Датчик скорости движения изображения поверхности

(56) Авторское свидеМ 853545, кл, 6 01 Р 47 ,И.Шабанов льство С /36, 1979 рительно для бражев повыой ство арядоль наГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ(57) Изобретение относится к изменой технике и может быть использоваизмерения скорости движения изония поверхности, Цель изобретенияшение точности измерения, Устрсодержит два линейных прибора с звой связью, ориентированных вдо Изобретение отной технике и можетизмерения скорости д р е ния поверхности.Цель изобретения - повышение точности измерения.Датчик скорости движения изображения поверхности содержит обьектив 1, размещенный между подстилающей поверхностью 2 и светорасщепительным элементом 3, оптически совмещенным с первым 4 и вторым 5 линейными приборами с зарядовой связью (ПЗС), первый 6 и второй 7 усилители, первый 8 и второй 9 аналого-цифровые преобразователи (АЦП), первый 10 и второй 11 регистры сдвига, первый 12 и второй 13 блоки сравнения, первый 14, второй 15, третий 16 и четвертый 17 ключи, первый 18 и второй 19 сумматоры,правления движения изображения в фокальной плоскости объектива таким образом, что продвижение зарядовых пакетов в них совпадает по направлению с движением изображения обьекта. Перенос зар довых пакетов в каждом линейном ЗС управляется сигналом синхронизации от отдельных генераторов сдвиговых импульсов, Видеосигнал с каждого ПЗС сравнивается со статическим математическим ожиданием, вычисленным из суммы предыдущих сигналов, и находится их разность. Блок сравнения определяет, в каком линейном ПЗС величина скоростного смаза больше и изменяет частоту генераторов таким образом, чтобы устранить разницу в значениях смаза сигнала. 1 ил,первый 20, второй 21, третий 22 и четвертый 23 вычитатели, первый 24 и второй 25 мультиплексоры, первый 26 и второй 27 цифроаналоговые преобразователи, первый 28 и второй 29 генераторы импульсов, схему 30 сравнения, регулятор 31 частоты и регистратор 32.Работает устройство следующим образом.Изображение подстилающей поверхности 2 объективом 1 проецируется через светорасщепительный элемент 3 на светочувствительную поверхность линейных приборов 4 и 5 с зарядовой связью. Продвижение зарядовых пакетов в линейных ПЗС 4 и 5 осуществляется непрерывно с помощью поступающих с выходов генераторов 28 и 29 сдвиговых импульсов. Направление движения изображения по25 30 40 50 светочувствительной поверхности линейных ПЗС 4 и 5 совпадает с направлением продвижения зарядовых пакетов в них. В соответствии с частотой синхронизации видеосигнал с линейных ПЗС 4 и 5 поступает через усилители 6 и 7 в соответствующие АЦП 8 и 9. Тактируемые цифровые видеосигналы с выхода АЦП 8 и 9 последовательно заполняют регистры сдвига соответственно 10 и 11. Одновременно с заполнением регистров 10 и 11 происходит параллельное считывание записанных ранее значений видеосигналов из ячеек каждого регистра 10 или 11 сдвига в соответствующий сумматор 18 или 19. На выходе каждого сумматора 18 и 19 появляется сигнал, пропорциональный оценкам математического ожидания видеосигнала с выхода соответствующего ПЗС 4 или 5 за количество тактов синхронизации, равное числу ячеек каждого регистра 10 и 11 сдвита, доступных для параллельного считывания. Каждый блок сравнения 12 или 13 определяет, какой из поступивших на его информационные входы сигналов больше, и в зависимости от этого формирует на выходе логический адресный сигнал "0" или "1". Если значение видеосигнала с выхода соответствующего АЦП 8 или 9 больше сигнала с выхода сумматора соответственно 18 или.19, пропорционального оценке математического ожидания видеосигнала, то на выходе соответствующего блока сравнения 12 или 13 устанавливается адресный сигнал "1". Этот сигнал управляет работой ключей соответственно 14 и 15 или 16 и 17 и коммутирует выход соответственно сумматора 18 или 19 и выход АЦП 8 или 9 с входами соответственно блоков 20 или 22 вычитания. Поэтому на выходе каждого блока 20 и 22 вычитания действует сигнал, пропорциональный разности между текущим значением видеосиг нала с выхода соответствующего ПЗС 4 или 5 и его математическим ожиданием, Если же значение видеосигнала с АЦП 8 или 9 меньше сигнала с выхода соответствующего сумматора 18 или 19, то на выходе блоков сравнения 12 и 13 формируется адресный сигнал "О", который, управляя ключами 14 и 15 или 16 и 17, соединит выходы соответствующего АЦП 8 или 9 и сумматора 18 или 19 с входами соответственно блока 21 или 23. вычитания, В этом случае на выходе каждого блока вычитания 21 и 23 будет действовать раэностный сигнал между оценкой среднего значения видеосигнала с выхода соответствующего ПЗС и его текущим значением. Таким образом, в каждый такт синхронизации на выходе одного из блоков вычитания 20 или 21 и на выходе одного из блоков вычитания 22 или 23 действует цифровой сигнал, пропорциональный абсолютной разности между видеосигналом изображения и его математическим ожиданием, а на другом выходе блоков вычитания 20 или 21 и 22 или 23 действует нулевой цифровой сигнал. Мультиплексоры 24 и 25 адресными сигналами с выхода блоков сравнения 18 и 19 соответственно переключаются в положение коммутации своего выхода с одним иэ двух информационных входов, на каждом находится в данный момент времени разностный сигнал от блоков вычитания 20 или 21 и 22 или 23 в другом канале. С выходов мультиплексоров 24 и 25 сигналы поступают на входы цифроаналоговых преобразователей 26 и 27 соответственно, а с выхода цифроаналоговых преобразователей 26 и 27 в блок 30 сравнения, Если скорость изображения на поверхности линейных ПЗС 4 и 5 такова, что отличается на одну и ту же величину (с разным знаком) от скорости продвижения зарядовых пакетов по ячейкам ПЗС, то видеосигнал изображения подстилающей поверхности на выходах этих приборов 4 и 5 будет искажен примерно в одинаковой степени и сигнал на выходе блока 30 сравнения минимален. Если же абсолютная разность скоростей движения изображения и продвижения зарядовых пакетов по линейным ПЗС 4 и 5 будет различна, то скоростной "смз" по каналам будет различен, причем большим в том канале, где рассматриваемая разность выше. Поэтому разность между текущим значением сигнала и Его математическим ожиданием в этом канале будет меньше, чем в другом канале. Сигналы, пропорциональные оценке разности видеосигнала и его математического ожидания в каждом канале тактируются разными частотами. Цифроаналоговые преобразователи 26 и 27 устраняют неидентичность каналов из-за влияния тактирования с различной частотой. Блок 30 сравнения сравнивает входные сигналы и определяет, какой из них больше, т,е. в каком из каналов рассогласование скоростей движения изображения и скорости движения зарядовых пакетов больше. На основании сравнения разностных сигналов регулятор 31 частоты изменяет частоту генераторов 28 и 29 сдвиговых импульсов таким образом, чтобы оценки значений раэностных сигналов в обоих каналах были равны, По частоте сдвиговых импульсов одного иэ генераторов регистратор 32 определяет скорость движения изображения поверхности 2 и представляет ее в любой требуемой форме.510 15 20 25 30 35 40 45 50 Формула изобретения Датчик скорости движения изображения поверхности, содержащий объектив со светорасщепительным злементом, в задней плоскости которого размещены два светочувствительных линейных прибора с зарядовой связью, ориентированных вдоль направления движения, первый и второй усилители, первый и второй генераторы сдвиговых импульсов, регулятор частоты, и регистратор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй регистры сдвига, первый и второй сумматоры, первый и второй блок сравнения, первый и второй, третий и четвертый ключи, первый, второй, третий и четвертый вычитатели, первый и второй мультиплексоры, первый и второй цифроаналоговые преобразователи и схема сравнения, причем первый вход первого прибора с зарядовой связью подключен к первому выходу светорасщепителя объектива, второй вход соединен с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя, первым входом первого регистра сдвига, первым входом первого сумматора, первым входом первого блока сравнения, первыми входами первого и второго ключей, входом регистратора и выходом первого генератора, выход первого прибора с зарядовой связью соединен с входом первого усилителя, выход которого соединен с вторым входом первого аналого-цифоового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом первого ключа, вторым входом первого блока сравнения и вторым входом первого регистра сдвига, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, выход которого соединен с третьим входом первого блока сравнения и вторым входом второго ключа, выход первого блока сравнения соединен с третьими входами первого и второго ключей и первым входом первого мультиплексора, первый выход первого ключа подключен к первому входу первого вычитателя, а второй выход - к первому входу второго вычитателя, первый выход второго ключа подключен к второму входу первого вычитателя, а второй выход - к второму входу второго вычитателя, выход первого вычитателя соединен с вторым входом первого мультиплексора, а выход второго вычитателя - с третьим входом первого мультиплексора, выход которого подключен к входу первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, к второму входу которой подключен выход второго цифроаналогового преобразователя, а выход схемы сравнения подключен к входу регулятора частоты, выход которого соединен с входами первого и второго генераторов импульсов, первый вход второго прибора с зарядовой связью подключен к второму выходу светорасщепительного объектива, второй вход соединен с первым входом второго аналого-цифрового преобразователя, первым входом второго регистра сдвига, первым входом второго сумматора, первым входом второго блока сравнения, первыми входами третьего и четвертого ключей и выходом второго генератора, выход второго прибора с заряд.вой связью соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с вторым входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа, вторым входом второго блока сравнения и вторым входом второго регистра сдвига, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с третьим входом второго блока сравнения и вторым входом четвертого ключа, выход второго блока сравнения соединен с третьими входами третьего и четвертого ключей и первым входом второго мультиплексора, первый выход третьего ключа подключен к первому входу третьего вычитателя, а второй выход - к первому входучетвертого вычитателя, первый выход чет-вертого ключа подключен к второму входу третьего вычитателя, а второй выход - к второму входу четвертого вычитателя, выход третьего вычитателя соединен с вторым входом второго мультиплексора, а выход четвертого вычитателя-с третьим входом.второго мультиплексора выход которогоподключен к входу второго цифроаналогового преобразователя.1700481 Составитель А. БедновГехред М,Моргентал Редактор Т. Куркова Корректор М. Демчи роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4464 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета пс изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5