертый вход которого соединен через второй блок измерения площади со BTOpiiiM выходом блока ограничения, первый выход которого подключен ко второму входу первого блока измерения площади.

На Лиг. 1 изображена функциональная схема устройства для определения скорости перемещения объектов; на фиг. 2 - функциональная схема блока определения порога, на фиг. 3 - фу)циональная схема блока ограничения.

Устройство для определения скорости перемещения объектов состоит из телевизионной передающей камеры 1, блока 2 управления, датчика 3 экспонирования, блока 4 экспонирования, блока 5 количества объектов, блока 6 коммутации, блока 7 определения порога, блока 8 ограничения, второго бло ка 9 измерения площади, первого блока 10 измерения площади, преобразователя 11, арифметического блока 12, и индикаторного блока 13.

Блок 7 определения порога состоит из формирователя 14 импульсов, дифференцирующей цепи 15, схемы 16 согласования, триггера 17, вентиля 18, схемы 19 совпадения, генератора 20 пилообразного напряжения (ГПН), триггера 21, логической схемы И 22, генератора 23 счетных импульсов (ГСИ счетчика 24.

Блок определения порога работает следующим .образом.

Импульс Начало кадра с блока 2 управления поступает,на вход Установка в 1 триггера 17, перебрасывая его в 1, которая открывает вентиль 18, через который видеоимпульс с блока 6 коммутации поступает на схему 19 совпадения. Так же данный видеоимпульс, пройдя формирователь 14 импульсов, дифференцируется в цепи 15. Из отрицательного импульса, полученного после дифференцирования видеоимпульса, в схеме 16 согласования формируется импульс, устанавливающий триггер 17 в О, которым закрывается вентиль 18. Положительный импульс, полученный в дифференцирующей цепи 15, запускает ГПН 20 и устанавливает триггер 21 в 1, и импульсы с геи 23 через логическую схему И 22 поступают в счетчик 24. Когда уровень пилообразного напряжения, вырабатываемого ГПН 20,

достигает ам1.чигулы видеоимпульса, а схеме 19 сопп-гдения формируется импульс, устананливающиГ триггер 21 в О. Таким образом, у счетчик 24 записывается число п , пропорциональное амплитуде видеоимпульса.

Блок 11 преобразования служит для выбора времени экспонирования Т, исходя из амплитуды видеоимпульса, и может быть выполнен в виде дешифратора.

Блок 8 ограничения состоит из амплитуд но-импульсното модулятора 25, генератора 26 пилообразного напряжения, схемы 27 совпадения, триггера 28, логической схемы И 29, генератора 30 счетных импульсов, счетчика 31, схемы 32 сравнения, триггера 33, формирователя 34 импульсов.

Блок ограничения работает следующим образом.

Видеоимпульс с блока 6 коммутации поступает на вход формирователя 34 импульсов, в котором формируется стандартный импульс с длительностью, равной длительности видеоимпульса, и через амплитудно-импульсны модулятор 25, в котором видеоимпульс подвергается амплитудно-импульсной модуляции, на вход схемы 27 совпадения. Передними фронтами импульсов модуляции с амплитудно-импульсным модуляторам 25 запускается генератор 2 пилообразного напряжения, и устанавливается в 1 триггер 28, в результате чего импульсы с генератора 30 счетных импульсов через лoгичecкyJO схему И 29 поступают, на вход счетчика 31. В момент, когда уровень пилообразного напряжения, вырабатываемого генератором 26 пилообразного напржения, достигает амплитуды импульса, в схеме 27 совпадения формируется импульс, устанавливающий триггер 28 в О.

Таким образом, в счетчик 31 записывается число П2, пропорциональное амплитуде импульсов. В схеме 32 сравнения происходит сравнение двух чисел п и п2« поступающих с блока 7 определения порога. Если , то в схеме 32 сравнения формируется импульс, устанавливающий триггер 33 в 1, если / то формируется импульс, устанавливающий триггер 33 в О. Импульс с триггера 33 поступает на вход второго, блока 9 измерения площади, а импульс с формирователя импульсов 34 - на второй вход первого блока 10 измерения площади.

Устройство для определения скорости движения объектов работает следующим образом.

Исследуемая среда, в которой распределены исследуемые объекты, через оптическую систему посредством подсвета (на фиг. 1 не показано образует световое поле. Импульсы экспонирования телевизионной передаюluefl камеры 1, поступающие с датчика экспонирования, подаются одновременно на блок экспонирования (например, электронный затвор) 4 и в блок 2 управления. Телевизионная передающая камера 1 преобразует световое поле в электрон ное изображение. Видеосигнал далее . поступает в блок 5 количества объектов, где производится подсчет количества объектов N, ив блок G коммутации, где производится коммутация сигнала в блок 7 определения порога, в котором определяется порог ограничения, и в блок 10 измерении площади, в котором определяется общая площадь всех объектов S . Величи на S заносится в регистр памяти ари метического блока 12. Далее телевизионная передак1 -1ая ка мера 1 закрывается на время fr до прихода сигнала с блока 2 управления По приходу сигнала с блока 2 управления телевизионная передающая камера 1 открывается и происходит считывание нового кадра с траекториями объектов, представляющими полосы, образовавшиеся при движении. Вновь образовавшиеся видеоимпульсы с телевизионной камеры 1 поступают через блок 6 коммутации в блок 8 ограничения, в котором происходит ра деление наложенных видеоимпульсов, .полученных при пересечении траектории движущихся объектов. Порог ограничения в блоке 8 устанавливается блоком 7 определения порога по величине амплитуды шодеоимпульсов, полученных при первом измерении. Разделенные видеоимпульсы поступают в соответствующие блоки 9 и 10 измерения площади, в которых oпpeдeJ;яютcя соот ветственно площади С и 52.. Площадь соответствует суммарной площади наложения траектории движущихся объе тов, а Si - общеп суммарной площа-. ди траектории объектов. В арифметическом блоке 12 проиэво лится расчет средней скорости движения объектов с учетом пересечения их траекторий. На выходе арифметического блока 1 формируется сигнал (соответствующий средней скорости движения объектов), который поступает яа индикаторный блок 13. Формула изобретения Устройство для определения скорости перемещения объектов, содержащее телевизионную передающую камеру, первый вход которой соединен с первьм выходом блока управления а второй с первым выходом датчика экспонирования через блок экспонирования, при этом второй выход датчика экспонирования подключен к первому входу блока управления, а выход телевизионной передающей камеры соединен с первым входом блока количества объ ектов, второй вход которого подклЮ чен ко второму выходу блока управления, а выход - к первому входу ариф метического блока, второй вход котоiporo соединен с выходом первого блока измерения площади, а выход -с индикаторным блоком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок коммутации, блок определения порога, блок ограничения, преобразователь и второй блок измерения площгщи, причем первый вход блока коммутации соединен с выходом телевизионной передающей камеры, а второй вход - со вторым выходом блока управления, первый выход блока коммутации подключен к первому входу первого блока измерения площади, второй выход - к первому входу блока ограничения, а третий выход - к первому входу блока определения порога, второй вход которого соеди;ен со вторым выходом блока управления, а выход - со вторым входом блока ограничения и входом преобразователя, выход которого подключен ко второму входу блока управления и третьему входу арифметичес кого блока, четвертый вход которого соединен через второй блок измерения площади со вторым выходом блока ограничения, первый выход которого подключен ко второму входу первого блока измерения площади. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 563743, кл. Н 04 N 7/18, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2617449/18-10, кл. Н 04 N 7/18 (прототип).

Фиг. I