Спосіб визначення вертикальної швидкості зниження вільно падаючих тіл з використанням цифрових засобів відеореєстрації

Реферат: Визначення вертикальної швидкості зниження вільно падаючих тіл з використанням цифрових засобів відеореєстрації здійснюється шляхом реалізації алгоритму оцінки параметрів руху вільно падаючих тіл, при цьому визначається висота польоту літака при перевірці мінімально безпечної висоти застосування парашута, визначається масштаб зображення об'єкта та розмір характерних деталей зображення на кадрі, обчислюється середній масштаб зображення об'єкта, визначається додаток на можливе зсування камери у вертикальній площині та різність висот об'єкта на кадрах, визначається інтервал часу між кадрами та вертикальна швидкість зниження. UA 111141 U (12) UA 111141 U UA 111141 U 5 10 15 Запропонована корисна модель належить до галузі радіотехніки і може бути використана при проведенні випробувань парашутних систем. Відомий спосіб визначення вертикальної швидкості зниження 111, який полягає у тому, що на основі застосування варіометричного самописця визначаються параметри руху вільно падаючих тіл. Недоліком відомого способу є те, що реєстрація параметрів руху вільно падаючих тіл здійснюється в обмеженому діапазоні швидкостей. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення, вибраного як прототип, є "Спосіб визначення вертикальної швидкості зниження з використанням матеріалів кінозйомки'" [2], який полягає у визначенні параметрів руху вільно падаючих тіл при проведенні стрибків з парашутами. 1. Визначається висота польоту літака при перевірці мінімально безпечної висоти застосування парашута: tg1  sin 2 , (1) H1  L  sin( 1  2 ) H2  L  sin 1  tg2 , (2) sin( 1  2 ) H  H2 , (3) Hcp  1 2 де Hcp - висота польоту літака; 20 25 30 35 40 45 H1 , H2 - висоти польоту літака одиничних вимірів; L - відстань між кутомірними інструментами; 1 ,  2 - азимутальні кути; 1 ,  2 - кути підвищення. 2. Визначається масштаб зображення об'єкта: K M  , (4) k де K - фактична довжина об'єкта, м; k - довжина об'єкта на зображенні, м. 3. Визначається вертикальна швидкість зниження: N Vзн  M  h  , (5) n де h - висота зниження об'єкта на зображенні, мм; n - частота зйомки кадрів, сек.; N - число кадрів за період зйомки, який аналізується; M - масштаб зображення об'єкта. За результатами розрахунків формується таблиця результатів розрахунків. Недоліком способу-прототипу є те, що складність процесів проведення кінозйомки, обробки кіноплівки, зняття результатів з негативів не завжди гарантує достовірність отриманих результатів. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб визначення вертикальної швидкості зниження вільно падаючих тіл з використанням цифрових засобів відеореєстрації, який дозволить, в умовах відсутності засобів зовнішньотраєкторних вимірювань, здійснювати оцінку параметрів руху вільно падаючих тіл. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в доповнення до (1)-(4), визначення вертикальної швидкості зниження з використанням цифрових засобів відеореєстрації здійснюється за наступним алгоритмом оцінки параметрів руху вільно падаючих тіл: 1. Визначається розмір (у пікселях) характерних деталей зображення на кадрі (креслення): k  ( x1  x2 )2  ( y1  y2 )2 , (6) де x1 , y1 - координати початку зображення об'єкта; x 2 , y 2 - координати кінця зображення об'єкта; 2. По масштабах, визначених для кадрів n1 та n2 , обчислюється середній масштаб зображення: 1 UA 111141 U Mcp  5 K K  k n1 k n2 , (7) 2 де K - фактична довжина об'єкта, м; k - розмір (у пікселях) характерних деталей зображення на кадрі n1 та n2 . 3. Визначається додаток на можливе зсування камери у вертикальній площині: hзс  y0n1  y0n2 , (8) де y0n1 , y0n2 - ординати положення наземного орієнтиру відповідно на кадрі n1 та n2 . 4. Визначається різність висот об'єкта на кадрах n1 та n2 : h  yЦn1  yЦn2  hзс , (9) де yЦn1 , y Цn2 - ординати центра має об'єкту відповідно на кадрі n1 та n2 . 10 15 20 25 30 35 40 5. Визначається інтервал часу між кадрами n1 та n2 : N t  , (10) f де N - кількість кадрів, за аналізований період, N  n2  n1 ; f - частота зйомки, кадр/сек. 6. Визначається вертикальна швидкість зниження: Mсp  h . (11) Vзн  t За результатами вимірювань дані представляються у вигляді таблиці результатів розрахунків з такими стовпчиками: дата експерименту, номер експерименту, частота кадрів відеозйомки, кадр/еск, фактична довжина стропи (зріст парашутиста), м, різність висот об'єкта між двома сусідніми обробленими кадрами, піке, час між двома сусідніми обробленими кадрами, с, фактична вертикальна швидкість зниження об'єкта, м/с. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає у тому, що в умовах відсутності засобів зовнішньотраєкторних вимірювань, за рахунок реалізації алгоритму оцінки параметрів руху вільно падаючих тіл (1)-(4) та (6)-(11), забезпечується можливість розрахунку вертикальної швидкості зниження вільно падаючих тіл з використанням цифрових засобів відеореестрації. На кресленні зображено пояснення до зняття координат на кадрі. Суть запропонованого способу визначення вертикальної швидкості зниження вільно падаючих тіл з використанням цифрових засобів відеореестрації полягає в тому, що зміст таблиці результатів розрахунків формується шляхом реалізації алгоритму оцінки параметрів руху вільно падаючих тіл (1)-(4) та (6)-(11), при цьому, визначається висота польоту літака при перевірці мінімально безпечної висоти застосування парашута (1)-(3), визначається масштаб зображення об'єкта (4) та розмір характерних деталей зображення на кадрі (6), обчислюється середній масштаб зображення об'єкта (7). Визначається додаток на можливе зсування камери у вертикальній площині та різність висот об'єкта на кадрах (8)-(9). Визначається інтервал часу між кадрами (10) та вертикальна швидкість зниження (11). Джерела інформації: 1. Мельников В.В. Руководство по испытаниям авиационной техники. Часть 4, Вып. 28, Кн. 1/ В.В. Мельников, С.Г., Дедух и др. - Л.: Ахтубинск, 1974. - 232 с. 2. Дедух С.Г. Средства регистрации и обработки материалов измерений. Часть 7, Вып. 11/ С.Г. Дедух, Л.Ф. Шукаев и др. - Л.: Ахтубинск, 1980. - 251 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Спосіб визначення вертикальної швидкості зниження вільно падаючих тіл з використанням цифрових засобів відеореєстрації, який полягає в тому, що визначається висота польоту літака при перевірці мінімально безпечної висоти застосування парашута, визначається масштаб зображення об'єкта, який відрізняється тим, що визначається розмір характерних деталей зображення на кадрі, обчислюється середній масштаб зображення об'єкта, визначається додаток на можливе зсування камери у вертикальній площині та різність висот об'єкта на кадрах, визначається інтервал часу між кадрами та вертикальна швидкість зниження. 2 UA 111141 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3