Устройство для измерения перемещения объектов

Союз Советский Социалистических Рвслублик(51) М. КлН 04 Я 7/18 Государственньа комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открмтий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВИзобретение относится к технике телевидения и может использоваться для дистанционного автоматического измерения перемещений наблюдаемых контрастных изображений.Известно устройство для измерения перемещения объектов, содержащее телевизионный блок, состоящий из передающей телевизионной камеры, генераторов кадровой и строчной разверток, видеоконтрольного индикатора, предварительного усилителя и генератора сигнала команды начала измерения, генератор сигнала тактовой частоты 11.Однако в известном устройстве существует зависимость точности работы от характера изображения и от времени.Цель изобретения - повышение точности измерения перемещения объектов произвольной формы.Для этого в предлагаемое устройство для измерения перемещения объекта введены селектор строк, входы которого соединены с выходами генераторов кадровой и строчной разверток, управляющий триггер, первый вход которого через введенный первый ключ, управляющий вход которого соединен с генератором сигнала команды начала измерения, подключен к генератору кадровой развертки, а второй вход управляющего триггера соединен с выходом введенного элемента ИЛИ, подключенного к выходам селектора строк,коррелятор сигналов, к входам которого подключены выходы введенных второго, третьего, четвертого и пятого ключей, причем управляющие входы второго и третьего ключей соединены с выходом элемента ИЛИ, управляющие входы четвертого и пятого ключей через введенный шестой ключ, управляющий вход которого подключен к выходу управляющего триггера, соединены с одним из выходов 10 селектора строк, сигнальные входы второго ичетвертого ключей подключены к выходу предварительного усилителя, сигнальные входы третьего и пятого ключей подключены к выходу генератора сигнала тактовой частоты, 15 а к выходу коррелятора сигналов подключенвведенный блок определения экстремума, выход которого соединен с первыми входами введенных первого и второго выходных триггеров, при этом второй вход первого выходно го триггера соединен с выходом шестого ключа, а второй вход второго выходного триггера соединен с выходом генератора строчной развертки. 25 На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма выбора экстремумов взаимно-корреляционной функции (ВКФ), поясняющая динамику работы 30 устройства.Устройство содержит телевизионный блок 1, состоящий из передающей телевизионной камеры 2, генераторов кадровой 3 и строчной 4 разверток, видеоконтрольного индикатора 5, предварительного усилителя 6, генератора 7 сигнала команды начала измерения; генератор 8 сигнала тактовой частоты; селектор строк 9, входы которого соединены с выходами генераторов кадровой 3 и строчной 4 разверток; управляющий триггер 10, первый вход которого через введенный первый ключ 11, управляющий вход которото подключен к генератору 7 сигнала команды начала измерения, соединении с генератором 3 кадровой развертки, а второй вход управляющего триггера соединен с выходом введенного элемента ИЛИ 12, подключенного к выходам селектора строк 9; коррелятор сигналов 13, к входам которого подключены выходы введенных второго 14, третьего 15, четвертого 16 и пятого 17 ключей, причем управляющие входы второго 14 и третьего 15 ключей соединены с выходом элемента ИЛИ 12, управляющие входы четвертого 16 и пятого 17 ключей через введенный шестой ключ 18, управляющий вход которого подключен к выходу управляющего триггера 10, соединены с одним из выходов селектора строк 9, сигнальные входы второго 14 и четвертого 16 ключей подключены к выходу предварительного усилителя 6, сигнальные входы третьего 15 и пятого 17 ключей подключены к выходу генератора 8 сигнала тактовой частоты, а к выходу коррелятора сигналов 13 подключен введенный блок 19 определения экстремума, выход которого соединен с первыми входами введенных первого 20 и второго 21 выходных триггеров, при этом второй вход первого выходного триггера 20 соединен с выходом шестого ключа 18, а второй вход второго выходного триггера 21 соединен с выходом генератора строчной развертки 4. Устройство работает следующим образом.Из телевизионного блока 1 подаются сигналы строчных и кадровых импульсов, сигнал команды начала измерения и видеосигнал. Продвижение информации в корреляторе сигналов 13 обеспечивают импульсы с генератора 8 сигнала тактовой частоты. Управление записью и продвижением информации в корреляторе сигналов 13 осуществляется ключами 14 - 17. Ключи 14 и 15 управляются сигналом элемента ИЛИ 12, который подключении к выходам и+т+ (=0, 1, 2К) строк селектора строк 9.Управление ключами 16, 17 и первым выходным триггером 20 осуществляется выходом и-й строки селектора строк 9 через шестой ключ 18, которым управляет управляющий триггер 10, возбуждаемый сигналом генератора 3 кадровой развертки через первый ключ 11 при наличии разрешающего сигнала команды начала измерения. Сброс в исходное состояние управляющего триггера 10 осущест 4вляется выходным сигналом элемента ИЛИ 12.Суммарньм вектором 5 (фиг. 2) представлена спрямленная траектория движущейся точки В изображения (составляющие вектора 5 и 52 соответственно), которая последовательно пересекает и-ю строку 22 и (и+т+ +1)-ю строку 23 под углом а кадрового растра 24. Время появления экстремума ВКФ видеосигналов, пропорциональное составляющим 5 в цикле измерения, соотвественно обозначено т, ть т. Расстояние между строками и и (и+т+) в момент появления экстремума обозначено размером А.Определяется момент появления экстремума ВКФ видеосигналов в строчном периоде и в периоде измерения (серия кадров) перемешающегося образа изображения, причем определяется ВКФ запомненного в корреляторе сигналов 13 образа строки 22 и текущего образа строки 23 в реальном масштабе времени.Согласно фиг. 2 положение экстремумаВКФ в строке определяется смещением 51 образа вдоль строки, пропорционального вре менному смещению ть а положение в циклеизмерения - смещением 5 образа между строками 22 и 23, пропорционального временному смещению т.В каждом цикле работы устройство опреЗ 0 деляет смещения 5 и 5 ь Следуя принципу работы, по сигналу команды начала измерения открывается первый ключ 11, и кадровый импульс ориентирует управляющий триггер 10 на открыванис шестого ключа 18, который З 5 пропускает и-й сгрочной импульс селекторастрок 9. Этот импульс коммутирует ключи 16, 17 и перебрасывает первый выходной триггер 20, формируя начало цикла времени т, Через открытый ключ 16 в коллектор сигналов 13 40 записывается видеосигнал строки и с помощью продвигающих тактовых импульсов, поступающих через открытый ключ 17 от генератора 8 сигнала тактовой частоты.Строчные импульсы (и+т+) возбуждают 45 элемент ИЛИ 12, который приводит в исходное состояние управляющий триггер 10 и коммутирует ключи 14, 15. Через открытый ключ 14 в коррелятор сигналов 13 записываются (продвигаются) видеосигналы строк 50 (и+т+с).На каждом такте продвижения, осуществляемого тактовыми импульсами генератора 8 сигнала тактовой частоты через открытый ключ 15, определяется их ВКФ с запомнен ным видеосигналом строки и.На каждом такте ВКФ видеосигналов поступает на блок 19 определения экстремума, например пиковый детектор, который выдает сигнал в момент экстремального значения 60 ВКФ видеосигналов 1 максимум подобия образов видеосигналов строк и и (и+т+1). Такой момент возможен в строчном периоде строки (и+т+) при смещении изображения на расстояние А кадрового растра 24. В част ном случае, при движении изображения пер 563743пепдикулярно к строкам кадрового растра 24, экстремум ВКФ появится строго в конце строчного периода. Блок 19 определения экстремума запоминает амплитудное значение сигнала экстремума ВКФ и использует его для амплитудной дискриминации экстремума ВКФ на следующем цикле измерения.Выходной сигнал блока определения экстремгма возвращает первый выходной триггер 20 в исходное состояние, тем самым заканчивая формирование времени т. Тот же сигнал возбуждает второй выходной триггер 21, который формирует время т строчного периода, сброс второго выходного триггера 21 ос ществляется строчными импульсами.Выделение, привязка в кадре и восстановление строк осуществляются с помощью строчных и кадровых импульсов, которые поступают на селектор строк 9.С целью снижения ограничений по скорости движения изображения и в связи с использованием разложения изображения линейными развертками величина размера А кадрового растра 24 варьируется в пределахстрок.Использование изобретения позволяет создать на основе промышленной телевизионной установки информационно-измерительное устройство для определения перемещения ооъектов, визируемых телевизионной передающей камерой.Такое исполнение устройства позволяет, при необходимости, достаточно просто модернизировать имеющиеся в эксплуатации промышленные телевизионные установки и расширить тем самым их технические возможности.Формула изобретенияУстройство для измерения перемещения объектов, содержащее телевизионный блок, состоящий из передающей телевизионной камеры, генераторов кадровой и строчной развсрток, вилсоконтрольного индикатора, прсл 40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авт. св. СССР М 347948, кл. Н 041 7/18, 19,11.70. варительного усилителя и генератора сигнала команды начала измерения, генератор сигнала тактовой частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения перемещения объектов произвольной формы, введены селектор строк, входы которого соединены с выходами генераторов кадровой и строчной разверток, управляющий триггер, первый вход которого через введенный первый ключ, управляющий вход которого соединен с генератором сигнала команды начала измерения, подключен к генератору кадровой развертки, а второй вхол управляющего триггера соединен с выходом введенного элемента ИЛИ, подключенного к выходам селектора строк, коррелятор сигналов, к входам которого подключены выходы введенных второго, третьего, четвертого и пятого ключей, причем уппавляюгцпе вхолы второго и третьего ключей соединены с выходом элемента ИЛИ, управляющие входы четвертого и пятого ключей через ввеленчый шестой ключ, управляющий вхол которого подключен к выходу управляющего триггера, соединены с одним из выходов селектора строк, сигнальные вхолы второго и четвертого ключей подключены к выходу предварительного усилителя, сигнальные входы третьего и пятого ключей,подключены к выходу генератора сигнала тактоЗ 0 вой частоты, а к выходу коррелятооа сигналов подключен введенный блок определенияэкстремума, выход которого соединен с первыми входами введенных первого и второговыходных триггеров, при этом второи входпервого выходного триггера соелпнен с выхоолом шестого ключа, а второи вход второго выходного триггера соединен с выходом генератора строчнои развертки.563743 Д/Г. с Составитель И. Тюрина Техред И. Карандашова Корректор Л. Котова Редактор Е. Караулова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1677/12 Изд.576 Тираж 818 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5