Датчик скорости движения изображенияобекта

Союз СоветскихСоциапистическмхРеспубпик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 853545 61) Дополнительное к авт. св 22)Заявлено 25. 06. 79 (21) 2785559/ 18 присоединением заявки,Р 1 а23) ПриоритетОпубликовано 07. 08, 81, бюллетень М 51)М. Кл С 01 РЗЗ дарственный комнт до делам наобретен 53) У 5 З 1. 76 (088, 8 открыт 9.08. 81 а опубликования описа) Заявитель 54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕОБЬЕКТА тся к приборо использованои движения по например в пенсаторов ск е относ датчиках ск ростного см и аэрофотог ро и ле зменные .и зображ ые от ны оптик рители скор ижения и ния Г 11, содержащие точечн ф образователи и электронную с у ,в состав которой вхОдит блок рег руемой задержки,Недостатком известных датчико является понижение точности опре ния скорости при существенной не ционарности параметров подстилакхц поверхности.- Наиболее близким по техническ сущности является датчик скорост движения изображения объекта 1 21 содержащий оптическую систему, с расщепитель, две телевизионные к на линейных приборах с зарядовой ости дв опре 1 ив л та ей ветоеры вятроению и может быт для измерения скорос тилающей поверхносторости ко зью, ориентированные вдоль направления движения изображения, выходы которых подключены через усилители к входам соответствующих пиковых детекторов, управляющие входы линейных приборов с зарядовой связью соединены с выходами генераторов сдвиговых импульсов; при этом один из генераторов выполнен регулируемым по частоте, вход его подключен к выходу экстремального .регулятора частоты, а выход соединен с входом регистратора скорости.Недостатком известного датчика является недостаточная точность измерения скорости движения изображения, связанная с малой крутизной регулировочной характеристики экстремального регулятора.Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых скоростей.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен блок вычитания, а второй генератор сдвиговых им 3 8535 пульсов выполнен перестраиваемым. Частоты сдвиговых импульсов первого и второго генераторов сдвиговых импульсов отличаются друг от друга на некоторую величину, являющуюся базовой для испольуемого разностного метода формирования цепи обратной связи. Каждый из входов блока вычитания соединен с выходом соответствующего пикового детектора прототипа, а выход под ключен через регулятор частоты к управляющим входам перестраиваемых генераторов сдвиговых импульсов.На чертеже изображена структурная :электрическая схема устройства. 15Датчик содержит оптическую систему 1, светорасщепитель 2, получающие сигналы с подстилающей поверхности 3, линейные приборы с зарядовой связью 4, 5, блок вычитания 6, усилители 7, 8, 20 пиковые детекторы 9, 10, регулятор частоты 11, перестраиваемые генераторы сдвиговых импульсов 12, 13, регистратор скорости 14.Последовательно размещенные оптическая система 1 и светорасщепитель 2 оптически связаны с линейными прив борами с зарядовой связью 4 и 5. Выход каждого линейного прибора подключен к входам блока вычитания 6 через 30 соответствующие последовательно соединенные усилитель 7 или 8 и пиковый детектор 9 или 1 О. Выход блока вычитания 6 через регулятор частоты 11 подключен к управляющим входам перестра иваемых генераторов сдвиговых импульсов 12 и 13. Выход каждого генератора сдвиговых импульсов подключен к управляющему входу соответствующего линейного прибора 4 и 5. РегиСтратор 40 скорости 14, подключенный входом к выходу первого перестраиваемого генератора сдвиговых импульсов 12, вычис- ляет скорость движения изображения объекта. 45Работает устройство следующим образом. Изображение подстилающей поверхности 3 с помощью оптической системы 1 проектируется на светорасщепитель 2, где расщепляется на два иден тичных оптических сигнала изображения. Эти сигналы попадают на светочувствительные поверхности линейных приборов с зарядовой связью 4 и 5. Под воздейстанем оптического сигнала в них на капливаются зарядовые пакеты. С помощью сдвиговых импульсов перестраиваемых генераторов сдвиговых импуль 45 фсов 12 и 13 зарядовые пакеты непрерывно продвигаются к выходу, причем направление их движения совпадает с направлением движения изображения подстилающей поверхности 3. Частоты сдвиговых импульсов перестраиваемых генераторов 12 и 13 выбраны отличающимися друг от друга на постоянную величину. Поэтому скорости продвижения зарядовых пакетов в линейных приборах будут отличными: например, в первом из них больше, чем во втором.Зарядовый. пакет, переходят от предыдущего электрода каждого прибора к последующему, складывается с зарядовым пакетом, возникающим под этим электродом в результате накопления заряда под воздействием света в промежутке между очередными сдвиговыми импульсами. В результате под вы - ходным электродом линейного прибора с зарядовой связью будет создаваться зарядовый пакет, равный сумме зарядов, возникших во всех его накопительных ячейках по мере продвижения зарядового пакета, т,е, будет происходить интегрирование заряда. В том случае, когда скорость продвижения зарядовых пакетов равна скорости движения изображения, в накопительных ячейках будет последовательно возникать заряд от одного участка подстилающей поверхности, и зарядовый пакет на выходе прибора будет определяться только яркостью этого участка, а напряжение на выходе соответствующего пикового детектора будет максимальным.По мере отличия рассматриваемых скоростей в накопительных ячейках возникают заряды от разных участков подстилающей поверхности 3, а выходнойзарядовый пакет определяется яркостью нескольких соседних участков подстилающей поверхности. Происходит "скоростной смаз" зарядовых пакетов, Поэтому напряжение на выходе пикового детектора 9 или 10 будет уменьшаться по мере отличия скорости движения зарядовых пакетов в соответствующем приборе 4 или 5 от скорости движения изображения. Напряжения с выхода каждого пикового детектора 9 и 1 О поступают на входы блока вычитания 6. Напряжение на выходе блока вычитания 6 будет равно нулю в случае, когда скорость движения иэображения подстилающей поверхности равна средней арифме20 Формула изобретения Датчик скорости движения изображения объекта, содержащий последова 5 85354 тической скорости продвижения зарядовых пакетов в линейных приборах с зарядовой связью 4 и 5. В случае отличия укаэанных скоростей на выходе блока вычитания будет действовать напряжение, знак которого характеризует знак величины отклонения скорости движения изображения от средней арифметической, а амплитуда показывает саму величину отклонения. Регулятор час тоты и так управляет частотой сдвиговых импульсов перестраиваемых генераторов сдвиговых импульсов, чтобы напряжение на его входе поддерживалось равным нулю. Регистратор скорости 14 ц по частоте сдвиговых импульсов на выходе перестраиваемого генератора сдвиговых импульсов 12 и известной разности частот перестраиваемых генераторов сдвиговых импульсов 12 и 13 рассчитывает среднюю арифметическую скоростью продвижения зарядовых пакетов, равную искомой скорости движения изображения подстилающей поверхности. 25Благодаря предложенному техническому решению из схемы устройства исключен экстремальный регулятор. За счет этого повышается точность измерения скорости движения изображений. ЗО Отсутствие в схеме устройства опорно го генератора сдвиговых импульсов, определявшего среднюю частоту диапазона измеряемых скоростей, приводит к расширению этого диапазона и обес з печению равной точности измерения скорости по всему диапазону. тельно размещенные оптическую систему, светорасщепитель на два выходаи две телевизионные камеры на линейных приборах с зарядовой связью, ориентированные вдоль направления движения изображения, выход каждого изуказанных приборов подключен черезусилитель к входу соответствующегопикового детектора, а управляющие вхо.ды каждого из линейных приборов соединены с выходами соответствующихгенераторов сдвиговых импульсов, приэтом первый генератор сдвиговых импульсов выполнен перестраиваемым почастоте, вход его подключен к выходурегулятора частоты, а выход соединенс входом регистратора скорости, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения скорости и расширения диапазона измеряемых скоростей движения изображения,в устройство дополнительно введенблок вычитания, второй генератор сдвиговых импульсов выполнен перестраиваемым по частоте, при этом выходыпиковых детекторов подключены к входам блока вычитания, выход которогосоединен с входом регулятора частоты, выход регулятора частоты подключен к входу второго генератора сдвиговых импульсов, причем частоты лерестраиваемых генераторов сдвиговыхимпульсов отличаются друг от другана постоянную величину.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеКозубовский С.Ф. Корреляцион"ные экстремальные системы, Киев,Наукова думка, 1973.2. Заявка Ф 2612555/18-10,кл. 6 01 Р 3/Зб, 05.05.78, по которойпринято решение о выдаче авторскогосвидетельства (прототип).853545 а 43/20 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва Ж Фи9 ка исно омитета СССР открытий нно ретении35 Райш 4/ кая на иал ППП "Патент, г Ужгород, ул. Проектная,Составитель А. Трегубов едактор Т. Федотов Техред А, Савка Вееяе . -