RU83674U1

RU83674U1 - DVR

Info

Publication number: RU83674U1
Application number: RU2009101113/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Сергеевич Семин; Виктор Петрович Майоров
Original assignee: Михаил Сергеевич Семин
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2009-06-10

Abstract

Видеорегистратор, содержащий видеокамеру с объективом и фоточувствительной матрицей, видеокамера связана с блоком приема и обработки информации, источник подсветки объекта съемки, вход синхронизации видеокамеры соединен с входом синхронизации видеорегистратора от внешнего устройства управления, отличающийся тем, что видеорегистратор содержит полупрозрачное зеркало, установленное под углом к оптической оси видеокамеры, а за объектом съемки расположена световозвращающая полоса с обеспечением возможности создания на упомянутой световозвращающей полосе теневого изображения объекта съемки, причем источник подсветки объекта съемки размещен в непосредственной близости с объективом видеокамеры, а фоточувствительная матрица видеокамеры выполнена с обеспечением возможности пошагового переноса и накопления зарядовых пакетов в направлении, перпендикулярном изображению световозвращающей полосы.A video recorder comprising a video camera with a lens and a photosensitive matrix, a video camera is connected to an information reception and processing unit, a backlight source of a shooting object, a video synchronization input connected to a video input of a video recorder from an external control device, characterized in that the video recorder contains a translucent mirror mounted at an angle to optical axis of the camera, and behind the subject is a retroreflective strip with the possibility of creating on the above ovozvraschayuschey band shadow image the subject, wherein the shooting illumination source object is placed in close proximity to the camera lens, and a photosensitive matrix video camera is configured to stepwise transport and accumulation of charge packets in a direction perpendicular to the image retroreflective strip.

Description

Полезная модель относится к телевизионной технике и может использоваться в системах скоростной цифровой видеосъемки теневых изображений быстродвижущихся объектов.The utility model relates to television technology and can be used in systems for high-speed digital video shooting of shadow images of fast-moving objects.

Известна система скоростной видеосъемки [1], содержащая блок приема оптической видеоинформации, выход которого связан с входом блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой, выход которого через общую шину связан с входом блока оперативной памяти временного хранения данных, с которым связан процессорный блок обработки цифровых сигналов, имеющий устройства ввода-вывода данных, съемный блок постоянной памяти хранения данных, связанный с процессорным блоком и блоком оперативной памяти временного хранения данных, видеоконтрольный блок, а также блок компрессии цифрового видеосигнала, причем видеокамера снабжена подключенными к общей шине блоками компрессии звукового и видеосигнала с сжатием по технологии MPEG-2, контроллером управления видеокамерой, декодером цифровых звукового и видеосигналов с декомпрессией по технологии MPEG-2, контроллером подключения дополнительной съемной памяти оперативного хранения данных, контроллером интерфейсов для подключения к компьютерным устройствам обработки данных или устройствам хранения данных и стационарному монитору, и связанным через общую шину с процессорным блоком и контроллером управления видеокамерой программно-запоминающим устройством с программным обеспечением обработки видеоинформации, выводимой на видеоконтрольный блок, выполненный в виде закрепленного на корпусе камеры монитора, при этом блок преобразования аналогового видеосигнала в цифровой выполнен на матрицах высокого разрешения с преобразованием поступающего сигнала в цифровой поток данных по протоколу SDTV, блок компрессии цифрового видеосигнала, поступающего с блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой, выполнен в виде кодера со сжатием цифровых данных по технологии MPEG-2, при этом вход кодера подключен к соответствующему выходу блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой.A known high-speed video recording system [1], comprising an optical video information receiving unit, the output of which is connected to the input of the analog video to digital conversion unit, the output of which is connected via the common bus to the input of the temporary storage unit of the data memory, to which the processor unit for processing digital signals is connected, having data input-output devices, a removable block of read-only memory data storage, associated with the processor unit and the temporary data storage random access memory block, video control and a digital video compression module, the video camera equipped with audio and video compression compression units connected to a common bus using MPEG-2 technology, a video camera control controller, a digital audio and video signal decoder with MPEG-2 decompression, an additional connection controller removable memory for online data storage, an interface controller for connecting to computer data processing devices or data storage devices and a stationary monitor, and connected via a common bus with the processor unit and the video camera control controller, a storage program with video processing software output to a video control unit made in the form of a monitor mounted on the camera body, while the analog video to digital conversion unit is made on high-resolution matrices with conversion the incoming signal into the digital data stream via SDTV, the compression unit for the digital video signal coming from the conversion unit Ia analog video to digital encoder is in the form of digital data compressed by MPEG-2 technology, the encoder input is connected to the output analog video signal into a digital conversion unit.

Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная большим количеством входящих в него функциональных блоков.A disadvantage of the known device is its complexity, due to the large number of functional blocks included in it.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является известная система скоростной видеосъемки - видеорегистратор [2], содержащий видеокамеру с фоточувствительной матрицей, выход видеокамеры связан через канал передачи видеосигнала с блоком приема и обработки информации, видеоконтрольный блок, блок управления и источник подсветки объекта съемки, генератор импульсов подсветки, выход которого подключен к источнику подсветки объекта съемки, а входы синхронизации, управления частотой и длительностью импульсов подсветки соединены с соответствующими выходами блока управления, причем источник подсветки объекта съемки размещен в непосредственной близости с объективом видеокамеры, а на объекте съемки закреплены один или несколько световозвращающих элементов.The closest in technical essence to the proposed utility model is the well-known high-speed video recording system - a video recorder [2], which contains a video camera with a photosensitive matrix, the video camera output is connected via a video signal transmission channel to an information reception and processing unit, a video control unit, a control unit and a backlight source of the subject , a backlight pulse generator, the output of which is connected to the backlight source of the subject, and the synchronization inputs, control the frequency and duration of pulses the backlights are connected to the corresponding outputs of the control unit, the backlight source of the subject being placed in close proximity to the camera lens, and one or more retroreflective elements are fixed to the subject.

Недостатком такого видеорегистратора являются ограниченные функциональные возможности, поскольку он не позволяет обеспечить съемку теневых изображений, что бывает необходимо, например, при регистрации картины ударных волн, возникающих при движении объекта в воздушной среде.The disadvantage of such a DVR is its limited functionality, since it does not allow for the shooting of shadow images, which is necessary, for example, when registering a picture of shock waves that occur when an object moves in the air.

Технический результат, заключающийся в отмеченного недостатка достигается в предлагаемом видеорегистраторе, содержащем видеокамеру с объективом и фоточувствительной матрицей, видеокамера связана с блоком приема и обработки информации, источник подсветки объекта съемки, вход синхронизации видеокамеры соединен с входом синхронизации видеорегистратора от внешнего устройства управления, тем, что видеорегистратор содержит полупрозрачное зеркало, установленное под углом к оптической оси видеокамеры, а за объектом съемки расположена световозвращающая полоса с обеспечением возможности создания на упомянутой световозвращающей полосе теневого изображения объекта съемки, причем источник подсветки объекта съемки размещен в непосредственной близости с объективом видеокамеры, а фоточувствительная матрица видеокамеры выполнена с обеспечением возможности пошагового переноса и накопления зарядовых пакетов в направлении, перпендикулярном изображению световозвращающей полосы.The technical result consisting in the noted drawback is achieved in the proposed video recorder containing a video camera with a lens and a photosensitive matrix, the video camera is connected to an information receiving and processing unit, the illumination source of the recording object, the video synchronization input, is connected to the video synchronization input from the external control device, so that the video recorder contains a translucent mirror mounted at an angle to the optical axis of the camera, and behind the subject is located a retroreflective strip with the possibility of creating a shadow image of the subject on the said retroreflective strip, the source of illumination of the subject being placed in the immediate vicinity of the camera’s lens, and the photosensitive matrix of the camera is configured to stepwise transfer and accumulate charge packets in the direction perpendicular to the image of the retroreflective strip.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:

- на фиг.1 представлена функциональная схема устройства;- figure 1 presents the functional diagram of the device;

- фиг.2 поясняет принцип регистрации теневого изображения и пошагового переноса и накопления зарядовых пакетов в фоточувствительной матрице видеокамеры.- figure 2 explains the principle of recording a shadow image and stepwise transfer and accumulation of charge packets in the photosensitive matrix of the camera.

Видеорегистратор (фиг.1) содержит видеокамеру 1 с объективом и фоточувствительной матрицей 2 (фиг.2), блок 3 приема и обработки информации, связанный с видеокамерой, источник 4 подсветки объекта 5 съемки, полупрозрачное зеркало 6, установленное под углом к оптической оси видеокамеры 1, световозвращающая полоса 7, расположенное за объектом 5 съемки.The video recorder (Fig. 1) contains a video camera 1 with a lens and a photosensitive matrix 2 (Fig. 2), an information receiving and processing unit 3 associated with the video camera, a backlight source 4 of the shooting object 5, a translucent mirror 6 mounted at an angle to the optical axis of the video camera 1, the retroreflective strip 7 located behind the subject 5 of the shooting.

Вход синхронизации видеокамеры соединен с входом 8 синхронизации видеорегистратора от внешнего устройства управления (на чертеже не показано).The synchronization input of the camcorder is connected to the synchronization input 8 of the DVR from an external control device (not shown in the drawing).

Световозвращающая полоса 7 расположена с обеспечением возможности создания на упомянутой световозвращающей полосе теневого изображения объекта 5 съемки. Источник 4 подсветки объекта 5 съемки размещен в непосредственной близости с объективом видеокамеры 1. Фоточувствительная матрица 2 видеокамеры 1 выполнена с обеспечением возможности пошагового переноса и накопления зарядовых пакетов в направлении, перпендикулярном изображению световозвращающей полосы (показано стрелкой)The retroreflective strip 7 is arranged so that a shadow image of the subject 5 can be created on said retroreflective strip. The illumination source 4 of the shooting object 5 is located in close proximity to the lens of the video camera 1. The photosensitive matrix 2 of the video camera 1 is configured to allow step-by-step transfer and accumulation of charge packets in the direction perpendicular to the image of the retroreflective strip (shown by arrow)

Регистратор предназначен для получения теневых изображений движущихся объектов, в том числе объектов и ударных волн, порождаемых их движением на сверхзвуковых скоростях.The registrar is designed to obtain shadow images of moving objects, including objects and shock waves generated by their movement at supersonic speeds.

Регистратор является функционально законченным устройством, не требующим дополнительного устройства интенсивной подсветки.The recorder is a functionally complete device that does not require an additional device for intensive illumination.

Видеорегистратор работает следующим образом.The DVR operates as follows.

Световые лучи от источника 4 света, проходя через полупрозрачное зеркало 6 попадают на поверхность световозвращающей узкой полосы 7, от которой они переотражаются в направлении источника 4 света.Light rays from the light source 4 passing through a translucent mirror 6 fall on the surface of the retroreflective narrow strip 7, from which they are reflected in the direction of the light source 4.

Часть световых лучей, попадая на полупрозрачное зеркало 6, отражаются в направлении объектива 8 камеры 1, который проектирует изображение световозвращающей полосы на поверхность фоточувствительной матрицы 2.Part of the light rays falling on the translucent mirror 6 are reflected in the direction of the lens 8 of the camera 1, which projects the image of the retroreflective strip on the surface of the photosensitive matrix 2.

При этом на поверхности фоточувствительной матрицы 2 вдоль изображения полосы под действием падающего света накапливаются пакеты зарядов, величина которых пропорциональна произведению мощности светового потока, падающего на поверхность матрицы 2.Moreover, on the surface of the photosensitive matrix 2 along the image of the strip under the influence of incident light, charge packets accumulate, the value of which is proportional to the product of the power of the light flux incident on the surface of the matrix 2.

При поступлении внешнего сихроимпульса на вход 8 в момент времени, когда объект находится в поле зрения камеры 1, осуществляется пошаговый перенос зарядовых пакетов по поверхности матрицы 2 в направлении, перпендикулярном изображению световозвращающей полосы 7. При этом в местах изображения световозвращающей полосы 7, на которую падает тень от объекта 5, уменьшается величина накопленных зарядов. После выполнения заранее установленного числа шагов переноса зарядовых пакетов камера 1 переходит в режим считывания величин зарядовых пакетов и передачи полученных данных в блок 3 приема и обработки информации (компьютер).When an external clock pulse arrives at input 8 at the time when the object is in the field of view of camera 1, the charge packets are transferred stepwise along the surface of matrix 2 in the direction perpendicular to the image of the retroreflective strip 7. At the same time, in the places of the image of the retroreflective strip 7, on which it falls shadow from object 5, the value of the accumulated charges decreases. After performing a predetermined number of steps for transferring the charge packets, the camera 1 switches to reading the values of the charge packets and transmitting the received data to the information receiving and processing unit 3 (computer).

Один или несколько регистраторов могут быть устанавливаются вдоль баллистической трассы для регистрации поведения объекта 5 на траектории - получения теневых изображений объекта, скачков уплотнения и измерения параметров движения объекта: скорости движения, направление вектора скорости, угла и скорости нутации.One or more registrars can be installed along the ballistic path to record the behavior of object 5 on the trajectory — to obtain shadow images of the object, shock waves and measure the parameters of the object’s movement: speed, direction of the velocity vector, angle and nutation velocity.

Относительная погрешность измерения параметров движения определяется измерительной базой составляет 10^-4-10^-5 измеряемой величины.The relative error in the measurement of motion parameters is determined by the measuring base is 10 ^-4 -10 ^{-5 of the} measured value.

Предложенное техническое решение позволяет осуществлять регистрацию быстродвижущихся объектов при стрельбе очередями, что при использовании обычной схемы регистраторов с лампами вспышками принципиально невозможно вследствие потребности значительного времени (десятки секунд) для зарядки батареи емкостей питания лампы.The proposed technical solution allows the registration of fast-moving objects when firing in bursts, which when using a conventional recorder circuit with flash lamps is fundamentally impossible due to the need for a considerable time (tens of seconds) to charge a battery of lamp power capacities.

Регистратор реализован с использованием средств цифровой и аналоговой вычислительной техники и находится в опытной эксплуатации.The registrar is implemented using digital and analog computing equipment and is in trial operation.

Источники информации:Information sources:

1. Свидетельство РФ на полезную модель №11433, М. Кл. H04N, 1/00, 1999 г.1. Certificate of the Russian Federation for utility model No. 11433, M. Kl. H04N, 1/00, 1999

2. Патент РФ на полезную модель №74261, М. Кл. H04N, 5/235, 2008 г.2. RF patent for utility model No. 74261, M. Cl. H04N, 5/235, 2008

Claims

A video recorder comprising a video camera with a lens and a photosensitive matrix, a video camera is connected to an information reception and processing unit, a backlight source of a shooting object, a video synchronization input connected to a video input of a video recorder from an external control device, characterized in that the video recorder contains a translucent mirror mounted at an angle to optical axis of the camera, and behind the subject is a retroreflective strip with the possibility of creating on the above ovozvraschayuschey band shadow image the subject, wherein the shooting illumination source object is placed in close proximity to the camera lens, and a photosensitive matrix video camera is configured to stepwise transport and accumulation of charge packets in a direction perpendicular to the image retroreflective strip.