SU718786A2 - Correlation meter of surface image motion speed - Google Patents

Correlation meter of surface image motion speed Download PDF

Info

Publication number
SU718786A2
SU718786A2 SU782661105A SU2661105A SU718786A2 SU 718786 A2 SU718786 A2 SU 718786A2 SU 782661105 A SU782661105 A SU 782661105A SU 2661105 A SU2661105 A SU 2661105A SU 718786 A2 SU718786 A2 SU 718786A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
ccd
speed
output
image
roll angle
Prior art date
Application number
SU782661105A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Михайлович Левкин
Original Assignee
Войсковая Часть 44388-Р/У
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 Войсковая Часть 44388-Р/У filed Critical Войсковая Часть 44388-Р/У
Priority to SU782661105A priority Critical patent/SU718786A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU718786A2 publication Critical patent/SU718786A2/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения скорости движения изображения подстилающей поверхности в фокальной плоскости фотоприемников измерителя скорости/ например в счетчиках компенсаторов скоростного смаза при аэрофотографировании и т. д.The invention relates to the field of instrumentation and can be used to measure the speed of motion of the image of the underlying surface in the focal plane of the photodetectors of a speed meter / for example, in counters of compensators for high-speed lubrication during aerial photography, etc.

Известен корреляционный измеритель скорости, содержащий объектив, два прибора с зарядовой связью, усилители, коррелятор, экстремальный регулятор, генератор сдвиговых импульсов и регистратор [1].Known correlation speed meter containing a lens, two devices with charge coupling, amplifiers, correlator, extreme controller, shear pulse generator and recorder [1].

Недостаток этого измерителя состоит в том, что при его работе не учитывается движение изображения поверхности в фокальной плоскости в направлении, поперечном линии движения измерителя скорости, например, в результате изменения угла крена. Вследствие этого уменьшается точность измерения скорости движения изображения.The disadvantage of this meter is that during its operation, the surface image in the focal plane is not taken into account in the direction transverse to the line of motion of the speed meter, for example, as a result of a change in the angle of heel. As a result, the accuracy of measuring the speed of image movement decreases.

Цель изобретения — повышение точности измерений.The purpose of the invention is improving the accuracy of measurements.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные датчик угла крена, поворотное устройство и зеркало, причем зеркало имеет оптическую связь с объективом.This goal is achieved in that the device is additionally introduced in series connected roll angle sensor, a rotary device and a mirror, and the mirror has an optical connection with the lens.

На чертеже показана структурная схема 30The drawing shows a structural diagram 30

корреляционного измерителя скорости движения изображения.correlation meter for image speed.

Измеритель содержит зеркало 1, объектив 2, линейные приборы 3 и 4 с зарядовой 5 связью (ПЗС), усилители 5, 6, коррелятор 7, экстремальный регулятор 8, многофазный генератор 9 сдвиговых импульсов (МГСИ), регистратор 10, датчик 11 угла крена и по• воротное устройство 12.The meter contains a mirror 1, a lens 2, linear devices 3 and 4 with a charge 5 connection (CCD), amplifiers 5, 6, a correlator 7, an extreme regulator 8, a multiphase generator 9 of shear pulses (MGSI), a recorder 10, a roll angle sensor 11 and on • the turning device 12.

Оптическое изображение движущейся поверхности с помощью зеркала 1 и объектива 2 проецируется на светочувствительную поверхность приборов 3 и 4. Линейный прибор 3 с зарядовой связью состоит из N 15 номинальных элементов. Причем первый номинальный элемент линейного ПЗС 3 является светочувствительным, а остальные затенены. Линейный прибор 4 с зарядовой связью состоит из одного номиналь20 ного элемента. Выходы линейных приборов 3 и 4 через усилители 5 и 6 соединены с. раздельными входами коррелятора 7, осуществляющего вычисление функции взаимной корреляции входных сигналов. Выход 25 коррелятора 7 через экстремальный регулятор 8 соединен с входом Л^ГСИ 9, который служит для продвижения зарядовых пакетов вдоль линейных приборов с зарядовой связью 3 и 4 с регулируемой скоростью.An optical image of a moving surface using a mirror 1 and a lens 2 is projected onto the photosensitive surface of devices 3 and 4. The linear device 3 with charge coupling consists of N 15 nominal elements. Moreover, the first nominal element of the linear CCD 3 is photosensitive, and the rest are shaded. The charge-coupled linear device 4 consists of one nominal 20 element. The outputs of line devices 3 and 4 through amplifiers 5 and 6 are connected to. separate inputs of the correlator 7, which calculates the cross-correlation function of the input signals. The output 25 of the correlator 7 through the extreme controller 8 is connected to the input A ^ GSI 9, which serves to advance charge packets along linear devices with charge coupling 3 and 4 with an adjustable speed.

/18786/ 18786

Экстремальный регулятор предназначен для поддержания на своем выходе такого управляющего напряжения, при котором сигнал на выходе коррелятора 7 максимален. Выход МГСИ 9 соединен также с входом регистратора 10 скорости. Датчик И угла крена предназначен для определения угла крена. Выход датчика угла крена соединен с входом поворотного устройства 12, которое имеет механическую связь с зеркалом. Поворотное устройство предназначено для изменения положения зеркала относительно объектива.The extreme controller is designed to maintain at its output such a control voltage at which the signal at the output of the correlator 7 is maximum. The output of the MGSI 9 is also connected to the input of the speed recorder 10. The roll angle sensor AND is used to determine the roll angle. The output of the roll angle sensor is connected to the input of the rotary device 12, which has a mechanical connection with the mirror. The rotary device is designed to change the position of the mirror relative to the lens.

Корреляционный измеритель скорости движения изображения работает следующим образом.A correlation meter for moving image speed is as follows.

Изображение подстилающей поверхности отражается от зеркала 1 и через объектив 2 попадает на светочувствительную поверхность линейных ПЭС 3 и 4. В зависимости от скорости движения подстилающей поверхности один и тот же участок изображения за счет разнесения ПЗС 3 и 4 по базе попадает на светочувствительную поверхность в различные моменты времени, при- 25 чем на номинальный элемент линейного ПЗС 3 раньше, чем на одноэлементный ПЗС 4. С увеличением скорости движения этот временной интервал уменьшается, при уменьшении скорости — увеличивается, зо Время задержки видеосигнала в линейном ПЗС 3 обратно пропорционально частоте сдвиговых импульсов и пропорционально числу его номинальных элементов. Изменением частоты следования сдвиговых импульсов решается задача увеличения или уменьшения временного сдвига между выходными, сигналами ПЗС 3 и 4. Видеосигналы с выходов линейных приборов с зарядовой связью усиливаются усилителями 5 и 6 и поступают на раздельные входы коррелятора 7.The image of the underlying surface is reflected from the mirror 1 and through the lens 2 it falls onto the photosensitive surface of the linear TECs 3 and 4. Depending on the speed of movement of the underlying surface, the same portion of the image due to the separation of the CCD 3 and 4 along the base falls onto the photosensitive surface at various times time, moreover, for a nominal element of a linear CCD 3 earlier than for a single-element CCD 4. With an increase in the speed of movement, this time interval decreases, with a decrease in speed it increases, s o The delay time of the video signal in a linear CCD 3 is inversely proportional to the frequency of the shear pulses and in proportion to the number of its nominal elements. By changing the shear pulse repetition rate, the problem of increasing or decreasing the time shift between the output signals of the CCD 3 and 4 is solved. The video signals from the outputs of the charge-coupled linear devices are amplified by amplifiers 5 and 6 and fed to separate inputs of the correlator 7.

Экстремальный регулятор 8 так управляет частотой следования сдвиговых импульсов МГСИ 9, что сигнал на выходе коррелятора 7 максимален. При этом условии на 5 выходе линейных ПЗС 3 и 4 видеосигналы одинаковы. Регистратор 10 скорости по частоте следования сдвиговых импульсов вычисляет скорость движения изображения в фокальной плоскости фотоприемников.Extreme regulator 8 controls the repetition rate of shear pulses MGSI 9 so that the signal at the output of correlator 7 is maximum. Under this condition, at the 5th output of the linear CCD 3 and 4, the video signals are the same. The speed recorder 10 by the frequency of the shear pulses follows calculates the speed of the image in the focal plane of the photodetectors.

Вследствие изменения угла крена может оказаться, что точка изображения поверхности, принятая линейным ПЗС 3, может не попасть на ПЗС 4. В этом случае вырабатывается ложный сигнал на поиск эксг15 ремума корреляционной функции. Датчик угла крена определяет угол крена и вырабатывает управляющий сигнал для поворотного устройства 12. Поворотное устройство 12 так управляет положением зеркала 20 1, что на линейный ПЗС 4 через определенный промежуток времени попадал тот же сигнал, что и на ПЗС 3. Таким образом, точность измерений скорости движения изображения корреляционным измерителем скорости повышается.Due to a change in the angle of heel, it may turn out that the surface image point received by the linear CCD 3 may not reach CCD 4. In this case, a false signal is generated to search for exg15 remum of the correlation function. The roll angle sensor determines the roll angle and generates a control signal for the rotary device 12. The rotary device 12 controls the position of the mirror 20 1 so that the same signal as the CCD 3 gets to the linear CCD 4 after a certain period of time. Thus, the measurement accuracy The speed of the image is increased by the correlation speed meter.

Claims (1)

Экстремальный регул тор предназначен дл  поддержани  на своем выходе такого управл ющего напр жени , прн котором сигнал на выходе коррел тора 7 максимален . Выход МГСИ 9 соединен также с входом регистратора 10 скорости. Датчик И угла крена предназначен дл  определени  угла крена. Выход датчика угла крена соединен с входом новоротного устройства 12, которое имеет механическую св зь с зеркалом . Поворотное устройство предназначено дл  изменени  положени  зеркала относительно объектива. Коррел ционный измеритель скорости движени  изображени  работает следующим образом. Изображение подстилающей поверхности отражаетс  от зеркала 1 и через объектив 2 попадает на светочувствительную поверхность линейных ПЭС 3 и 4. В зависимост от скорости движени  подстилающей поверхности один и тот же участок изображени  за счет разнесени  ПЗС 3 и 4 по базе попадает на светочувствительную поверхность в различные моменты .времени, причем на номинальный элемент линейного ПЗС 3 раньще, чем на одноэлементный ПЗС 4. С увеличением скорости движени  этот временной интервал уменьщаетс , при уменьщении скорости - увеличиваетс . Врем  задержки видеосигнала в линейном ПЗС 3 обратно пропорционально частоте сдвиговых импульсов и пропорционально числу его номинальных элементов. Изменением частоты следовани  сдвиговых импульсов рещаетс  задача увеличени  или уменьшени  временного сдвига между выходными , сигналами ПЗС 3 и 4. Видеосигналы с выходов линейных приборов с зар довой св зью усиливаютс  усилител ми 5 и 6 и поступают на раздельные входы коррел тора 7. П 4 Экстремальный регул тор 8 так управл ет частотой следовани  сдвиговых импульсов МГСИ 9, что сигнал на выходе коррел тора 7 максимален. При этом условии на выходе линейных ПЗС 3 и 4 видеосигиалы одинаковы. Регистратор 10 скорости по частоте следовани  сдвиговых импульсов вычисл ет скорость движени  изображени  в фокальной плоскости фотоприемников. Вследствие изменени  угла крена может оказатьс , что точка изображени  поверхности , прин та  линейным ПЗС 3, может не попасть на ПЗС 4. В этом случае вырабатываетс  ложный сигнал иа поиск экстремума коррел ционной функции. Датчик угла крена определ ет угол крена и вырабатывает управл ющий сигнал дл  поворотного устройства 12. Поворотное устройство 12 так управл ет положением зеркала 1, что на линейный ПЗС 4 через определенный промежуток времени попадал тот же сигнал, что и на ПЗС 3. Таким образом, точность измерений скорости движени  изображени  коррел ционным измерителем скорости повышаетс . Формула изобретени  Коррел ционный измеритель скорости движени  изображени  поверхности по авт. св. № 594456, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точпости, он снабжен зеркалом, установленным между объективом и поверхностью, поворотпым устройством , св занным с зеркалом, и датчиком угла крена, выход которого соединен с поворотным устройством. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 594456, кл. G 01 Р 3/54, 1976 (прототип).The extreme regulator is designed to maintain such a control voltage at its output, at which the signal at the output of the correlator 7 is maximum. The output of MGSI 9 is also connected to the input of the speed recorder 10. The sensor & roll angle is designed to determine the roll angle. The output of the roll angle sensor is connected to the input of the rotary device 12, which has a mechanical connection to the mirror. The swivel device is designed to change the position of the mirror relative to the lens. The correlation meter of motion of the image operates as follows. The image of the underlying surface is reflected from mirror 1 and through the lens 2 hits the photosensitive surface of linear PES 3 and 4. Depending on the speed of movement of the underlying surface, the same image area due to the spacing of the CCD 3 and 4 at the base hits the photosensitive surface at different moments time, and the nominal element of the linear CCD 3 is earlier than the single-element CCD 4. With increasing speed, this time interval decreases, and with decreasing speed it increases. The delay time of a video signal in a linear CCD 3 is inversely proportional to the frequency of the shift pulses and proportional to the number of its nominal elements. By changing the frequency of the following pulses, the task is to increase or decrease the time shift between the output signals of the CCD 3 and 4. Video signals from the outputs of linear devices with charge coupling are amplified by amplifiers 5 and 6 and fed to the separate inputs of the correlator 7. P 4 Extreme regulator Torus 8 controls the frequency of the shear pulses of MGSI 9 in such a way that the signal at the output of the correlator 7 is maximum. Under this condition, the output of the linear CCD 3 and 4 video chips are the same. The speed recorder 10 calculates the speed of movement of the image in the focal plane of the photodetectors based on the shear pulse frequency. Due to a change in the roll angle, it may be that the image point of the surface taken by the linear CCD 3 may not reach the CCD 4. In this case, a false signal is generated and the search for the extremum of the correlation function. The roll angle sensor detects the roll angle and generates a control signal for the rotator 12. The rotator 12 controls the position of the mirror 1 in such a way that the linear CCD 4 after a certain period of time receives the same signal as the CCD 3. Thus The accuracy of image speed measurements with a correlation velocity meter increases. Claims of the invention. The correlation measuring instrument of speed of movement of the image of a surface according to the author. St. No. 594456, characterized in that, in order to increase the point, it is provided with a mirror mounted between the lens and the surface, a rotating device associated with the mirror, and a roll angle sensor, the output of which is connected to the rotary device. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR Author's Certificate No. 594456, cl. G 01 P 3/54, 1976 (prototype).
SU782661105A 1978-09-04 1978-09-04 Correlation meter of surface image motion speed SU718786A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782661105A SU718786A2 (en) 1978-09-04 1978-09-04 Correlation meter of surface image motion speed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782661105A SU718786A2 (en) 1978-09-04 1978-09-04 Correlation meter of surface image motion speed

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU594456 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU718786A2 true SU718786A2 (en) 1980-02-29

Family

ID=20783996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782661105A SU718786A2 (en) 1978-09-04 1978-09-04 Correlation meter of surface image motion speed

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU718786A2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4148587A (en) Laser gauge for measuring changes in the surface contour of a moving part
JPS54126023A (en) Optical device
US4071297A (en) Method and apparatus for photoelectrically determining the position of at least one image focus plane
JPS5596406A (en) Device for determining roughness of surface
US3899251A (en) Apparatus and method for measuring the relative distance and optionally the relative velocity of an object
US4494213A (en) Dedicated correlator
US4309104A (en) Aircraft velocity-altitude measuring means
SU718786A2 (en) Correlation meter of surface image motion speed
SE7908711L (en) Apparatus for detecting the passing of a projectile
JPS5697325A (en) Focus detecting method of camera
US2882783A (en) Radiant energy ground-clearance meter
US4979816A (en) Range sensing system
JPS6338085B2 (en)
SU594456A1 (en) Correlation-type velocity meter
GB2043387A (en) Optical velocity measurement
SU1571508A1 (en) Apparatus for measuring the speed of movement of an object
SU650010A1 (en) Correlation meter of surface image movement velisity
SU532816A1 (en) Speed sensor
JP2844244B2 (en) Speed detection method
JPS5852508A (en) Shape measuring device
RU99101307A (en) METHOD FOR GUIDING AIRCRAFT ON LAND OBJECTS
SU1094009A1 (en) Device for measuring distances
JPH03272468A (en) Speed detection
RU2127867C1 (en) Method of dynamic measurement of angular displacements
JPH11173886A (en) Flow velocity measuring apparatus and flow rate measuring apparatus