Устройство для измерения параметров движения объектов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Збй Н 04 л 7 18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОсудАРОТВенньй нОмитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(71) Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 520727, кл. Н 04 И 7/18, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 587640, кл, Н 047/18, 1974(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ,содержащее последовательно соединенные синхронизатор н телевизионнуюпередающую трубку, аналого-циФровой преобразователь (АЦП ), первыйблок вычитания, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, и блок вычисления перемещений,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью понддения точности измерения параметрон движения, введеныпервый блок задержки, второй блокзадержки, второй блок вычитанияи первый сумматор, включенные последовательно между выходом АЦП и первым входом первого блока вычитания,ЯО 1062900 А третий блок вычитания и второй сумматор,включенные последовательно между выходом первого блока задержки и вторым нходом первого блока вычитания, причем второй вход первого сумматора соединен с ны:;одом перного блока задержки, а . х:,д - со вторым входом второго блок= вычитания, второй вход второго сумматора подключен к выходу АПП, а выход - к второму входу. третьего блока вычитания, вход АЦП соединен с выходом телевизионной передающей трубки,"а также регистр значений перепада, первый вход которого соединен со строчным выходом синхрониэатора, второй вход - с выходом щ первого блока вычитания, третий вход - с выходом блока сравнения, а выход - с вторым входом блока сравнения, регистр координаты по С." оси У и регистр координаты по оси Х, первые входы которых соединены с соответствующими входами синхронизатора, вторые входы - с выходом блока сравнения, а выходы - соответ- СР ственно с первым и вторым входами ф блока вычисления перемещений, третий вход которого подключен к1 Я строчному выходу синхронизатора. ЖИзобретение относится к приклад;ному телевидению и может быть использовано для бесконтактного измерения параметров движения объектов,Известно устройство для измерения геометрических размеров изделий, содержащее последовательносоединенные телевизионный датчикна базе сканистора, формировательизмерительного импульса, регистратор, генератор начального уровняформирования измерительного импульса и регулятор уровня формирования.Измеряемое иэделие проецируется на"мишень" сканистора телевизионного датчика, в котором световоеизображение преобразуется в электрический сигнал. На выходе датчика появляется импульс, переднийфронт которого содержит необходимуюинформацию об измеряемом иэделии,а именно временное положение середины этого фронта в строке соответствует координате кромки измеряемого изделия 1 3Однако различная освещенностьизделия вызывает смещение серединыпереднего фронта импульса,что влечет за собой ошибку в измерении.Для компенсации этой ошибки и служат генератор начального уровняформирования измерительного импульса с регулятором уровня фоомирования. В случае движения изделиявдоль развертки сканистора происходит дополнительное искажение пе;,:еднего фронта импульса, что обусловит периодичность срабатываниягенератора начального уровня формирования измерительного импульса,то, в свою очередь, приведет кдополнительным погрешностям в определении положения кромки иэделия. Следовательно, недостаткомизвестного устройства является малая точность измерения.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерения параметров движения объектов,содержащее последовательно соединенные синхронизатор и телевизионнуюпередающую трубку, аналого-цифровой преобразователь, первый блоквычитания, блок памяти, блок сравнения, блок вычисления перемещений. Измерение параметров движения объекта этим устройством осуществляется в течение последовательно-повторяющихся одинаковых циклов,каждый из которых включает четыре кадра развертки 21,Недостатком известного устройств. является отсутствие фиксациипо ожения фронта импульса, соответствующего( кромке движущегосяобъекта что затрудняет точное вычислене параме ров движения объекта с учетом скорости строчной развертки.1 ельью изобретези в : является повышение точности измерения параметроздвижения объекта.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для и.змерения параметров движения объектов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор и телевизионную передающую трубку, аналого-цифровой преобразователь ( АЦП,1, первый блок вычитания, выход которого сое" динен с первым входо блока сравнения, и блок вычисления перемещений, введены первый блок задержки, второй блок задержки второй блок вычитания и первый сумматор, включенные последова: егьно между выходом А 1 Т и первым вхоцом первого блока зы.итаяия, третий блок вычитания и второй сумматор, включенные после,дозательно между выходом первогоблока задержки и вторым вхсдомпервого блока вычитания причемвторой вход первого сумматсра соединен с выходом первого блока задержки, а выход - со вторым входомвторого блока вычитания, второйвход второго сумматора подключенк выходу АЦП, а выход - к второмувходу третьего блска вычитания,вход ЦП соединен с выходом телевизионной передающей трубки, а такжерегистр значений перепада, первыйвход которого соединен со строчным выходом синхронизатора, второйвход - с выходом первого блока вычитания, третий вход - с выходомблока сравнения, а выход - с вторымвходом блока сравнения, регистр координаты по оси У и регистр координаты по оси Х,.первые входы которь 1 х соединены с соответствующимивыхоцами синхронизатора, вторыевходы - с выходом блока сравнения,а выходы - соответственно с первым и вторым входами блока вычисления перемещений, третий вход которого подключен к строчному выходу синхронизатора.На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на. фиг. 2 - изображение кромки неподвижного объекта на телевизионном растре; нафиг. 3 - изображение кромки движущегося объекта на телевизионномрастре,Предложенное устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов( ГТИ , счетчик 2 импульсоз, счетчик 3 строк, телевизионную передающую трубку 4, аналого-цифровойпреобразователь (АЦП ) 5, регистрб и 7, координаты по оси Х и по55 60 оси У, блок 8 вычисления перемещений, первый и второй блоки 9 и 10,задержки, второй и перный сумматоры 11 и 12, третий, и второй я первый блоки вычитания 13, 14 и 15,регистр 16 значений перепада, блок17 сравнений, причем совокупностьГТИ 1 и счетчиков 2 и 3 представляет собой синхронизатор 18.,Устройство работает следующимобразом.Импульсы с синхронизатора 18 поступают на синхрониэирующие входыпервого и второго блоков 9 и 10 задержки,.первого и второго сумматора 12 и 11,. регистра 16 значенийперепада ( на чертеже не показаны ),а также на счетный нход счетчика2 импульсов, с выхода которого строчные синхроимпульсы поступают настрочный синхрониэирующий нход телевизионной передающей трубкиа также на вход счетчика 3 строк,с выхода которого синхроимпульсыпоступают на кадровый синхронизирующий вход телевизионной передающей трубки 4, Видеосигнал с выходателевизионной передающей трубки 4поступает на АЦП 5, где преобразуется в код, равномерно поступающий на первый блок 9 задержки ивторой сумматор 11, а затем навторой блок 10 задержки и первыйсумматор 12,В начале строки изображения навыходе первого блока 9 задержки формируется нулевое значение сигнала,н течение импульсов ГТИ 1 ( ь в тактов работы устройства ) во второмсумматоре 11 накапливается суммапервых О отсчетов сигнала. И первыйи второй блоки 9 и 10 задержки осуществляют задержку сигналов на итактов.В( + 1 ) такте работы устройства на выходе первого блока 9 задержки появляется первое значениеотсчета сигнала, которое н третьемблоке 13 вычитания отнимается от общей суммы отсчетов,поступающей на еговторой вход с выхода второго сумматора 11, а (и + 1 )-е значениеотсчета сигнала прибавится к общей сумме отсчетов во втором сумматоре 11,- Таким образом, н процессе работыустройства сумма иэ о текущих отсчетов будет "перемещаться" вдольстрочной развертки в течение всейстроки.С задержкой на и тактов работыустройства аналогичная суммавырабатывается в первом сумматоре 12которая также "перемещается" вдольстрочной развертки в процессе работы устройства. Путем подключения старших разрядон первого и второго сумматоров 12 я 11 к первому блоку 15 вычитания образуется среднее значение сигнала на участке и отсче"- тов. Число и при этом ныбирется кратным 2.С другой стороны, величина овыбирается иэ физических соображений зашумленности изображения, ти па применяемой телевизионной передающей трубки 4, условий освещения, допустимой погрешности и т.д. В первом блоке 15 вычитания происходит вычитание средних значений 15 сигналон, полученных на двух соседних участках иэображения. Полученная разность сравнивается со значением, записанным в регистре 16значений перепада.20 В исходном состоянии (в началестроки ) в регистре 16 значенийперепапа записаны нули. В случаепревышения значения перепада, приходящего с выхода первого блока 15 вычитания над содержимым регистра 16 значений перепада, происходит запись текущего значения перепадав регистр 16 значений перепа;д.Управление записью происходитс помощью выхода блока 17 сравнения; Сигнал с выхода блока 17 сравнения также поступает на вторыевходы регистров б и 7 координат по .оси Х и по оси У, на первые входы 35 которых.поступают значения текуших координат по осям Х и У. Другими словаи, в случае превышениязначения "текущего порога" над содержимым регистра 16 значений перепада, значения текущих координат развертки запоминаются в регистрах б и 7,Таким образом в процессе развертки строки происходит автоматическийпоиск наибольшего значения перепада и определения его координаты н 45 регистрах б, 7 и 16. Им определяетсяположение кромки объекта в даннойстроке развертки, В конце строчнойразвертки координаты точки наибольшего перепада переписываются 50 в блок 8 вычисления перемещений,в котором производится анали, .:очек, полученных в каждой строкеразвертки, сравнение полученной лини с формой кромки движущегосяобъекта и вычисление фактическиххарактеристик дникения объекта. Таким образом, в каждой строке развертки фиксируется точное положение перепада видеосигнала, что позволяет значительно повысить точность измерения параметров движения объекта.10 б 2900 Ло жениеРРоюыЖУ Сигроюаяр В Пояожеюиеарорию Составитель В.МаксимоваРедактор Г.Волкова Техред О,иеце Корректор О. Тиг 8/б 0 Тираж 677 Подпис ВИИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д