Устройство для измерения скорости движения объекта

(71) Заявите ВильнюсскийДружбы Наро ни и орденаим. В.Капсука рдена в гос) УСТРОЙС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРО ОВЬЕКТА ненный с приводом зобр егистр канера роению ибесконтакростъ 5 движ аботает толь вление пере ельно протяженения отн ов со сл неодноро ъекта при или 180 о выраженными опостями поверхносых объек тическими и.Извест о еритсльпер емеще акт н беско вижения тор скоро еоднороде то и тич еских тся на выту перемеения, хар ктора скоростипроизвольномдвижения и повыа е ени относится к приборостожет быть использовано дляного измерения вектора сконие изображения о нностей преобразуе ход фоприемника в часто иной составляющей напряж ктеризующую скорость 1 ,Известное устройство не может бытьиспользовано для измерения вектораскорости при произвольном изменениинаправления искомого вектора скоростиот 0 до 360Известноустройство, содержащеесканер, выполненный в виде многогранной призмы, привод сканера, фотоприемник, экстр мальный регулятор, выходкоторого соединен с приводом сканера,рудового Красного Зн арственный университ Известное устроиство рка в случаях, когда напрамещения контролируемого обнимает лишь два значения -и неработоспособно при произвольном изменении направления искомого вект ра скорости от 0 до 3600Цель изобретения - получение воз- Оможности измерения весложного движения приизменении направленияшение точности.Для достижения поставленной .цели 5в устройство введены система изменения направления сканирования, выполненная в виде последовательно устано ленных объектива и призмы Дозе, оптм 20чески связанных с исследуемым объектом и многогранной призмой, при этом призма Дове выполнена с возможностью углового смещения и механически соединена с приводом сканера, а такжевведены элементы сравнения и фильтр переменной составляющей, а фотоприемник выполнен в виде фотоматрицы с параллельным считыванием, при этом выходы фотоматриц соединены с входами элементов сравнения, вход Фильтра переменной составляющей соединен с выходами элементов сравнения, а его выход соединен со входом экстремального регулятора,На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.Изображение поверхности 1 сканером 10 35 2, составляющем из зеркального многогранника и системы изменения направления сканирования, проектируется наФотоматрицу 3, каждый фотопреобразователь которой имеет собственный выход. Выходы Фотоматрицы 3 соединеныс входами элементов 4 сравнения. Выходы элементов 4 сравнения соединены с входами Фильтра 5 переменной составляющей, Выход фильтра 5 переменной составляющей соединен с входомэкстремального регулятора 6, Выходэкстремального регулятора 6 соединенс входом привода сканера 7. Приводсканера соединен с зеркальным многогранником и системой изменения направления сканирования сканера 2. Регистратор 8 соединен с приводом 7 сканера,Система изменения направления сканирования представляет собой объектив9 содержащий призму Дове 10.Устройство работает следующим образом.Сканер 2 с. помощью зеркального мно.гогранника осуществляет перемещениеполя зрения устройства на поверхнос 40ти 1, Скорость сканирования Ук/ поабсолютной величине задается угловойскоростью вращения Щ зеркального мно"гогранника сканера 2, Направлениесканирования задается углом поворотаС(, призмы Дове 10 вокруг визирной оси,При повороте призмы Дове от 0 до 180онаправление сканирования сКС изменяется от 0 до 360 ., Таким образом, если угол поворота призмы Дове - с(то направление сканирования О(= 2 сРезультирующая скорость перемещенияиэображения на плоскости фотоматрицыЭ равна Ч = 7 - Чк, где Ч, - искоскмый вектор относительной скорости контролируемой поверхности 1. Если (Ч)ЛО, то оптические неоднородности поверхности 1 поочередно изменяют освещенность элементов фотоматрицы 3. На входе фильтра 5 переменной составляющей частота переменной составляющейнапряжения Г = Е(Ч), где щ - коэффициент пропорциональности, Если 7 = О,то ЯЧк, Г = О. Очевидно, что при .Г = О происходит совмещение вектораскорости сканирования 7 с искомымсквектором ЧкЧтобы частота переменной составляющей напряжения Г на входе Фильтра 5еременной составляющей зависела только от скорости изображения на плоскости фотоматрицы 3 Ч, выходы фотопреобраэователей фотоматрицы 3 соединеныс входами элементов 4 сравнения. Элемент 4 сравнения представляет собойдифференциональный усилитель, на входы которого подается напряжение с выхода двух соседних фотопреобразователей фотоматрицы 3. Напряжение на выходе дифференциального усилителя 4О, = К(О,1-О), где 04 и О - напряжения на выходе двух соседних фотопреобразователей фотоматрицы 3, К - коэффициент усилителя. При вращении зеркального многогранника сканера 2 возникает периодическая модуляция общейосвещенности фстоматрицы 3, что вызывает изменение напряжения на выходефотопреобразователей на величину д О.Напряжение на выходе элемента 4 сравнения при этом не изменяется, так какОф = КВО 4 + 4 О) - (О + О)Д = К х(О 1 О 2), При перемещении изображения на плоскости Фотоматрицы 3, тоесть при (Ч) Ф О, изменяется,.поочередно освещенность соседних фотопреобразователей фотоматрицы 3, в результате чего при (Ч)0 на выходе элементов 4 сравнения имеется переменная составляющая напряжения,Фильтр 5 переменной составляющейпропускает переменную составляющуюнапряжения на вход экстремального регулятора 6. Коэффициент передачи б(Г)Фильтра 5 имеет прямую зависимостьот частоты переменной составляющейнапряжения, то есть б(Г)К ф Г, гдеК - коэффициент пропорциональности.Экстремальный регулятор 6 через привод7 сканера изменяет вектор сканирова"ния таким образом, чтобы частота переменной составляющей напряжения Чспри этом Ч -ф Ч,. Таким образом, экстремальный регулятор 6 осуществляетминимизацию частоты на входе фильтра5. Минимизация частоты переменной составляющей может осуществляться тактированием управляющего воздействия на5 8599 сканер 2, Сначала минимиэируется частота , изменяя угловую скорость сд зеркального многогранника, после чего минимизация частоты осуществляется путем совмещения направления скаюрова ния скс направлением перемещения контролируемой поверхности 1 фк. В результате минимизации частоты Г достигается равенство векторов ЙскЧ Регистратор 8, регистрируя значения о (ЧК ) и (1 одновременно регистрирует искомую скорость (Чк) и направление Скконтролируемой поверхности 1, так как при Г " О Чск1 к15Формула изобретения1. Устройство для измерения скорости движения объекта, содержащее ска- М нер, выполненный в виде многогранной призмы, привод сканера, фотоприемник, экстремальный регулятор, выход которого соединен с приводом сканера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 25 целью определения вектора скорости при произвольном изменении направления движения и повышения точности из 30 6мерений, в него введена система изменения направления сканирования, выпол"ненная в виде. последовательно установ"ленво объектива и призмы Дове, оптически связанные с исследуемым обьек",том и многогранной призмой, при этомпризма Дове выполнена с возможностьюуглового смещения и механически соединена с приводом сканера.2. Устройство по п. 1, с т л и -ч а ю щ е е с я тем, что в него вве"дены элемейты сравнения и фильтр переменной составляющей, фотоприемниквыполнен в виде фотоматрицы с параллельным считыванием, при этом выхоцыФотоматрнц соединены с входами элемен"тов сравнения, вход Фильтра переменной составляющей соединен с выходамиэлементов сравнения, а его выход соединеи со входом экстремального регулятора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеПатент США В 351935.1,кл, 356-28, опублик. 1970.2. Авторское свидетельство СССРУ 532816, кл. 6 О 1 Р 3/36, опублик.1976 прототип),859930 Тирак 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5