Устройство для определения положения зоны с неравномерной освещенностью

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 79527 б 5 Ц 5 6 01 В 21/О ЕТЕНИЯ К А 8 иГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНО ВЕДбМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗ РСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) ВСесоюзный научно-исследовательски инстигут транспортного машиностроения (72) М.Ю.Алексеев и В.В.Кочергин(56) Авторское свидетельство СССР Мт 1490489, кл, 6 01 В 21/00, 1987.Авторское свидетельство СССР.Иг 1155849, кл, 6 01 В 21/00, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЗОНЪ С НЕРАВНОМЕРНОЙ ОСВЕЩЕННОСТЬЮ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах технического зрения; устройствах автоматики и телемеханики для бесконтаКтного определения положения объектфв в пространстве или их размеров, когда йнформативным параметром яв. ляется положение зоны .с неравномерной освещенностью, сформированной на фоточувствительном приемнике.Известно устройство, содержащее фоточуествительный элемент, видеопроцессор, интегратор, делитель, блок выборки-хранения, схему сравненияблоки управления и счета и выходной регистр. Недостатками данного устройства являются сложность и временное запаздывание получения координаты положения зоны с неравномерной освещенностью, связанные с цифровым способом расчета координаты.Прототипом предлагаемого устройства является устройство, включающее в себя по 2повышение быстродействия и информативности. В Устройстве величина выходного напряжения дополнительного блока выборки-хранения пропорциональна промежутку времени от начала сканирования ЛФПЗС до момента времени к, определяющего положение измеряемой зоны с неравномерной освещенностью на ЛФПЗС, а определение положения зоны происходит в момент времени Тс без задержки до конца сканирования Тс. Кроме того исключение дискретности измерений позволяет осуществлять непрерывную регистрацию и применять устройство в аналоговых системах.3 ил.Ф следовательно соединенные линейный фоточувствительный элемент, видеопроцес сор, управляемый интегратор, блок выборки-хранения, блок сравнения, выходной регистр, атакже блок управления, соединенный с их управляющими входами, и блок счета, соединенный с блоком управления и выходным регистром, причем управляемый интегратор соединен также со вторым входом блока сравнения. Недостатками прототипа являются. низкие быстро- действие и информативность, вызванные временным запаздыванием получения координаты зоны до конца цикла сканирования линейного фоточувствительного элемента, а также дискретностью измерения положения зоны при представлении ее координаты в цифровом виде,Цель изобретения - повышение быстродействия и информативности устройства для определения положения зоны с неравномерной освещенностью, 1795276На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - функциональнаясхема блока управления; на фиг.З - временные диаграммы сигналов,Устройство для определения положения 5зоны с неравномерной освещенностью(фиг.1) содержит линейный фоточувствительный элемент 1, например линейный фотоприбор с зарядовой связью, видеопроцессор 2,управляемый интегратор 3, блок 4 сравнения, 10блок 5 выборки-хранения, блок 6 управления,дополнительный блок 7 выборки-хранения,сумматор 8, дополнительный интегратор 9,первый 10 и второй 11 источники постоянйого напряжения. Выход дополнительного 15блока 7 выборки-хранения является выходом устройства,Блок.б управления (фиг,2) состоит иэгенератора 12 тактовых частот, блока 13синхронизации, блока 14 формирования фазовых сигналов, блока 15 формированиявспомогательных сигналов, блока 16 преобразователей уровня, блока 17 формирования управляющих сигналов. Выходыблоков 12, 15, 16, 17 являются выходами 25блока 6 управления.Работа устройства осуществляется следующим образом,Определение положения зоны с неравномерной освещенностью производится за ЗОдва цикла длительностью Тц каждый, в которых производится одномерное дискретноесканирование линейного фоточувствительного элемента 1 длительностью Тс (фиг.З), Вкаждом цикле блок 6 управления формирует 35сигналы, управляющие работой блоков устройства, При этом генератор 12 тактовыхчастот вырабатывает сигналы опорных частот 10,".,й (фиг.З, б), блок 14 формированияфазовых сигналов формирует пакеты фазавых импульсов Оф 1 (фиг,З, в) дляпереносазарядов в линейном фоточувствительномэлементе 1, причем порядок чередования идлительность пакетов импульсов задаютсявыходными сигналами блока 13 синхронизации Блок 15 формирования вспомогательных сигналов. формирует сигналы Ов,в. иОсд. (фиг.З. г,д) управления соответственновыходным затвором и сбросовым транзистором фоточувствительного элемента 1 и 50сигнал Ов.п (фиг,З, е) управления видеопроцессором 2, С помощью блока 16 преобразователей уровня сигналы Осл., Ов.з., Офсогласуются по уровню с фоточувствительным элементом 1, С помощью блока 17 формирования управляющих сигналовосуществляется формирования сигналов"0" - хранение), Оуи (фиг.З, и) - управления управляемым интегратором 3 ("1" - интегрирование, "0"- сброс результата интегрирования), Обс (фиг.З, м) - управления блоком 4 сравнения ("0" - режим сравнения, "1" - установка исходного состояния). Генератор 12 тактовых частот формирует сигнал Одуи (фиг.З, а, о) управления дополнительным управляемым интегратором 9 ("1" - интегрирование, "0" - сброс результата интегрирования),В каждом цикле видеосигнал с изображением зоны с неравномерной освещенностью (фиг,З, ж) с выхода линейного фоточувствительного элемента 1 в процессе сканирования поступает на вход видеопроцессора 2; который осуществляет предварительную обработку видеосигнала с целью устранения шумов выходного узла фоточувствительного элемента 1. Видеосигнал первого цикла (фиг.З, э) с выхода видеопроцессора 2 поступает в интегратор 3, где производится его интегрирование (фиг.З, л), Результат интегрирования запоминается блоком 5 выборки-хранения. Блок 4 сравнения сравнивает результат интегрирования видеосигнала первого цикла с текущим значением результата интегрирования видеосигнала второго цикла с учетом их относительного коэффициента К (ОК с 1) (фиг,З, л - сравнение для К = 0,5). В момент равенства двух результатов, что соответствует моменту времени т от начала сканирования, на выходе блока 4 сравнения формируется короткий управляющий импульс(фиг.З, н), поступающий на управляющий вход дополнительного блока 7 выборки-хранения.В каждом цикле в течение времени Тс дополнительный интегратор 9 осуществляет интегрирование постояйного напряжения, задаваемого первым источником 10 постоянного напряжения, После окончайия времени Тс сканирования результат интегрирования обнуляется и на выходе дополнительного интегратора 9 формируется пилообразное напряжения (фиг.З, и), С помощью сумматора 8 пилообразное напряжение усиливается и суммируется с постоянным напряжением Оа, задаваемым вторым источником 11 постоянного напряжения. Выходное напряжение сумматора 8 (фиг.З, р) изменяется по закону2 Од- Оз+ т 0 тТсТсОвых(т) =Т, (т ТцВ момент времени т, определяющийположение зоны с неравномерной освещен1795276 5ностью, короткий управляющий импульс (фиг.З, н) задает режимы выборки для до.полнительного блока 7 выборки-хранения, который осуществляет запоминание величины напряжения, присутствующего в этот момент времени на выходе сумматора 8, и храения ее до прихода следующего управляющего импульса (фиг.З, с). Величина выходного напряжения дополнительного блошка 7 выборки-хранения пропорциональ. на промежутку времени тот начала сканирования фоточувствительного элемента 1 до момента времени, определяющего положение зоны с неравномерной освещенностью . (при К " 0;5 - положение энергетического центра зовы), При этом определение положения зоны происходит без задержки до конца сканирования фоточувствительного элемента, а измерение положения зоны 5 производится непрерывно Технико-экономический эффектпредлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в повышении 10 быстродействия и информативности устройства, а также в обеспечении возможности применения устройства в системах с непрерывной регистрацией координат и в аналоговых устройствах автоматики и теле механики.20Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я повышения быстродействия и информастройство для определения положе- тивности, в него введены последовательно ния оны с неравномерной освещенностью, соединенные источник постоянного напря соде жащее блок управления, последова- жения, дополнительный управляемый интель, о соединенные линейный фоточувст тегратор, сумматор и дополнительный блок витальный элемент, видеопроцессор, . выборки-хранения,.а также второй источник интегратор и блок сравнения, а также блок постоянного напряжения, соединенный с выборки-хранения, управляющие входы ко- вторым входом сумматора, причем управляторы соедийены с соответствующими вы- ющий вход дополнительного блока выборход ми блока управления, причем ЗО ки-.хранения соединен с выходом блока. инте ратор через блок выборки-хранения сравнения, а управляющий вход дополни- соединен с вторым входом блока сравне- тельного управляемого интегратора соединия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью нен с шестым выходом блока управления.1795276 с и иуицвЯ ид Составитель М.АлексеевТехред М.Моргентал Реда Корректор Т.Палий изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 422 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5