SU994994A1 - Устройство дл определени параметров движени изображени - Google Patents

Description

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖШИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  бесконтактног намерени  параметров движени  движущихс  фед и поверхностей. Известно устройство дл  определени  пара метров движени  изображени , основанное на измерении временного сдвига (транспортного запаздаюани ) между двум  сигналами путем вычислени  коррел ционной фуикщга, ЭПЕХ сигналов 1. Известно также устройство дл  определени  параметров движени  изображени , содержащее фотоэлектрический преобразователь, коррел тор, состо щий из двух регистров ,одао именные выходы которых соединены с входами поразр дной схемы премнож и , выходы которой соединены с входами сумматора, и блок управлени , соединенный с управл ющими входами фотоэлектрического преобразовател  и коррел тора (21. Однако указанные устройства имеют низкую точность определени  параметров движени  изображени  в случае, когда функци  взаимной коррел ции сигналов с фотодатчиков имеет колебательный характер, так как устройство может выйти на локальный максимум (или даже локальный минимум). При пологой форме взаимокоррел дионной функщш поиск зкстремума затруднен и также осуществл етс  с большой погрешностью. Кроме того, дп  исключени  веро тностн выхода на локальный максимум устройство должно пройти его с запасом по времени проверить, что другого максимума нет вблизи, что снижает быстродействие устройства. Цепь изобретени  - повышение быстродействи  и точности измерени  времени транспоргаого запаздывани  и других параметров движени  изображени . Указанна  дель достигаетс  тем, что в устройство введены блок дополнительного суммировани , сравнени  и отсчета времени, блок вычитани , ключ и блок запаздывани  на посто нную величину времени, а фотоэлектрический преобразователь вьтолнен в виде матрицы фотоприемников, при этом вход 3.99 ключа подключен к выходу матрицы и входу второго регистра, выход ключа подключен к первому входу блока вычитани  непосредственно, а к второму - через блок запаздывани , выход блока вычитани  подклю чей к входу первого регистра, выход коррел тора соединен с входом блока дополнительного суммировани , сравнени  и отсчета времени, блок управлени  подключен к управл ющему входу ключа и выходу блока дополнительного суммировани , сравнени  и отсчета времени. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - возможный вид автокоррел ционной функции K.j(f а ) сигнала первого фотоприемника (а) и взаимокоррел ционной функции К. 2 (2 ) сигналов первого и второго фотоприемников (б). Устройство содержит матрицу 1 фотоприем ников, например строчно-кадровую матрицу прибора с зар довой св зью (ПЗС), выход которой соедю(ен с входом ключа 2 и вторым регистром 3 коррел тора 4, в который вход т также первый регистр 5, поразр дна  схема 6 перемножени , выходы которой подключены к сумматору 7. Выход ключа 2 подключен к инвертирующему входу блока 8 вычитани  непосредственно, а к неинвертирую щему входу блока 8 вычитани  через блок 9 посто нного временного запаздывани . Выход сумматору 7 соединен с входом блока 10 до полнительного суммировани , сравнени  и отсчета времени, выход которого  вл етс  вы/ходом устройства. Блок 11 управлени  подключен к матрице 1 фотоприемников (импул сы строчной и кадровой разверток), управл ющему входу ключа 2, коррел тору 4, выходу блока 10 дополнительного суммировани , сравнени  и отсчета времени Устройство работает следующим образом. На нулевом такте работы в момент времени tp экспонируетс  матрица 1 фотоприем1ШКОВ , начинаетс  отсчет времени в блоке 10. Изображение в верхней (нулевой) строке матрицы X(tp) представл ет собой последовательность импульсов, амплитуда которы пропорциональна освещенности в  чейке строки. Изображение У(1), записанное в первой строке матрицы 1, отсто щей от нулевой строки на рассто нии L, можно рассматриват как изображение в нулевой строк X (tg), смещенное на врем  запаздывани  Л L / V , где V - скорость движени  изображени , т. е, Х(гд) через врем  л проишо бы рассто ние L со скоростью V и зан ло бы место изображени  У-,(1д) X(). В качестве Л выступает запаздывание (транспортное) движущегос  со скоростью V изображени  во втором фотоприемник тносительно первого фотоприемиика, разнесеные на кадровое (базовое) -рассто ние. Изобажение У2(1д), записанное во второй строке, аналогично может быть представлено так 2 о) о рассто ние между троками, что обычно и имеет место, одинакоое и равно L. Вообще дл  любой из строк атриц может быть предложена модель Ye (to) X (to- НА), де 1 О, I, 2, ..., N. Штриховкой в блоке показаны дл  приера регистры пам ти в строчно-кадровой атрице ПЗС куда У g (t) занос тс  на нуевом такте работы и откуда они затем по дному опрацшваютс  соответствующими ко- , андами блока И управлени . На нулевом такте ключ 2 открыт и в егистр 5 записываетс  разность X(tQ)-zitj x(t)-(t,)x(to;-x(vt), где Z (to) X (tp- Т ),LO - эталонное запаздывание,, вносимое блоком 9. Затем ключ 2 закрываетс , а разность хранитс  в регистре 5 в течение всего цикла измерени , умножа сь поразр дно в схеме 6 на нулевом и последующих тактах работы на сигнал, поступающий в регистр 3. После перемножени  в схеме 6 результаты суммируютс  в сумматоре 7, т. е. формируетс  ,на каждом такте работы разность оценок ординат двух коррел ционных функций MtMi,)-2(t)J3,it j (Р)- (, где М - оператор усреднени  по множеству, реализуемый сумматором 7, В О, 1, 2,..., N. Указанные разности занос тс  в блок 10, суммируютс  , начина  с первого такта, и сравниваютс  с нулем, т. е. формируетс  величина )-к; Ел-с)Гк(е.)-Гк (е.-г,), равна  разности площадей двух заштрихованных на фиг. 2 а и б фигур, m переменный верхний индекс суммировани  (дл  примера на рис. 2 m 2). Очевидно, что при любом виде коррел ционной функции указанные площади будут равны в единственном случае L о L о V т А tjj , или m - Таким образом, номер rri строки матрицы фотоприемников (номер такта работы устройства ), при котором накопленна  разность cue5 994 нок ординат коррел ционных функций будет равна нулю 11к(ед)К5(ел-.)о будет пр мо пропорционален скорости движени  изображени  и в этот момент на выходе блока 10 по вл етс  отсчет. После получени  отсчета мсигнал поступает в блок 11 и работа устройства повтор етс  сначала заданием соответствующих команд блоком И. Предлагаемое устройство обеспечивает высо кую точность определени  параметров движени  изображени , некритично к виду коррел ционной функции сигналов изображени . Отсчет производитс  сразу же в момент достижени  абсциссы максимума сформированной взаимокоррел циопной функции (при этом максимум в  вном виде не определ етс ). Быстродействие устройства, длительность цикла измерени  определ етс  целиком и пол ностью лишь быстродействием выполнени  арифметических операций опроса матрицы, перемножени , суммировани . В предлагаемом устройстве отпадает необходимость в реализации специального Гока Центрировани  хот  бы одного из , отсутствует указатель экстремума функГи реализаци  которого обычно сложна, формула изобретени  Устройство дл  определени  параметров движени  изображени , содержащее фотоиектрический преобразователь, коррел тор, осто щий из двух регистров, однримсиные выходы которых соединены с входами поразр дной схемы перемножени , выходы которой подключены к входам сумматора, и блок управлени , соединенный с управл ющими входами фотоэлектрическогопреобразовате   и коррел тора, отличающеес  тем, .что, с целью повышени  быстродействи  и точности, в него введены ключ, блок посто нного временного запаздывани , блок вычитани  и блок дополнительного суммировани , сравнен и отсчета времени, вход которого подключен к выходу коррел тора, а выход - к входу блока управлени , при этом фотоэлектрический преобразователь вьтолнен в виде матрицы фотоприеминков, выход которой соединен через ключ с первьт входом блока вычитани , подключенного к входу первого регистра, и непосредственно с входом второго регистра, управл ющий вход ключа соединен с блоком управлени , а рто, рой вход блока вычитани  соединен через блок посто нного временного запаздывани  с выходом ключа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Козубовский С. Ф. Коррел ционные экстремальные системы. Киев, Наукова думка, 1973 с. 7. 2.Авторское свидетельство СССР № 378896, кл. G 06 G 9/00, 1971 (прототип).

0lfr.f

/r/7//W-/ r/7-f-/W

о г г т

фуг.

Claims (1)

1. Формула изобретения ₃q

   Устройство для определения параметров движения изображения, содержащее фото6 эиектрический преобразователь,. коррелятор, состоящий из двух регистров, одноименные выходы которых соединены с входами поразрядной схемы перемножения, выходы которой подключены к входам сумматора, и блок управления, соединенный с управляющими входами фотоэлектрического преобразователя и коррелятора, отличающееся тем, .что, с цепью повышения быстродействия и точности, в него введены клюя, блок постоянного временного запаздывания, блок вычитания н блок дополнительного суммировав ния, сравнения и отсчета времени, вход которого подключен к выходу коррелятора, а выход — к входу блока управления, при этом фотоэлектрический преобразователь выполнен в виде матрицы фотоприемников, выход которой соединен через ключ с первые входом блока вычитания, подключенного к входу первого регистра, и непосредственно с входом второго регистра, управляющий вход ключа соединен с блоком управления, а цто₍* рой вход блока вычитания соединен через блок постоянного временного запаздывания с выходом ключа.