Устройство для определения составляющейвектора скорости движения обекта

Союз Советских Соцналнстических РеслублнкОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ иц 838561(23) ПриоритетОпубликовано 1506,81. Бюллетень М 22 6 01 Р 3/36 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 150631(71) Заявитель Куйбышевский политехнический институт им. В В,Куйбышева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕКТОРА СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТАИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь. зовано для измерения параметров движения объектов со светоотражающей или светоиэлучающей поверхностями.Известны устройства для определения скорости движения объекта, содержащие приемники излучения, фильтры и элементы сравнения сигналов, Эти устройства позволяют определять скорость движения объекта, измеряя среднюю частоту разностного сигнала приемников излучения 13 и 21Известные устройства обладают ограниченными быстродействием и точностью измерений параметров движения объекта.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения скорости движения объекта, содержащее приемники светового излучения, расположенные между ними и траекто" рией движения объекта экраны с щелями, проходящими преимущественно перпендикулярно траектории движения объекта, и элемент сравнения сигналов на выходах приемников светового излучения, На выходе элемента сравнения сигналов образуется разность двух сигналов в виде частотного спектра, из которого далее прн помо.щи фильтрующего элемента выделяетсясредняя частота узкополосного шумас наибольшей амплитудой, Эта частотаявляется мерой определяемой скорости движения объекта 3.Однако известное устройство имеет низкйе быстродействие и точность 10измерения параметров движения объекта из-эа необходимости нахождениясредней частоты разности выходныхсигналов приемников светового излучения и наличия н,:зкочастотной помехи, обусловленной конечными размерами объекта.Цель изобретения - повьнцение быстродействия устройства н точностиизмерения составляющих вектора скорости движения объекта со случайным 20 распределением яркостей за счетупрощения конструкции устройства иобработки поступающей от светоприемных устройств информации.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве, содержащемустановленный в плоскости, параллельной плоскости движения объекта, оптический фильтр с переменным в направлении измеряемой составляющей З 0 вектора скорости коэффициентом свето ВЗ 856155 пропускания и размещенные эа нимприемники излучения, граница оптического сопряжения которых перпендикулярна направлению измеряемойсоставляющей вектора скорости, выходы приемников излучения соединенысо входами элемента сравнения сигналов, применен опти еский фильтр,коэффициент светопропускания которого в сечениях, перпендикулярныхгранице оптического сопряжения приемников излучения, изменяется поэкспонепциальному, симметричному относительно границы оптического сопряжения закону, а выходы приемниковизлучения дополнительно соединенысо входами элемента суммирования сиг-налов, выход которого через дифференцирующее устройство подключен кпервому входу делительного устройства, а второй вход последнего соединенс выходом элемента сравнения сигналов.2 ОПри этом оптический фильтр можетбыть выполнен в виде штрихового растра с изменяющимся по экспоненциальному закону шагом.На Фиг. 1 представлена схема 25предлагаемого устройства; на фиг. 2эпюра распределения коэффициентасветопропускания оптического фильтра.Устройство для измерения составляющих вектора скорости движения объекта (фиг,1) содержит приемники 1и 2 излучения, на фоточувствительнуюповерхность которых через оптическийФильтр 3 проецируется изображение,движущегося объекта. Выходы приемников излучения соединены со входамиэлемента 4 сравнения сигналов, а также со входами элемента 5 суммирования, выход которого подключен ко входу дифференцирующего устройства б,Выход последнего соединен и первым 4 Овходом делительного устройства 7, авторой его вход соединен с выходомэлемента 4 сравнения сигналов.Между плоскостью перемещения кондгролируемого объекта и плоскостьюиэображения объекта, в которой расположены оптически сопряженные попрямой линии приемники 1 и 2 излучения, помещен оптический фильтр 3,коэффициент светопропускания которого 5 Оизменяется в направлении, параллельном направлению измеряемой составляющей вектора скорости движения объекта таким образом, что яркость проецируемого через оптический фильтр наповерхность приемников излученияизображения объекта меняется по экспоненциальному закону в функции расстояние точки изображения до границыоптического сопряжения приемниковизлучения (фиг,2). бОУстройство работает следующим образом,Световые потоки ф., и ф попадающиена Фоточувствительную поверхностьприемников 1 и 2 излучения соответ- д ственно от светоизлучающей или отражающей поверхности контролируемого объекта и проходящие через экспоненциальный оптический фильтр 3 и значи ние измеряемой составляющей вектора скорости движения обьекта Ч; связаны следующей функциональной зависимостыф 1 фтИ 2. 1Показанная на фиг.1 схема реализует один из вариантов вычисления ис - комой составляющей вектора скорости движения объекта. Выходные сигналы приемников 1 и 2 суммируются элементом 5 суммирования сигналов. Найденный суммарный сигнал дифференцируется по времени дифференцирующим устройством б и поступает на один из входов делительного устройства 7, которое находит отношение вычисленной производной по времени от суммы выходных сигналов приемников излучения к раз - ности последних, вычисляемой элементом 4 сравнения сигналов,Предлагаемое устройство позволяет уменьшить время измерения параметров движения объекта и.повысить точность измерения.Формула изобретения3 Устройство для определения составляющей вектора скорости движенияобъекта со случайным распределениемяркостей, содержащее установленныйв плоскости, параллельной плоскости движения объекта, оптическийфильтр с переменным в направленииизмеряемой составляющей вектора скорости коэффициентом светопропусканияи размещенные за ним оптически сопряженные приемники излучения, элементысравнения сигналов, соединенные свыходами приемников излучения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и точности измерений, в неговведены сумматор сигналов, дифференцирующее и делительное устройства,при этом входы сумматора соединеныс выходами приемников излучения, авыход - с входом,дифференцирующегоустройства, соединенного выходом содним йз входов делительного устройства, второй вход которого соединенс выходом элемента сравнения, а оптический фильтр выполнен с коэффициентом пропускания, изменяющимся поэкспоненциальному закону, симметричному относительно границы оптического сопряжения приемников излучения,2. Устройство по п.1, о т л ич а.ю щ е е с я тем, что оптическийФильтр выполнен в виде штриховогорастра с изменяющимся по экспоненциальному закону шагом,.кл. О 01 Р 3/36, опублик. 1976 (прототип). Составитель Ю.ВласовРедактор А.Долинич Техред Ж. Кастелевич Коррек Синиц аказ 4417/66ВНИ Тираж 907 И Государственного коми делам изобретений и от осква, Ж, Раушская 3035,илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Источники информации,принятые во внимание при экспертизе