RU2578193C1 - Device for computer system for all-round looking video surveillance of inner surface of pipes and pipelines of large diameter - Google Patents

Device for computer system for all-round looking video surveillance of inner surface of pipes and pipelines of large diameter Download PDF

Info

Publication number
RU2578193C1
RU2578193C1 RU2014153043/07A RU2014153043A RU2578193C1 RU 2578193 C1 RU2578193 C1 RU 2578193C1 RU 2014153043/07 A RU2014153043/07 A RU 2014153043/07A RU 2014153043 A RU2014153043 A RU 2014153043A RU 2578193 C1 RU2578193 C1 RU 2578193C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
photodetector
television camera
ring
input
Prior art date
Application number
RU2014153043/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Смелков
Original Assignee
Вячеслав Михайлович Смелков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Михайлович Смелков filed Critical Вячеслав Михайлович Смелков
Priority to RU2014153043/07A priority Critical patent/RU2578193C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2578193C1 publication Critical patent/RU2578193C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: telecommunications.
SUBSTANCE: invention relates to panoramic television surveillance, which is computer system using monochrome (black-and-white) of television camera with all-round view in region closer to hemisphere, i.e. in solid angle of 360 degrees on azimuth and tens of degrees on the elevation angle. Result is achieved due to using of target crystal in form of circular ring for photo detector and implementation in television camera of additional scanner function with increased number of elements.
EFFECT: technical result is optimising communication channel bandwidth of television camera with server with provision of high resolution of formed image.
5 cl, 12 dwg, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение имеет отношение к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется компьютерной системой при помощи монохромной (черно-белой) телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места.The present invention relates to panoramic television surveillance, which is performed by a computer system using a monochrome (black and white) circular television camera in a region close to the hemisphere, i.e. in a spatial angle of 360 degrees in azimuth and tens of degrees in elevation.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать устройство компьютерной системы [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом телевизионная камера состоит из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного объектива и датчика цифрового телевизионного сигнала, который содержит в своем составе твердотельный фотоприемник с прямоугольной мишенью и блок фотоприемника, обеспечивающий прогрессивную прямоугольную развертку аналогового видеосигнала фотоприемника и формирование на выходе телевизионной камеры цифрового телевизионного сигнала, а в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управления и питанию с шиной сервера, содержащая блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению:The closest in technical essence to the claimed invention should be considered the device of a computer system [1], containing a series-connected television camera and a server, which is a node of the local area network, to which two or more personal computers are connected, while the television camera consists of sequentially located and optically connected panoramic lens and digital television signal sensor, which contains a solid-state photodetector with a rectangular the target and the photodetector block, which provides a progressive rectangular scan of the analog video signal of the photodetector and the formation of a digital television signal at the output of the television camera, and a video card is installed in the expansion slot on the server motherboard, coordinated via input / output, control and power channels with the server bus, containing the block converting a “circular” frame into “rectangular” frames (BPCP), the input of which is connected to the output of the main memory block per frame, and the output to the “network” output, and The number of "rectangular" frames corresponding to one current "circular" frame satisfies the relation:

Figure 00000001
Figure 00000001

где γг - горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем.where γ g is the horizontal angle of the field of view in degrees of the image observed by the operator, and this conversion itself is performed programmatically.

Устройство прототипа потенциально обладает возможностью реализовать контроль состояния внутренней поверхности труб и трубопроводов большого диаметра путем организации кругового обзора.The prototype device potentially has the ability to monitor the state of the inner surface of pipes and pipelines of large diameter by organizing a circular view.

Недостаток прототипа компьютерной системы - избыточная полоса пропускания канала связи телевизионной камеры с сервером и ограниченная разрешающая способность формируемого изображения. Для датчика цифрового телевизионного сигнала прототипа известно техническое решение ее важнейшего компонента - фотоприемника [2], имеющего прямоугольную форму мишени, который выполнен по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС) и содержит на общем кристалле фотоприемную секцию, выходной горизонтальный регистр сдвига и преобразователь «заряд - напряжение» (БПЗН). Такая схемотехническая организация матричного фотоприемника на ПЗС получила первоначальное название «межстрочный перенос» [2, с. 167]. В последнее время эту организацию матрицы ПЗС чаще упрощенно называют «строчный перенос» (см. например [3, с. 135]).The disadvantage of the prototype computer system is the excessive bandwidth of the communication channel of the television camera with the server and the limited resolution of the generated image. A technical solution of its most important component, a photodetector [2], has a rectangular target shape for a sensor of a digital television signal of the prototype, which is made using the technology of charge-coupled devices (CCD) and contains a photodetector section, an output horizontal shift register and a charge converter - voltage ”(BPZN). Such a circuitry organization of the matrix photodetector at the CCD received the original name “line-to-line transfer” [2, p. 167]. Recently, this organization of the CCD matrix is often simplistically called “line wrap” (see, for example, [3, p. 135]).

Фотоприемная секция такого матричного сенсора обеспечивает накопление зарядовых пакетов в светочувствительных элементах, в качестве которых используются фотодиоды, организованные в линейки столбцов. В непосредственной близости от каждого столбца фотодиодов находится нечувствительный к свету вертикальный ПЗС-регистр сдвига, отделенный от фотодиодов фотозатвором. В интервале прямого хода кадровой развертки, когда на фотозатвор подается низкий уровень напряжения, обеспечивающий потенциальный барьер между фотодиодами и вертикальным ПЗС-регистром, происходит накопление зарядовых пакетов. По окончании накопления на фотозатвор кратковременно (в интервале обратного хода по кадру) подается высокий уровень напряжения, разрешающий перенос зарядовых пакетов из фотодиодов в потенциальные ямы, образованные в вертикальных ПЗС-регистрах сдвига. В последующем интервале прямого хода по кадру зарядовые пакеты из вертикальных ПЗС-регистров переносятся (в интервалах обратного хода строчной развертки) строка за строкой вниз по направлению к горизонтальному выходному регистру. Каждая зарядовая строка изображения затем поэлементно считывается через БПЗН, образуя на выходе «видео» фотоприемника электрический видеосигнал.The photodetector section of such a matrix sensor provides the accumulation of charge packets in photosensitive elements, which are used as photodiodes, organized in a line of columns. In the immediate vicinity of each column of photodiodes is a light-insensitive vertical CCD shift register, separated from the photodiodes by a photocell. In the interval of the forward course of the frame scan, when a low voltage level is applied to the photo-gate, which provides a potential barrier between the photodiodes and the vertical CCD register, charge packets accumulate. At the end of the accumulation, a high voltage level is applied to the photo-gate for a short time (in the interval of the reverse motion along the frame), which allows the transfer of charge packets from photodiodes to potential wells formed in vertical CCD shift registers. In the subsequent interval of the forward stroke in the frame, charge packets from the vertical CCD registers are transferred (in the intervals of the reverse stroke of the horizontal scan) line by line down towards the horizontal output register. Each charge line of the image is then read out element-by-element through an overvoltage sensing device, forming an electric video signal at the output of the "video" of the photodetector.

Недостаток матричного фотоприемника для телевизионной камеры прототипа заключается в том, что его организация с выполнением прямоугольной формы мишени не является благоприятной (оптимальной) применительно к кольцевому оптическому изображению контролируемой сцены, которую формирует панорамный объектив.The disadvantage of the matrix photodetector for the television camera of the prototype is that its organization with the rectangular shape of the target is not favorable (optimal) in relation to the ring optical image of the controlled scene, which forms a panoramic lens.

Обоснованием этого утверждения служит необходимость иметь для фотоприемника высокое число элементов (пикселов) по горизонтали и вертикали, т.е. видеосенсор должен обладать высокой информационной емкостью.The rationale for this statement is the need for a photodetector to have a high number of elements (pixels) horizontally and vertically, i.e. The video sensor must have high information capacity.

Это следует из того, что для исключения потерь по углу места в оптическом панорамном изображении следует вписать его полностью в прямоугольник мишени матрицы ПЗС.This follows from the fact that in order to exclude losses in elevation in an optical panoramic image, it should be entered completely in the target rectangle of the CCD matrix.

При этом значительная часть пикселов является бесполезной, т.к. не несет информации о наблюдаемом сюжете, но принудительно используется при формировании видеосигнала в телевизионной камере.Moreover, a significant part of the pixels is useless, because It does not carry information about the observed plot, but is used forcibly when generating a video signal in a television camera.

Датчик цифрового телевизионного сигнала прототипа, выполненный на базе черно-белой матрицы ПЗС с организацией «строчный перенос», содержит в своем составе фотоприемник, состоящий из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной области, горизонтального регистра и БПЗН; генератор управляющих импульсов, состоящий из временного контроллера, первого преобразователя уровней (ПУ) и второго ПУ; а также последовательно соединенных сигнального процессора и аналого-цифрового преобразователя (АЦП), причем управляющий вход фотоприемной области матрицы ПЗС подключен к выходу первого ПУ, управляющий вход горизонтального регистра матрицы ПЗС - к выходу второго ПУ, а выход БПЗН матрицы ПЗС - к информационному входу сигнального процессора, выход управления экспозицией (видеосигнал, формируемый в сигнальном процессоре по выходу управления экспозицией, обеспечивает управление чувствительностью телевизионной камеры за счет регулировки времени накопления зарядов) которого подключен к управляющему входу временного контроллера, первый выход которого подключен к входу первого ПУ, второй выход - к входу второго ПУ, третий выход - к входу синхронизации сигнального процессора, а четвертый выход - к тактовому входу АЦП.The digital television signal sensor of the prototype, made on the basis of a black-and-white CCD matrix with the organization of "line transfer", contains a photodetector consisting of a photodetector region, a horizontal register, and an overvoltage detector connected in series with charge coupling; a control pulse generator consisting of a time controller, a first level converter (PU) and a second PU; as well as serially connected signal processor and analog-to-digital converter (ADC), moreover, the control input of the photodetector region of the CCD is connected to the output of the first control device, the control input of the horizontal register of the CCD is connected to the output of the second control device, and the output of the CCD matrix of the CCD is connected to the information input of the signal processor, exposure control output (the video signal generated in the signal processor by the exposure control output provides sensitivity control of the television camera by adjusting charge accumulation time) which is connected to the control input of the temporary controller, the first output of which is connected to the input of the first control unit, the second output to the input of the second control unit, the third output to the synchronization input of the signal processor, and the fourth output to the clock input of the ADC.

Задачей изобретения является оптимизация полосы пропускания канала связи телевизионной камеры с сервером за счет использования для фотоприемника кристалла мишени в форме кругового кольца, а также обеспечение повышенной разрешающей способности формируемого изображения путем реализации в телевизионной камере дополнительной функции сканера с увеличенным числом элементов (пикселов).The objective of the invention is to optimize the bandwidth of the communication channel of the television camera to the server by using a target crystal in the form of a circular ring for the photodetector, as well as providing increased resolution of the generated image by implementing an additional scanner function in the television camera with an increased number of elements (pixels).

Поставленная задача в заявляемом устройстве компьютерной системы для телевизионного кругового обзора решается тем, что в устройство прототипа [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом телевизионная камера, обеспечивая развертку аналогового видеосигнала фотоприемника и формирование на выходе цифрового телевизионного сигнала, содержит датчик телевизионного сигнала (ДТС), в состав которого входят последовательно расположенные и оптически связанные панорамный объектив и фотоприемник, выполненный на ПЗС и состоящий из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной области, выходного регистра и БПЗН, причем на фотоприемной области линейки светочувствительных элементов чередуются с линейками экранированных от света элементов, в состав телевизионной камеры входит также генератор управляющих импульсов и последовательно соединенные сигнальный процессор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого является выходом телевизионной камеры, причем первый выход генератора управляющих импульсов подключен соответственно к управляющим входам фотоприемной области, второй выход генератора управляющих импульсов - к управляющим входам выходного регистра фотоприемника, третий выход генератора управляющих импульсов - к входу синхронизации сигнального процессора, четвертый выход генератора управляющих импульсов - к тактовому входу АЦП, выход управления экспозицией сигнального процессора подключен к управляющему входу генератора управляющих импульсов, в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1), а само это преобразование выполняется программным путем, реализуются следующие изменения, а именно: телевизионная камера формирует «кольцевой» растр монохромного (черно-белого) изображения, при этом фотоприемник телевизионной камеры имеет форму кольца, у которого линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии, выходной регистр фотоприемника по форме является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области различно и увеличивается по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, равной числу элементов в «кольцевом» выходном регистре, при этом генератор управляющих импульсов телевизионной камеры является блоком «кольцевой» развертки видеосигнала, а в состав телевизионной камеры введены коммутатор, информационный вход которого подключен к выходу БПЗН фотоприемника, а выход - к информационному входу сигнального процессора, и блок механического сканирования ДТС, кинематически связанный с блоком ДТС, причем первый управляющий вход коммутатора подключен к пятому выходу блока «кольцевой» развертки видеосигнала, шестой выход которого подключен к входу синхронизации механического сканирования ДТС, а второй управляющий вход коммутатора, объединенный с управляющим входом механического сканирования ДТС, - к входу внешнего управления телевизионной камерой, при этом в качестве сервера используется компьютер оператора системы, в котором формируются команды внешнего управления телевизионной камерой, обеспечивающие ее работу в двух режимах «Камера» и «Сканер».The problem in the inventive device of a computer system for a television all-round view is solved by the fact that in the prototype device [1], containing a series-connected television camera and a server, which is a node of a local area network, to which two or more personal computers are connected, while a television camera, providing a sweep of the analog video signal of the photodetector and the formation of a digital television signal at the output, it contains a television signal sensor (TPA), of which This includes a sequentially located and optically coupled panoramic lens and a photodetector made on a CCD and consisting of a series of charge-coupled photodetector regions, an output register, and an SPS, and on the photodetector region, the lines of photosensitive elements alternate with the lines of light-shielded elements, the television camera includes also a control pulse generator and a series-connected signal processor and an analog-to-digital converter (ADC), the output of which o is the output of the television camera, the first output of the control pulse generator being connected respectively to the control inputs of the photodetector area, the second output of the control pulse generator to the control inputs of the output register of the photodetector, the third output of the control pulse generator to the synchronization input of the signal processor, the fourth output of the control pulse generator - to the clock input of the ADC, the exposure control output of the signal processor is connected to the control input of the control generator impulses, a video card is installed in the expansion slot on the server motherboard, matched via the I / O channels, control and power supply with the server bus, containing a block for converting a “ring” frame into “rectangular” frames (BPKP), the input of which is connected to the output of the block RAM per frame, and the output goes to the "network" output, and the number of "rectangular" frames corresponding to one current "ring" frame satisfies relation (1), and this conversion is performed programmatically, the following and changes, namely: the television camera forms a “ring” raster of monochrome (black and white) image, while the photodetector of the television camera has the shape of a ring, in which the lines of photosensitive and the lines of light-shielded elements of the photo-reception region are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery, the output register of the photodetector is “circular” in shape, and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region is different and increase as it moves to the outer periphery to a maximum value equal to the number of elements in the “ring” output register, the control pulse generator of the television camera is a block of “ring” scan of the video signal, and a switch is introduced into the television camera, the information input of which is connected to the output OCR of the photodetector, and the output is to the information input of the signal processor, and the mechanical scanning unit DTS, kinematically connected with the DTS unit, the first control input of the switch connected to the fifth output of the “ring” scan video signal, the sixth output of which is connected to the synchronization input of the mechanical scan of the TPA, and the second control input of the switch, combined with the control input of the mechanical scan of the TPA, to the input of the external control of the television camera, while it is used as a server the computer of the system operator, in which the external control commands for the television camera are generated, ensuring its operation in two modes, “Camera” and “Scanner”.

По отношению к прототипу [1] заявляемое устройство отличается геометрической формой выполнения фотоприемника, обеспечивающего реализацию нового («кольцевого») растра изображения при сохранении ПЗС-технологии изготовления сенсора и, что не менее важно, при сохранении требуемых для матрицы ПЗС сигналов управления.In relation to the prototype [1], the claimed device is distinguished by the geometric form of the photodetector, which provides the implementation of a new ("ring") image raster while maintaining the CCD technology for manufacturing the sensor and, no less important, while maintaining the control signals required for the CCD matrix.

В состав телевизионной камеры введены и новые блоки, а именно: коммутатор и блок механического сканирования ДТС.The television camera also introduced new units, namely: a switch and a mechanical scanning unit of TPA.

Совокупность известных и новых признаков заявляемого устройства не известна из уровня техники, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны.The combination of known and new features of the claimed device is not known from the prior art, therefore, the proposed technical solution meets the criterion of novelty.

Количество элементов в «кольцевом» регистре нового фотоприемника принципиально превосходит горизонтальное число пикселей для матрицы ПЗС, которая по вертикали вписана в диаметр этого сенсора.The number of elements in the “circular” register of the new photodetector fundamentally exceeds the horizontal number of pixels for the CCD, which is vertically inscribed in the diameter of this sensor.

В телевизионной камере предлагаемого устройства реализуется режим работы с «кольцевым» однострочным фотоприемником, содержащим увеличенное число пикселов, т.е. по сути, режим работы оригинального сканера, реализующий повышенную разрешающую способность формируемого изображения.The television camera of the proposed device implements a mode of operation with a "ring" single-line photodetector containing an increased number of pixels, i.e. in fact, the mode of operation of the original scanner that implements the increased resolution of the generated image.

Поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of the presence of an inventive step.

На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемого изобретения - устройства компьютерной системы для телевизионного кругового обзора; на фиг. 2 - структурная схема телевизионной камеры из состава компьютерной системы; на фиг. 3 - схемотехническая организации фотоприемника телевизионной камеры; на фиг. 4 - фрагмент этого фотоприемника, иллюстрирующий подробности его конструкции; на фиг. 5, по данным [4], представлена фотография изображения, полученного при помощи отечественного панорамного зеркально-линзового объектива; на фиг. 6 показана конструкция «кольцевого» регистра фотоприемника, у которого электроды переноса выполнены в виде части кругового кольца; на фиг. 7 схематически показано содержимое оперативной памяти сервера, где записано кольцевое панорамное изображение, воспринимаемое фотоприемником, когда каждая «кольцевая» строка при записи «разбита» на шесть составляющих; на фиг. 8 - предлагаемое оператору это панорамное изображение в виде последовательности из 6-ти «прямоугольных» кадров; на фиг. 9 - электрическая схема коммутатора телевизионной камеры; на фиг. 10 - временные диаграммы, поясняющие работу телевизионной камеры в режиме сканера; на фиг. 11 - эпюра управляющего сигнала (сигнала синхронизации), поясняющая работу блока механического сканирования ДТС; на фиг. 12 - иллюстрация геометрических соотношений для мишени фотоприемника, имеющей «прямоугольную» и «кольцевую» форму.In FIG. 1 shows a structural diagram of the claimed invention is a computer system device for a television circular view; in FIG. 2 is a structural diagram of a television camera from a computer system; in FIG. 3 - circuit design organization of the photodetector of a television camera; in FIG. 4 is a fragment of this photodetector, illustrating the details of its design; in FIG. 5, according to [4], a photograph of an image obtained using a domestic panoramic mirror-lens lens is presented; in FIG. 6 shows the design of the “annular” register of the photodetector, in which the transfer electrodes are made as part of a circular ring; in FIG. 7 schematically shows the contents of the server’s RAM where an annular panoramic image is recorded perceived by the photodetector when each “annular” line is “broken” into six components during recording; in FIG. 8 - the operator is offered this panoramic image in the form of a sequence of 6 "rectangular" frames; in FIG. 9 is a circuit diagram of a television camera switch; in FIG. 10 is a timing chart explaining the operation of a television camera in scanner mode; in FIG. 11 is a diagram of a control signal (synchronization signal) explaining the operation of the mechanical scanning unit of the TPA; in FIG. 12 is an illustration of geometric relationships for a photodetector target having a “rectangular” and “ring” shape.

Заявляемое устройство компьютерной системы телевизионного кругового обзора внутренней поверхности цилиндрических труб и трубопроводов большого диаметра, см. фиг. 1, содержит последовательно соединенные телевизионную камеру 1 и компьютер 2 в качестве сервера, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров в позиции 3, причем телевизионная камера, размещаемая внутри контролируемой цилиндрической трубы 4 большого диаметра, формирует «кольцевой» растр черно-белого изображения; при этом на материнской плате сервера 2 установлена плата видео, выполняющая программным путем запись «кольцевого» видеосигнала в оперативную память сервера и преобразование «кольцевых» кадров в «прямоугольные» кадры, причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1), сама телевизионная камера 1, см. фиг. 2, содержит ДТС 1-1, в состав которого входят последовательно расположенные и оптически связанные панорамный объектив 1-1-1 и фотоприемник 1-1-2, имеющий форму кругового кольца, см. фиг. 3, у которого линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области 1-1-2-1 расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру 1-1-2-2, оканчивающемуся БПЗН 1-1-2-3, выходной регистр фотоприемника 1-1-2-2 по форме является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области различно и увеличивается по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, равной числу элементов в «кольцевом» регистре; выход БПЗН 1-1-2-3 фотоприемника подключен через коммутатор 1-2 к информационному входу сигнального процессора 1-4, соединенному последовательно с АЦП 1-5; выход управления экспозицией сигнального процессора подключен к управляющему входу блока 1 -3 «кольцевой» развертки видеосигнала, первый выход которого подключен к управляющим входам фотоприемной области фотоприемника 1-1-2-1, второй выход блока 1-3 - к управляющим входам «кольцевого» регистра фотоприемника 1-1-2-2, третий выход блока 1-3 - к входу синхронизации сигнального процессора 1-4, четвертый выход блока 1-3 - к тактовому входу АЦП 1-5, пятый выход блока 1-3 - к первому управляющему входу коммутатора 1-2, а шестой выход блока 1-3 - к входу синхронизации блока 1-6 механического сканирования ДТС, при этом второй управляющий вход коммутатора 1-2 объединен с управляющим входом блока 1-6 механического сканирования ДТС и подключен к входу внешнего управления телевизионной камерой, на который поступают команды, обеспечивающие ее работу в режимах «Камера» и «Сканер», причем блок 1-6 механического сканирования кинематически связан с ДТС 1-1, а выход АЦП 1-5 является выходом телевизионной камеры.The inventive device of the computer system of the television circular review of the inner surface of cylindrical pipes and pipelines of large diameter, see Fig. 1, comprises a television camera 1 and computer 2 connected in series as a server, which is a local area network node to which two or more personal computers are connected at position 3, and a television camera placed inside a large cylindrical pipe 4 of large diameter forms a “ring” raster black and white image; at the same time, a video card is installed on the server 2 motherboard, which programmatically records the “ring” video signal into the server’s RAM and converts the “ring” frames into “rectangular” frames, the number of “rectangular” frames corresponding to one current “ring” frame, satisfies the relation (1), the television camera 1 itself, see FIG. 2, contains a TPA 1-1, which includes sequentially located and optically connected panoramic lens 1-1-1 and a photodetector 1-1-2 having the shape of a circular ring, see FIG. 3, in which the lines of photosensitive and light-shielded elements of the photodetector region 1-1-2-1 are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the "ring" register 1-1-2-2 located there, ending in BPZN 1-1-2-3, the output register of the photodetector 1-1-2-2 is “ring” in shape, the number of elements in each “ring” line of the photodetector region is different and increases as it moves to the outer periphery to a maximum value, equal to the number of ele ntov a "ring" register; the output of BPZN 1-1-2-3 of the photodetector is connected through a switch 1-2 to the information input of the signal processor 1-4, connected in series with the ADC 1-5; the output of the exposure control of the signal processor is connected to the control input of the block 1-3 of the "circular" scan of the video signal, the first output of which is connected to the control inputs of the photodetector area of the photodetector 1-1-2-1, the second output of the block 1-3 to the control inputs of the "ring" the photodetector register 1-1-2-2, the third output of block 1-3 is to the synchronization input of signal processor 1-4, the fourth output of block 1-3 is to the clock input of the ADC 1-5, the fifth output of block 1-3 is to the first the control input of the switch 1-2, and the sixth output of the block 1-3 - to the synchronization input and block 1-6 of the mechanical scan of the TPA, while the second control input of the switch 1-2 is combined with the control input of the block 1-6 of the mechanical scan of the TPA and connected to the external control input of the television camera, which receives commands that ensure its operation in the "Camera" modes ”And“ Scanner ”, moreover, the mechanical scanning unit 1-6 is kinematically connected with the TPA 1-1, and the ADC 1-5 output is the output of a television camera.

Заявляемая организация фотоприемника 1-2, см. фиг. 3…4, с мишенью в виде кругового кольца может быть реализована по технологии ПЗС.The inventive organization of the photodetector 1-2, see Fig. 3 ... 4, with a target in the form of a circular ring can be implemented using CCD technology.

С технологической точки зрения вполне оправдано, что для нового «кольцевого» фотоприемника телевизионной камеры электроды переноса в фотоприемной области 1-1-2-1 и в «кольцевом» регистре 1-1-2-2 выполняются с геометрической формой не в виде прямоугольника, а в виде части кругового кольца.From a technological point of view, it is completely justified that for the new "ring" photodetector of a television camera, the transfer electrodes in the photodetector region 1-1-2-1 and in the "ring" register 1-1-2-2 are made with a geometric shape not in the form of a rectangle, but as part of a circular ring.

В качестве примера на фиг. 6 показана конструкция «кольцевого» регистра 1-1-2-2 для фотоприемника с такими электродами переноса.As an example in FIG. 6 shows the design of a “ring” register 1-1-2-2 for a photodetector with such transfer electrodes.

Важно отметить, что длина внешней окружности нового «кольцевого» фотоприемника с внешним радиусом R (см. фиг. 12), мишень которого вписана в вертикальный размер матрицы ПЗС с форматом: l/h=4/3, превосходит размер по горизонтали для «прямоугольного» сенсора на величину, равную 3/4×π.It is important to note that the outer circumference of the new “ring” photodetector with an external radius R (see Fig. 12), whose target is inscribed in the vertical size of the CCD with the format: l / h = 4/3, exceeds the horizontal size for the “rectangular” »Of the sensor by an amount equal to 3/4 × π.

Это означает, что при одинаковой величине площади пиксела выигрыш в их количестве составляет показатель, который не менее 2,5 раз.This means that with the same pixel area, the gain in their number is an indicator that is at least 2.5 times.

Панорамный объектив 1-1-1 телевизионной камеры, как и в прототипе, предназначен для формирования оптического изображения кругового обзора («кольцевого» изображения), но по величине фокусного расстояния он должен быть отнесен к классу короткофокусных.The panoramic lens 1-1-1 of the television camera, as in the prototype, is designed to form an optical image of a circular view ("ring" image), but in terms of focal length, it should be classified as short-focus.

В качестве близкого примера его технического решения можно считать панорамный зеркально-линзовый объектив, конструкция которого запатентована в России отечественными специалистами из Московского государственного университета геодезии и картографии [4].As a close example of its technical solution, we can consider a panoramic mirror-lens lens, the design of which was patented in Russia by Russian specialists from Moscow State University of Geodesy and Cartography [4].

Фотография кольцевого изображения, формируемого панорамным объективом, представлена на фиг. 5. Угловое поле в пространстве предметов для этого объектива составляет 360 градусов по азимуту и может достигать (75-80) градусов по углу места.A photograph of the annular image formed by the panoramic lens is shown in FIG. 5. The angular field in the space of objects for this lens is 360 degrees in azimuth and can reach (75-80) degrees in elevation.

Наличие пассивной (неинформативной) области в центре оптического кадра панорамного объектива подтверждает целесообразность выбора формы фотоприемника в пользу кругового кольца.The presence of a passive (non-informative) region in the center of the optical frame of the panoramic lens confirms the advisability of choosing the shape of the photodetector in favor of a circular ring.

Сигнальный процессор 1-4, блок 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала и АЦП 1-5 целесообразно реализовать с использованием комплекта специализированных микросхем высокого уровня интеграции.The signal processor 1-4, block 1-3 of the "ring" scan of the video signal and the ADC 1-5, it is advisable to implement using a set of specialized microcircuits with a high level of integration.

Коммутатор 1-2 предназначен для выделения аналогового видеосигнала первой «кольцевой» строки при работе заявляемого устройства в режиме «Сканер». Как показано на фиг. 9, электрическая схема коммутатора 1-2 может быть выполнена на базе двух логических элементов интегральных микросхем, а именно: коммутатора (DA1) и элемента «И-НЕ» (DD1).Switch 1-2 is designed to highlight the analog video signal of the first "ring" line when the inventive device is in the "Scanner" mode. As shown in FIG. 9, the electrical circuit of the switch 1-2 can be performed on the basis of two logical elements of integrated circuits, namely: the switch (DA1) and the element “AND” (DD1).

На управляющий вход блока 1-2 подается сигнал с выхода блока 1-3, представленный на фиг. 10а. Этот сигнал следует с периодом кадров (Тк), а интервал низкого уровня в нем соответствует длительности строки (Тс).A signal from the output of block 1-3, shown in FIG. 10a. This signal follows with a frame period (T c ), and the low level interval in it corresponds to the line duration (T c ).

С внешнего входа телевизионной камеры на другой вход блока 1-2 поступает команда, характеристики которой представлены в табл. 1, а эпюры - на фиг. 10б.A command is received from the external input of the television camera to another input of unit 1-2, the characteristics of which are presented in Table. 1, and the diagrams in FIG. 10b.

Figure 00000002
Figure 00000002

В режиме «Камера» элемент DA1 находится постоянно в замкнутом состоянии. Поэтому видеосигнал с выхода ДТС 1-1 без изменений поступает на информационный вход сигнального процессора 1-4, см. фиг. 10в.In the "Camera" mode, the DA1 element is constantly in the closed state. Therefore, the video signal from the output of the TPA 1-1 without changes goes to the information input of the signal processor 1-4, see Fig. 10th century

В режиме «Сканер» элемент DA1 замыкается только на время первой «кольцевой» строки каждого кадра, см. фиг. 10г.In the “Scanner” mode, the DA1 element is closed only for the duration of the first “ring” line of each frame, see FIG. 10g

Очевидно, что при практической реализации заявляемого изобретения команды внешнего управления телевизионной камерой могут быть сформированы на плате видео в составе компьютера 2 оператора, а блок 1-2 может быть выполнен в составе сигнального процессора 1-4.Obviously, in the practical implementation of the claimed invention, the external control commands of the television camera can be formed on the video board as part of the operator’s computer 2, and block 1-2 can be performed as part of the signal processor 1-4.

Блок 1-6 предназначен для выполнения в режиме «Сканер» пошагового перемещения ДТС 1-1 с интервалом по расстоянию, равным ширине одной «кольцевой» строки фотоприемника 1-1-2.Block 1-6 is designed to perform step-by-step movement of the TPA 1-1 in the Scanner mode with an interval of distance equal to the width of one “ring” line of the photodetector 1-1-2.

Когда ДТС 1-1 находится в статичном (неподвижном) состоянии, осуществляется накопление сигнала изображения в фотоприемнике 1-1-2 и запись цифрового видеосигнала текущей первой строки в оперативную память сервера 2. Затем осуществляется перемещение ДТС 1-1, а потом выполняется накопление сигнала изображения последующей строки кадра, которая становится в этой ситуации уже первой, и запись ее в оперативную память сервера 2. Далее процесс повторяется.When the TPA 1-1 is in a static (stationary) state, the image signal is accumulated in the photodetector 1-1-2 and the digital video signal of the current first line is recorded in the RAM of server 2. Then, the TPA 1-1 is moved, and then the signal is accumulated image of the next line of the frame, which becomes the first in this situation, and recording it in the RAM of server 2. Next, the process is repeated.

Время одного акта неподвижного состояния и перемещения ДТС 1-1 (см. фиг. 11) составляет mТк, где m - коэффициент, равный 10…50.The time of one act of a stationary state and the movement of TPA 1-1 (see Fig. 11) is mT k , where m is a coefficient equal to 10 ... 50.

Очевидно, что блок 1-6 может быть объединен с ДТС 1-1, т.е. выполнен в его составе.Obviously, block 1-6 can be combined with TPA 1-1, i.e. made in its composition.

Устройство компьютерной системы для телевизионного кругового обзора (см. фиг. 1) работает следующим образом.The device of a computer system for a television all-round view (see Fig. 1) works as follows.

Телевизионная камера 1 размещается внутри трубы 4 по центру в ее сечении, а при помощи рельсового механизма (он не показан) может перемещаться вдоль нее.The television camera 1 is placed inside the pipe 4 in the center in its cross section, and with the help of a rail mechanism (it is not shown) can move along it.

При включении питания заявляемое устройство по умолчанию начинает работать в режиме «Камера», т.е. на внешнем входе телевизионной камеры 1 присутствует сигнал логического «0» (см. табл. 1).When you turn on the power, the claimed device by default starts to work in the "Camera" mode, i.e. at the external input of the television camera 1 there is a logic signal “0” (see table. 1).

Панорамный объектив 1-1-1 формирует «кольцевое» оптическое изображение внутренней поверхности трубы 4, проецируя его на мишень фотоприемника 1-1-2 телевизионной камеры 1.The panoramic lens 1-1-1 forms a "circular" optical image of the inner surface of the pipe 4, projecting it onto the target of the photodetector 1-1-2 of the television camera 1.

Фотоприемник 1-1-2 (см. фиг. 3…4) реализует «кольцевую» развертку зарядового изображения на фотоприемной области 1-1-2-1 с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре 1-1-2-2 и формированием на выходе БПЗН 1-1-2-3 напряжения видеосигнала в аналоговой форме. При этом в интервале прямого хода по кадру происходит процесс накопления зарядовых пакетов пропорционально освещенности панорамного сюжета, в светочувствительных пикселах фотоприемной области 1-1-2-1. В течение кратковременного промежутка последующего интервала обратного хода кадровой развертки открывается фотозатвор и заряды всех «кольцевых» строк, участвовавших в накоплении, переносятся (за один шаг поворота) в экранированные от света пикселы, расположенные на той же области 1-1-2-1.The photodetector 1-1-2 (see Fig. 3 ... 4) implements a "ring" scan of the charge image on the photodetector region 1-1-2-1 with subsequent element-wise reading of the charge packets in the "ring" register 1-1-2-2 and the formation of the output BPZN 1-1-2-3 voltage of the video signal in analog form. At the same time, in the interval of the forward course of the frame, the process of accumulation of charge packets occurs in proportion to the illumination of the panoramic plot, in the photosensitive pixels of the photodetector region 1-1-2-1. During a short period of the subsequent interval of the reverse rotation of the frame scan, a photo shutter opens and the charges of all the “ring” lines involved in the accumulation are transferred (in one rotation step) to the screened from light pixels located in the same region 1-1-2-1.

Затем фотозатвор закрывается и в новом кадровом цикле на мишени выполняется накопление другой зарядовой «картины», а накопленные в предыдущем кадре зарядовые пакеты в радиальных направлениях переносятся на периферию кристалла фотоприемника, загружая в интервале обратного хода строчной развертки новыми зарядами «кольцевой» регистр 1-1-2-2.Then the photo shutter closes and, in a new personnel cycle, another charge “picture” is accumulated on the target, and the charge packets accumulated in the previous frame are transferred in radial directions to the periphery of the photodetector crystal, loading the “ring” register 1-1 in the reverse scan interval with horizontal charges -2-2.

В результате фотоэлектрического и последующего аналого-цифрового преобразования видеосигнала на выходе телевизионной камеры 1 формируется цифровой телевизионный сигнал монохромного изображения.As a result of the photoelectric and subsequent analog-to-digital conversion of the video signal at the output of the television camera 1, a digital television signal of a monochrome image is generated.

Допустим, что текущий угол поля зрения (γг) предъявляемого панорамного изображения составляет 60 градусов по горизонтали, тогда «кольцевой» кадр записи включает 6 (шесть) условных областей.Suppose that the current field of view angle (γ g ) of the presented panoramic image is 60 degrees horizontally, then the “ring” recording frame includes 6 (six) conditional areas.

В этом случае оперативная память сервера 2, куда записывается панорамное изображение, содержит 6 областей входного видеосигнала текущего «кольцевого» кадра.In this case, the RAM of server 2, where the panoramic image is recorded, contains 6 areas of the input video signal of the current “ring” frame.

Но каждый из этих массивов памяти заполнен видеоинформацией неравномерно из-за различного числа пикселов, расположенных на «кольцевых» строках мишени. Как показано на фиг. 7, светлые области каждого из массивов иллюстрируют активные (занятые) ячейки памяти, а темные области - пассивные (свободные) ячейки памяти.But each of these memory arrays is filled unevenly with video information due to the different number of pixels located on the “ring” lines of the target. As shown in FIG. 7, the light areas of each of the arrays illustrate active (occupied) memory cells, and the dark areas illustrate passive (free) memory cells.

Все занятые горизонтальные ячейки памяти соответствуют «кольцевой» строке, расположенной на самой внешней периферии мишени, а минимально занятые горизонтальные ячейки памяти - «кольцевой» строке, находящейся ближе всех остальных к воображаемому центру кругового кольца.All occupied horizontal memory cells correspond to the “ring” line located on the outermost periphery of the target, and the minimum occupied horizontal memory cells correspond to the “ring” line, which is closest to the imaginary center of the circular ring.

Далее, как и в прототипе, в сервере 2 при помощи элемента БГЖП, реализующего возложенные на него функции программным путем, осуществляется операция считывания видеосигнала, а в результате -конвертирование «кольцевого» кадра в обычные «прямоугольные» кадры и возможность предоставления этой информации на выходе «сеть» сервера.Then, as in the prototype, in server 2, using the BGZH element that implements the functions assigned to it programmatically, the video signal is read, and as a result, the “ring” frame is converted to ordinary “rectangular” frames and the possibility of providing this information at the output "Network" server.

Поэтому цифровой видеосигнал записи для каждого «кольцевого» кадра изображения преобразуется в 6 «прямоугольных» кадров, которые могут быть предложены в виде выбранной последовательности (см. фиг. 8) оператору компьютера 2.Therefore, the digital video recording signal for each "ring" image frame is converted into 6 "rectangular" frames, which can be offered in the form of the selected sequence (see Fig. 8) to the computer operator 2.

Отметим, что предлагаемые оператору в режиме «Камера» телевизионные изображения принципиально включают в свой состав так называемые «черные» строки, которые не несут информации об объекте контроля, а сообщают об уровне темного тока фотоприемника. Но они в заявляемом решении рассматриваются как промежуточные изображения, позволяющие оператору осуществить предварительный просмотр объекта и обнаружить участок трубы с подозрением на технологический дефект.It should be noted that television images offered to the operator in the “Camera” mode fundamentally include the so-called “black” lines, which do not carry information about the monitoring object, but report the level of dark current of the photodetector. But they are considered in the claimed solution as intermediate images, allowing the operator to preview the object and detect a pipe section with a suspicion of a technological defect.

Если оператор компьютера 2 обнаружил такой объект, то он может рассмотреть его при повышенном разрешении в другом режиме работы заявляемого устройства.If the operator of computer 2 has detected such an object, then he can consider it at a higher resolution in a different mode of operation of the inventive device.

Тогда оператор переводит телевизионную камеру 1 в режим «Сканер» путем установки на ее внешнем входе сигнала логической «1» (см. табл. 1).Then the operator puts the television camera 1 in the “Scanner” mode by setting the logic “1” signal on its external input (see table 1).

В этом режиме в оперативную память сервера 2 будет транслироваться цифровой видеосигнал первой «кольцевой» строки фотоприемника 1-1-2 при пошаговом перемещении самого фотоприемника на ширину пиксела этой строки. Этот видеосигнал записи будет гарантировать увеличенное разрешение по всей ширине кадра для всей контролируемой в настоящий момент внутренней поверхности трубы 4. Необходимое время «сканерной» записи всего «кольцевого» кадра составляет десятки и более секунд.In this mode, the digital video signal of the first “ring” line of the photodetector 1-1-2 will be transmitted to the RAM of server 2 when the photodetector itself is moved stepwise to the pixel width of this line. This video recording signal will guarantee increased resolution over the entire frame width for the entire currently monitored inner surface of the pipe 4. The necessary time for a “scanner” recording of the entire “ring” frame is tens or more seconds.

Но оно вполне оправдано предлагаемой технологией проведения работы и достигаемым эффектом повышения разрешающей способности изображения.But it is completely justified by the proposed technology of the work and the achieved effect of increasing the resolution of the image.

«Кольцевой» кадр, полученный при помощи «сканерной» записи, преобразуется далее в 6 «прямоугольных» кадров, которые могут быть предложены в виде выбранной последовательности на компьютеры 3 операторам локальной вычислительной сети точно так же, как и в прототипе.The "ring" frame obtained using the "scanner" recording is further converted into 6 "rectangular" frames, which can be offered in the form of a selected sequence to computers 3 to the operators of the local area network in the same way as in the prototype.

Однако в этом изображении все пикселы фотоприемника несут информацию о передаваемом сюжете, следовательно, нет и избыточной полосы пропускания видеотракта от телевизионной камеры до сервера. А полоса пропускания будет оптимизирована по требуемому показателю разрешающей способности получаемого изображения.However, in this image, all the pixels of the photodetector carry information about the transmitted plot, therefore, there is no excessive bandwidth of the video path from the television camera to the server. And the bandwidth will be optimized for the required resolution of the resulting image.

После завершения «сканерной» записи «кольцевого» кадра дефектного участка внутренней поверхности трубы 4 телевизионная камера 1 автоматически переходит в режим работы «Камера».After the completion of the “scanner” recording of the “annular” frame of the defective portion of the inner surface of the pipe 4, the television camera 1 automatically switches to the “Camera” operating mode.

В настоящее время все элементы структурной схемы устройства компьютерной системы для телевизионного кругового обзора освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью.Currently, all the elements of the structural diagram of the device of the computer system for the television circular review mastered or can be mastered by domestic industry.

Поэтому следует считать предполагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.Therefore, the alleged invention should be considered as meeting the requirement for industrial applicability.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент РФ №2371880. МПК H04N 7/00. Способ панорамного телевизионного наблюдения и устройство для его осуществления. / В.М. Смелков // Б.И. - 2009. - №30.1. RF patent No. 2371880. IPC H04N 7/00. The method of panoramic television surveillance and device for its implementation. / V.M. Smelkov // B.I. - 2009. - No. 30.

2. Секен К., Томпсет М. Приборы с переносом заряда. Перевод с англ. - М.: «Мир», 1985.2. Seken K., Thompset M. Instruments with charge transfer. Translation from English - M .: "World", 1985.

3. Владо Дамьяновски. CTV. Библия видеонаблюдения, Цифровые и сетевые технологии. / Перевод с англ. М.: ООО «Ай-Эс-Эс Пресс», 2006.3. Vlado Damianowski. CTV. Bible CCTV, Digital and Network Technology. / Translation from English. M .: LLC "IS-ES Press", 2006.

4. Патент РФ №2185645. МПК G02B 13/06, G02B 17/08. Панорамный зеркально-линзовый объектив. / А.В. Куртов, В.А. Соломатин // Б.И. - 2002. - №20.4. RF patent No. 2185645. IPC G02B 13/06, G02B 17/08. Panoramic mirror lens. / A.V. Kurtov, V.A. Solomatin // B.I. - 2002. - No. 20.

Claims (5)

1. Устройство компьютерной системы для телевизионного кругового обзора внутренней поверхности труб и трубопроводов большого диаметра, содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров пользователей, при этом телевизионная камера, обеспечивая развертку аналогового видеосигнала фотоприемника и формирование на выходе цифрового телевизионного сигнала, содержит датчик телевизионного сигнала (ДТС), в состав которого входят последовательно расположенные и оптически связанные панорамный объектив и фотоприемник, выполненный на основе технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС) и состоящий из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной области, горизонтального (выходного) регистра и преобразователя «заряд - напряжение» (БПЗН), причем на фотоприемной области линейки светочувствительных элементов чередуются с линейками экранированных от света элементов, в состав телевизионной камеры входит также генератор управляющих импульсов и последовательно соединенные сигнальный процессор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого является выходом телевизионной камеры, причем первый выход генератора управляющих импульсов подключен соответственно к управляющим входам фотоприемной области, второй выход генератора управляющих импульсов - к управляющим входам выходного регистра фотоприемника, третий выход генератора управляющих импульсов - к входу синхронизации сигнального процессора, четвертый выход генератора управляющих импульсов - к тактовому входу АЦП, выход управления экспозицией сигнального процессора подключен к управляющему входу генератора управляющих импульсов, в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/ вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению:
Figure 00000003

где γ г - горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем, отличающееся тем, что телевизионная камера формирует «кольцевой» растр монохромного (черно-белого) изображения, при этом фотоприемник телевизионной камеры имеет форму кругового кольца, у которого линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии, выходной регистр фотоприемника по форме является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области различно и увеличивается по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, равной числу элементов в «кольцевом» регистре, при этом генератор управляющих импульсов телевизионной камеры является блоком «кольцевой» развертки видеосигнала, а в состав телевизионной камеры введены коммутатор, информационный вход которого подключен к выходу БПЗН фотоприемника, а выход - к информационному входу сигнального процессора, и блок механического сканирования ДТС, кинематически связанный с блоком ДТС, причем первый управляющий вход коммутатора подключен к пятому выходу блока «кольцевой» развертки видеосигнала, шестой выход которого подключен к входу синхронизации блока механического сканирования ДТС, а второй управляющий вход коммутатора, объединенный с управляющим входом блока механического сканирования ДТС, - к входу внешнего управления телевизионной камерой, при этом в качестве сервера используется компьютер оператора системы, в котором формируются команды внешнего управления телевизионной камерой, обеспечивающие ее работу в двух режимах работы «Камера» и «Сканер».
1. The device of a computer system for television circular review of the inner surface of pipes and pipelines of large diameter, containing a series-connected television camera and a server, which is a node of the local area network, which is connected to two or more personal computers of users, while the television camera, providing a scan of the analog video signal photodetector and the formation of the output of a digital television signal, contains a television signal sensor (TPA), composed of otorogo consist of sequentially located and optically coupled panoramic lens and photodetector, made on the basis of technology of charge-coupled devices (CCD) and consisting of series-connected charge-coupled photodetector region, horizontal (output) register and the charge-voltage converter (BPS), and on the photodetector area, the lines of photosensitive elements alternate with the lines of elements shielded from light, the television camera also includes a control pulse generator and a signal processor and an analog-to-digital converter (ADC) connected in series, the output of which is the output of a television camera, the first output of the control pulse generator being connected respectively to the control inputs of the photodetector region, the second output of the control pulse generator to the control inputs of the output register of the photodetector, third output the control pulse generator to the synchronization input of the signal processor, the fourth output of the control pulse generator to the clock input A П, the output of the exposure control of the signal processor is connected to the control input of the control pulse generator, a video card is installed in the expansion connector on the server motherboard, coordinated via input / output channels, control and power with the server bus, containing a block for converting a “ring” frame into “rectangular” "Frames (BPKP), the input of which is connected to the output of the RAM block per frame, and the output to the" network "output, and the number of" rectangular "frames corresponding to one current" ring "frame is satisfies the relationship:
Figure 00000003

where γ g is the horizontal angle of the field of view in degrees of the image observed by the operator, and this conversion is performed programmatically, characterized in that the television camera forms a “ring” raster of monochrome (black and white) image, while the photodetector of the television camera has the shape of a circular ring in which the lines of photosensitive and the lines of light-shielded elements of the photodetector region are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer perimeter In series, the output register of the photodetector is “circular” in shape, and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region is different and increases as it moves to the outer periphery to a maximum value equal to the number of elements in the “ring” register, while the control pulse generator a television camera is a block of the “ring” scan of the video signal, and a switch is included in the television camera, the information input of which is connected to the output of the SPS of the photodetector, and the output to the information the input of the signal processor, and the DTS mechanical scan unit kinematically connected to the DTS unit, the first control input of the switch being connected to the fifth output of the “ring” video scan unit, the sixth output of which is connected to the synchronization input of the DTS mechanical scanning unit, and the second control input of the switch, combined with the control input of the mechanical scanning unit DTS, - to the input of the external control of the television camera, while the operator’s computer is used as a server the system in which the external control commands for the television camera are formed, ensuring its operation in two operating modes, “Camera” and “Scanner”.
2. Устройство компьютерной системы по п. 1, отличающееся тем, что электроды переноса фотоприемной области и «кольцевого» выходного регистра для сенсора телевизионной камеры выполнены с геометрической формой в виде части кругового кольца.2. The computer system device according to claim 1, characterized in that the transfer electrodes of the photodetector region and the "ring" output register for the television camera sensor are made with a geometric shape in the form of a part of a circular ring. 3. Устройство компьютерной системы по п. 1, отличающееся тем, что коммутатор телевизионной камеры выполнен в составе сигнального процессора.3. The device of a computer system according to claim 1, characterized in that the switch of the television camera is made as part of the signal processor. 4. Устройство компьютерной системы п. 1, отличающееся тем, что блок механического сканирования выполнен в составе ДТС.4. The device of the computer system of claim 1, characterized in that the mechanical scanning unit is made as part of a TPA. 5. Устройство компьютерной системы по п. 1, отличающееся тем, что команды внешнего управления телевизионной камерой формируются в составе платы видео компьютера оператора. 5. The computer system device according to claim 1, characterized in that the external control commands of the television camera are formed as part of the video card of the operator’s computer.
RU2014153043/07A 2014-12-25 2014-12-25 Device for computer system for all-round looking video surveillance of inner surface of pipes and pipelines of large diameter RU2578193C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014153043/07A RU2578193C1 (en) 2014-12-25 2014-12-25 Device for computer system for all-round looking video surveillance of inner surface of pipes and pipelines of large diameter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014153043/07A RU2578193C1 (en) 2014-12-25 2014-12-25 Device for computer system for all-round looking video surveillance of inner surface of pipes and pipelines of large diameter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2578193C1 true RU2578193C1 (en) 2016-03-27

Family

ID=55656527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014153043/07A RU2578193C1 (en) 2014-12-25 2014-12-25 Device for computer system for all-round looking video surveillance of inner surface of pipes and pipelines of large diameter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2578193C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640755C1 (en) * 2017-05-22 2018-01-11 Вячеслав Михайлович Смелков Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5920337A (en) * 1994-12-27 1999-07-06 Siemens Corporate Research, Inc. Omnidirectional visual image detector and processor
US7301557B2 (en) * 2002-02-28 2007-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha Composite camera system, zoom camera image display control method, zoom camera control method, control program, and computer readable recording medium
US20080210024A1 (en) * 2007-02-28 2008-09-04 Merlo Stephen A Remote pipe inspection
RU2371880C1 (en) * 2008-04-04 2009-10-27 Вячеслав Михайлович Смелков Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof
US20120257042A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Fer-Pal Construction Ltd System for scanning, mapping and measuring conduits
RU133896U1 (en) * 2013-04-18 2013-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Подводгазэнергосервис" ROBOT TECHNICAL SYSTEM OF PIPELINE INSPECTION
US20140139658A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-22 General Electric Company Remote visual inspection system and method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5920337A (en) * 1994-12-27 1999-07-06 Siemens Corporate Research, Inc. Omnidirectional visual image detector and processor
US7301557B2 (en) * 2002-02-28 2007-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha Composite camera system, zoom camera image display control method, zoom camera control method, control program, and computer readable recording medium
US20080210024A1 (en) * 2007-02-28 2008-09-04 Merlo Stephen A Remote pipe inspection
RU2371880C1 (en) * 2008-04-04 2009-10-27 Вячеслав Михайлович Смелков Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof
US20120257042A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Fer-Pal Construction Ltd System for scanning, mapping and measuring conduits
US20140139658A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-22 General Electric Company Remote visual inspection system and method
RU133896U1 (en) * 2013-04-18 2013-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Подводгазэнергосервис" ROBOT TECHNICAL SYSTEM OF PIPELINE INSPECTION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640755C1 (en) * 2017-05-22 2018-01-11 Вячеслав Михайлович Смелков Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2545519C1 (en) Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector setup therefor
RU2371880C1 (en) Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof
RU2552101C1 (en) Configuration of tv panoramic observation computer system and organisation of photo receiver to this end
RU2611421C1 (en) Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance
RU2625163C1 (en) Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance
KR20230135501A (en) Image sensor and its image output method and application
RU2640755C1 (en) Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines
RU2706011C1 (en) Panoramic television surveillance computer system device
RU2723645C1 (en) High-resolution panorama television surveillance computer system device
RU2665695C1 (en) Computer system device for panoramic television surveillance
CN112995545B (en) Multi-sensor high dynamic range imaging
RU2578193C1 (en) Device for computer system for all-round looking video surveillance of inner surface of pipes and pipelines of large diameter
RU2640756C1 (en) Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines
KR20180031288A (en) Image sensor and imaging device including the same
RU2579002C1 (en) Computer system device for panoramic scanning of monochromatic image
RU2631830C1 (en) Computer system of panoramic television observation
RU2564094C1 (en) Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector arrangement therefor
RU2611424C1 (en) Method of forming videosignal in "ring" photodetector for computer system of panoramic television surveillance
RU2564678C1 (en) Computer system for high-sensitivity panoramic video surveillance
RU2592831C1 (en) Photodetector device for panoramic television-computer surveillance
RU2675245C1 (en) Device of annular photodetector for panoramic television-computer scanning of color image
RU2625164C1 (en) Computer system device for panoramic television observation
RU2709408C1 (en) Computer system for television circular scanning of inner surface of welded seams of pipeline from large diameter pipes
RU2615142C1 (en) Method of forming videosignal in "ring" photodetector for computer system of panoramic television surveillance
RU2555855C1 (en) Device for panoramic "day-night" surveillance and television camera therefor