RU168077U1 - Устройство для определения движения неоднородных изображений - Google Patents
Устройство для определения движения неоднородных изображений Download PDFInfo
- Publication number
- RU168077U1 RU168077U1 RU2016129802U RU2016129802U RU168077U1 RU 168077 U1 RU168077 U1 RU 168077U1 RU 2016129802 U RU2016129802 U RU 2016129802U RU 2016129802 U RU2016129802 U RU 2016129802U RU 168077 U1 RU168077 U1 RU 168077U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- output
- motion parameters
- images
- image
- Prior art date
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000003491 array Methods 0.000 description 4
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/64—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
- G01P3/68—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using optical means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Полезная модель предназначена для измерения скорости движения изображения и может быть использована в навигационной системе летательного аппарата для бесконтактного определения скорости движения, относительно подстилающей поверхности. Матричный фотоприемник 1 формирует через фиксированный промежуток времени сигналы двух изображений, сохраняемых в схемах памяти 2, 3. Сигналы изображений из схем памяти считываются построчно синхронно, но в разных направлениях блоком опроса 9 и через коррелятор 6 поступают на блок дополнительного суммирования и сравнения 7, который формирует информационный сигнал для блока 8 расчета параметров движения. Технический результат заключается в увеличении точности измерения параметров движения неоднородных изображений. 3 ил.
Description
Настоящее устройство относится к приборостроению, а именно к устройствам, предназначенным для бесконтактного измерения скорости движущихся средств и поверхности, и может быть использовано, например, для измерения скорости проката и для навигации летательных аппаратов.
Из предшествующего уровня техники известен бесконтактный измеритель скорости, содержащий первый объектив и первый массив фотодиодов, и второй объектив и второй массив фотодиодов. Движущийся объект проходит под первым объективом и его изображение сохраняется в первом массиве фотодиодов. Затем объект проходит под вторым массивом, и изображение сохраняется во втором массиве. После того, как изображение сохранено во втором массиве, производится корреляция между двумя изображениями, в результате осуществляется сравнение последовательных реализаций двух массивов. Устройство содержит блок для управления временным интервалом между экспозициями. Если экстремум корреляции не достигается, то интервал времени между экспозициями регулируется до достижения экстремума корреляции. При достижении экстремума корреляции скорость определяется путем деления расстояния между массивами на интервал времени между экспозициями двух массивов [1].
Недостаток устройства связан со сложностью поиска абсолютного максимума экстремума корреляции при наличии нескольких вторичных экстремумов.
Известно также устройство для определения параметров движения изображения, содержащее два фотоприемника, ключ, блок вычитания, коррелятор, блок дополнительного суммирования, сравнения и отсчета времени и блок управления. Скорость определяется в нем путем деления расстояния между фотоприемниками на время транспортного запаздывания, которое вычисляется как произведение периода квантования на число тактов, при котором результат сравнения в блоке дополнительного суммирования, сравнения и отсчета времени станет равным нулю. Устройство обеспечивает высокую точность измерения параметров движения изображений однородных поверхностей: прокат, ткань с рисунком однородной текстуры [2].
Недостаток устройства связан с появлением погрешности измерений параметров движения изображений неоднородных поверхностей, например подстилающей поверхности Земли в навигационных приборах летательных аппаратов. Дело в том, что через первый строчный фотоприемник проходит участок изображения, расположенный до первого фотоприемника, а через второй - другой участок, расположенный между фотоприемниками, т.е. сумма разностей авто- и взаимокорреляционных сигналов рассчитываются для разных участков изображений. Если статистические характеристики (например, гистограмма или интервал корреляции) этих участков изображений существенно отличаются, то возникает погрешность измерений.
Техническим результатом полезной модели является устранение данного недостатка, за счет возможности анализа одного и того же фрагмента запомненных изображений, что позволяет существенно увеличить точность измерения параметров движения неоднородных изображений.
Технический результат достигается тем, что в устройство для определения параметров движения неоднородных изображений, содержащее фотоприемник, коррелятор, блок управления, ключ, блок вычитания и блок дополнительного суммирования и сравнения, характеризующийся тем, фотоприемник выполнен в виде матрицы, в устройство дополнительно введены две схемы памяти для запоминания сигналов изображений, подключенных к выходу матричного фотоприемника, управляющие входы которых подключены к выходу блока опроса схем памяти, который опрашивает схемы памяти синхронно, но в разных направлениях, вход блока опроса подключен к выходу блока управления, а выход блока дополнительного суммирования и сравнения подключен к входу блока расчета параметров движения.
Устройство, схема которого изображена на фиг. 1 содержит ключ 4, блок вычитания 5, коррелятор 6, блок дополнительного суммирования и сравнения 7, блок управления 10, вместо двух строчных фотоприемников введены матричный фотоприемник сигналов изображения 1 и две схемы памяти 2 и 3 для запоминания сигналов изображений, информационные входы которых соединены с выходом матричного фотоприемника 1, а управляющие входы соединены с выходом блока 9 опроса схем памяти, вход которого соединен с выходом блока управления 10, выход схемы памяти 2 соединен с входом ключа 4 и с первым входом блока вычитания 5, второй вход которого (инвертирующий) соединен с выходом схемы памяти 3, а выходы ключа 4 и блока вычитания 5 соединены с входами коррелятора 6, выход которого соединен с входом блока дополнительного суммирования и сравнения 7, выход которого соединен с входом блока расчета параметров движения 8.
Коррелятор построен по известной схеме и содержит два регистра, значения одноименных разрядов которых перемножаются поразрядной схемой перемножения, а результаты суммируются.
На фигуре 2 показана последовательность изображений, сформированных матричным фотоприемником 1 через фиксированный промежуток времени Т и сохраненных в схемах памяти 2 и 3. Штрихпунктирными линиями обозначена область движущегося изображения, состоящая из сегментов: А, В и С. Жирными линиями - область матрицы фотоприемника V - вектор скорости движения изображения, тонкие стрелки показывают направление опроса схем памяти. Видно, что В является общим сегментом двух изображений и его размер и смещение по полю матрицы определяется скоростью движения V.
На фигуре 3 показаны возможный вид сигнала с выхода коррелятора и сигнал блока дополнительного суммирования и сравнения. Стрелкой показано положение текущей строки опроса схемы памяти 2, при котором накапливаемый сигнал пересекает нулевое значение.
Устройство работает следующим образом. Матричный фотоприемник 1, размером N1×N2, содержащий N1 строк с межстрочным интервалом d, по сигналу управляющего блока 10 формирует два изображения через фиксированный промежуток времени Т, задаваемый блоком управления. Сигналы изображений запоминаются в схемах памяти 2 и 3. Вследствие движения эти изображения оказываются сдвинутыми на величину L=V⋅T в направлении перпендикулярном строкам матрицы, как показано на фиг. 2. После заполнения схем памяти начинается цикл измерения скорости. Блок опроса 9 схем памяти 2 и 3 по сигналу управления блока 10 формирует сигналы построчного считывания информации со схем памяти. Считывание осуществляется синхронно, но в разных направлениях: в схеме памяти 2 считывание осуществляется начиная с адреса первой строки к последней, а в схеме памяти 3 начиная с адреса последней строки к первой. Этим достигается обработка коррелятором одного и того же сегмента изображения В, общего для двух формируемых изображений, см. фиг. 2. Блок суммирования и сравнения 7 фиксирует номер адреса опрашиваемой строки схемы памяти 2. На нулевом такте работы сигнал с первой строки схемы памяти 2 через замкнутый ключ 4 поступает на первый вход коррелятора в регистр записи опорного сигнала, где он хранится в течение всего цикла измерения. Одновременно с блока вычитания 5 сигнал поступает на второй вход коррелятора. Схема перемножения и сложения коррелятора 6 формирует сигнал, пропорциональный разности оценок ординат авто- и взаимокорреляционных функций сигналов сегмента изображения. В последующих тактах работы разности накапливаются в блоке суммирования и сравнения 7. Как только накапливаемый сигнал пересекает нулевое значение, как показано на фиг. 3, блок 7 формирует информационный сигнал, содержащий номер текущего адреса строки n схемы памяти 2, который подается в блок расчета параметров движения 8. Одновременно блок суммирования и сравнения 7 подает сигнал в блок управления 10 и цикл измерения завершается. В блоке 8 по адресу строки n вычисляется сдвиг изображений L=(N1-n)⋅d и соответственно скорость изображения V=L/T.
Поскольку со схем памяти считывается сигналы одного и того же сегмента изображения, сегмента В, но с разных сторон, считывание схем памяти 2, 3 блоком опроса 9 заканчивается по сигналу блока управления 10 одновременно: на схеме памяти 2 по достижении границы между сегментами В и С, а на схеме памяти 3 по достижению границы между сегментами В и А. При этом накапливаемый в блоке 7 дополнительного суммирования и сравнения сигнал пересекает нулевое значение.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Kenneth D. Robertson. US 4162509 - Non-contact velocimeter using arrays. Патент США 4162509, МКИ G01P 3/36. Дата публикации 24 июля 1979 г., том 984,4.
2. Авторское свидетельство СССР №994993, кл. G01P 3/38,1983.
Claims (1)
- Устройство для определения параметров движения неоднородных изображений, содержащее фотоприемник, коррелятор, блок управления, ключ, блок вычитания и блок дополнительного суммирования и сравнения, отличающееся тем, фотоприемник выполнен в виде матрицы, в устройство дополнительно введены две схемы памяти для запоминания сигналов изображений, подключенных к выходу матричного фотоприемника, управляющие входы которых подключены к выходу блока опроса схем памяти, который опрашивает схемы памяти синхронно, но в разных направлениях, вход блока опроса подключен к выходу блока управления, а выход блока дополнительного суммирования и сравнения подключен к входу блока расчета параметров движения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016129802U RU168077U1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Устройство для определения движения неоднородных изображений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016129802U RU168077U1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Устройство для определения движения неоднородных изображений |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU168077U1 true RU168077U1 (ru) | 2017-01-17 |
Family
ID=58451693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016129802U RU168077U1 (ru) | 2016-07-20 | 2016-07-20 | Устройство для определения движения неоднородных изображений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU168077U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU402803A1 (ru) * | 1972-02-24 | 1973-10-19 | Вптб | |
| SU994993A1 (ru) * | 1981-10-15 | 1983-02-07 | Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Устройство дл определени параметров движени изображени |
| US5502658A (en) * | 1990-12-27 | 1996-03-26 | Relin; Arkadi | Sampled-continuous probability method of velocity measurement of the object having informatively-structural inhomogeneity |
| US20110285983A1 (en) * | 2007-08-10 | 2011-11-24 | Fraba Ag | Method for the optical measurement of velocities and a sensor for the optical measurement of velocities |
-
2016
- 2016-07-20 RU RU2016129802U patent/RU168077U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU402803A1 (ru) * | 1972-02-24 | 1973-10-19 | Вптб | |
| SU994993A1 (ru) * | 1981-10-15 | 1983-02-07 | Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Устройство дл определени параметров движени изображени |
| US5502658A (en) * | 1990-12-27 | 1996-03-26 | Relin; Arkadi | Sampled-continuous probability method of velocity measurement of the object having informatively-structural inhomogeneity |
| US20110285983A1 (en) * | 2007-08-10 | 2011-11-24 | Fraba Ag | Method for the optical measurement of velocities and a sensor for the optical measurement of velocities |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6350923B2 (ja) | 変位検出装置および変位検出方法 | |
| TWI612812B (zh) | 具移動誤差之偵測的時間延遲積分影像感測器 | |
| CN109341548B (zh) | 基于变密度条纹的三维振动视觉测量系统和方法 | |
| JP6170281B2 (ja) | 三次元計測装置、三次元計測装置の制御方法、およびプログラム | |
| US9906717B1 (en) | Method for generating a high-resolution depth image and an apparatus for generating a high-resolution depth image | |
| CN109916485B (zh) | 动态车辆称重方法及装置 | |
| CN109916488A (zh) | 动态车辆称重方法及装置 | |
| JP3629532B2 (ja) | 連続移動物体のリアルタイム形状計測方法及びシステム | |
| Tang et al. | An improved spatiotemporal correlation method for high-accuracy random speckle 3D reconstruction | |
| RU168077U1 (ru) | Устройство для определения движения неоднородных изображений | |
| RU2643623C1 (ru) | Устройство для моделирования комбинаций разнотипных подвижных объектов | |
| JP5950761B2 (ja) | 測位装置 | |
| GB2033691A (en) | Improvements in or relating to the detection of a projectile | |
| RU2586443C1 (ru) | Способ астровизирования | |
| RU2545068C1 (ru) | Способ измерения изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов | |
| KR101392222B1 (ko) | 표적 윤곽을 추출하는 레이저 레이더, 그것의 표적 윤곽 추출 방법 | |
| Hussmann et al. | One-phase algorithm for continuous wave TOF machine vision applications | |
| JPH04265888A (ja) | 移動物体を選択的に検出する装置 | |
| RU2686855C1 (ru) | Градиентометрический способ магнитной съемки и устройство для его осуществления | |
| RU2549607C1 (ru) | Устройство для определения расстояния, пройденного наземным транспортным средством | |
| RU2223505C1 (ru) | Устройство для измерения перемещения, скорости, ускорения и темпа движения объекта | |
| CN109186612A (zh) | 基于压缩感知和克拉美劳界的快速脉冲星周期估计方法 | |
| Charrett et al. | Speckle velocimetry for high accuracy odometry for a Mars exploration rover | |
| RU2768547C1 (ru) | Устройство для автономного определения расстояния, пройденного наземным транспортным средством | |
| RU2188432C1 (ru) | Бесконтактный измеритель вектора скорости |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20170721 |