Пристрій для вимірювання параметрів руху об’єктів

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ, " содержащее последовательно соединенные синхронизатор и телевизионную передающую трубку, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первчй блок вычитания, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, и блок вычисления перемещений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения параметров движения, введены первый бпок задержки, второй блок задержки{ второй блок вычитания и первый сумматор, включенные последовательно между выходом АЦП и первым входом первого блока вычитания, третий блок вычитания и второй сумматор, включенные последовательно между выходом первого блока задержки и вторым входом первого блока вычитания, 'причем второй вход первого сумматора соединен с выходом пеового блока задержки, а в^ход со вторым входом второго блока вычитания, второй вход второго сумматора подключен к выходу АЦП, а выход - к второму входу третьего блока вычитания, вход АЦП соединен с выходом телевизионной передающей трубки,-а также регистр значений перепада, первый вход которого соединен со строчным выходом синхронизатора, второй вход - с выходом первого блока вычитания, третий вход -~с выходом блока сравнения, а выход - с вторым входом блока сравнения, регистр координаты по оси У и регистр координаты по оси X, первые входы которых соединены с соответствующими входами синхронизатора, вторые входы - с выходом блока сравнения, а выходы - соответственно с первым и вторым входами блока вычисления перемещений, третий вход которого подключен к строчному выходу синхронизатора. СО 1062900 Изобретение относится к прикладному телевидению и может быть использовано для бесконтактного измерения параметров движения объектов . Известно устройство для измерения геометрических размеров изделий, содержащее последовательно соединенные телевизионный датчик на базе сканистора, формирователь измерительного импульса, регистратор, генератор начального уровня формирования измерительного импульса и регулятор уровня формирования. Измеряемое изделие проецируется на "мишень" сканистора телевизионного датчика, в котором световое изображение преобразуется в электрический сигнал. На выходе датчика появляется импульс, передний фронт которого содержит необходимую информацию об измеряемом изделии, а именно временное положение середины этого фронта в строке соответствует координате кромки измеряемого изделия [1 1. Однако различная освещенность изделия вызывает смещение середины переднего фронта импульса, что влечет за собой ошибку в измерении. Для компенсации этой ошибки и служат генератор начального уровня формирбвания измерительного импульса с регулятором уровня формирования. В случае движения изделия вдоль развертки сканистора происходит дополнительное искажение переднего фронта импульса, что обусловит периодичность срабатывания генератора начального уровня формирования измерительного импульса, что, в свою очередь, приведет к дополнительным погрешностям в определении положения кромки изде- лия. Следовательно, недостатком известного устройства является малая точность измерения. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения параметров движения объектов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор и телевизионную передающую трубку, аналого-цифровой преобразователь, первый блок вычитания, блок памяти, блок сравнения, блок вычисления перемещений. Измерение параметров движения объекта этим устройством осуществляется в течение последовательно-повторяющихся одинаковых циклов, каждый из которых включает четыре кадра развертки С 2 ] . Недостатком известного устройств а является отсутствие фиксации положения фронта импульса, соответствую t j r о] кромке движущегося • fe объекта, что затрудняет точное вычисление параметров движения объекта с учетом скорости строчной развертки. Целью изобретения является повышение точности измерения параметров движения объекта. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров движения объектов, содержащее последовательно соеди10 ненные синхронизатор и телевизионную передающую трубку, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый блок вычитания, выход которого соединен с первым входом блока сравне15 ния , и блок вычисления перемещений, введены первый блек задержки, второй блок задержки, второй блок вычитания и первый сумматор, включенные последовательно между выходом АЦП и первым входом первого блока вычитания, третий блок вычитания и второй 'сумматор, включенные последовательно между выходом первого блока задержки и вторым входом первого блока вычитания, причем 25 второй вход первого сумматора соединен с выходом первого блока задержки, 'а выход - со вторым входом второго блока вычитания, второй вход второго сумматора подключен 30 к выходу АЦП, а выход - к второму входу третьего блока вычитания, вход &ЦП соединен с выходом телевизионной передающей трубки, а также регистр значений перепада/ первый 35 вход которого соединен со строчным выходом синхронизатора, второй вход - с выходом первого блока вычитания, третий вход - с выходом блока сравнения, а выход - с вторым входом блока сравнения, регистр ко40 ординаты по оси У и регистр координаты по оси X,. первые входы которых соединены с соответствующими выходами синхронизатора, вторые входы - с выходом блока сравнения, 45 а выходы - соответственно с первым и вторым входами блока вычисления перемещений, третий вход которого подключен к строчному выходу синхронизатора. 50 55 60 65 На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - изоб-** ражение кромки неподвижного объекта на телевизионном растре} на фиг. 3 - изображение кромки движущегося объекта на телевизионном растре. Предложенное устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов (ГТИ }, счетчик 2 импульсов, счетчик 3 строк, телевизионную пере,даЕощую трубку 4 Р аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП) 5, регистр б и 7, координаты по оси X и по 1062900 оси У, блок 8 вычисления перемещений, первый и второй блоки 9 и 10 , задержки, второй и первый сумматоры 11 и 12, третий, и второй и первый блоки вычитания 13, 14 и 15, регистр 16 значений перепада*- блок 17 сравнений, причем совокупность ГТИ 1 и счетчиков 2 и 3 представляет собой синхронизатор 18., Устройство работает следующим образом. Импульсы с синхронизатора 18 поступают на синхронизирующие входы первого и второго блоков 9 и 10 задержки, первого и второго сумматора 12 и 11, регистра 16 значений 15 перепада (на чертеже не показаны), а также на счетный вход счетчика 2 импульсов, с выхода которого строчные синхроимпульсы поступают на строчный синхронизирующий вход те20 левизионной передающей трубки 4,, а также на вход счетчика 3 строк, с выхода которого синхроимпульсы поступают на кадровый синхронизирующий вход телевизионной передаю25 щей трубки 4. Видеосигнал с выхода телевизионной передающей трубки 4 поступает на АЦП 5, где преобразуется в код, равномерно поступающий на первый блок 9 задержки и 30 второй сумматор 11, а затем на второй блок 10 з адержки и первый сумматор 12, В начале строки изображения на выходе первого блока 9 задержки формируется нулевое значение сигнала, в течение импульсов ГТИ 1 ( п - тактов работы устройства ) во втором сумматоре 11 накапливается сумма первых к отсчетов сигнала. И первый и второй блоки 9 и 10 задержки осуществляют задержку сигналов на п тактов. В' (h + 1 ) такте работы устройства на выходе первого блока 9 задержки появляется первое значение отсчета сигнала, которое в третьем блоке 13 вычитания отнимается от общей суммы отсчетов, поступающей на его второй вход с выхода второго сумматора 11, а (п + 1 Г-е значение отсчета сигнала прибавится к общей сумме отсчетов во втором сумматоре 11." Таким образом, в процессе работы устройства сумма из ( текущих отV счетов будет "перемещаться" вдоль строчной развертки в течение всей строки. С задержкой на п тактов работы устройства аналогичная сумма вырабатывается в первом сумматоре 12 которая также "перемещается" вдоль строчной развертки в процессе ра 35 40 45 50 55 60 боты устройства. Путем подключения старших разрядов первого и второго сумматоров 12 и 11 к первому бпоку 15 Б Ы Ч И Г З Р И Я образуется среднее значение сигнала на участке п отсчетов. 'Число п при этом выбирается кратным 2. С другой стороны, величина п выбирается из физических соображений зашумленности изображения, типа применяемой телевизионной передающей трубки 4, условий освещения , допустимой погрешности и т.д. В первом блоке 15 эы-штания происходит вычитание средних значений сигналов, полученных яа двух соседних участках изображения. Получен- . ная разность сравнивается со значением, записанным в регистре 16 значений перепада. В исходном состоянии (в начале строки } в регистре 16 значений перепада записаны нули. В случае превышения значения перепала, приходящего с выхода первого блока 15 вычитания над содержимом регистра 16 значений перепада, происходит запись текущего значения перепада в регистр 16 значений перепада. Управление записью происходит с помощью выхода блока 17 сравнения. Сигнал с выхода блока 17 сравнения также поступает на вторые входы регистров 6 и 7 координат по . оси X и по оси У, на первые входы которых поступают значения текущих координат по осям X и У, Другими словами, в случае превышения значения "текущего порога" над содержимым регистра 16 значений перепада, значения текущих координат развертки запоминаются в регистрах 6 и 7. Таким образом в процессе развертки строки происходит автоматический поиск наибольшего значения перепада и определения его координаты в регистрах 6, 7 и 16. Им определяется положение кромки объекта в данной строке развертки, В конце строчкой развертки координаты точки наибольшего перепада переписываются в блок 8 вычисления перемещений, в котором производится анализ точек, полученных в каждой строке развертки, сравнение полученной л'інии с формой кромки движущегося объекта и вычисление фактических характеристик движения объекта. Таким образом, в каждой строке развертки фиксируется точное положение перепада видеосигнала, что позволяет значительно повысить точность измерения параметров движения объекта. 1062900 синхроимпульс 1062900 Строчная развертна положение / // / t У / У У / У ' / / у / У s—/ у / У у / / У / У / / / / / / / к\х\\л / У / / / у у / / / / / / У У /П У / / J X/ / • / '/ / У У У / / / У у / / У п =^= ^ -С-я строт У / S / / J / •/•—у*/ / / t У У • S Фиг Г Положение профиля / 1 л / Г л У У У / у1 п. У \ У у У У у У Редактор Г.Волкова / У У у' / * \ У* j' / у у * У \\ \л\\ \YYYWU / \ / / • f \ Л у ' \ \ S Л • У\ У \ / пА / f У / / s чУ\ / У \ / v / У У "^ Составитель В.Максимова Техред О.Неце Корректор О.Тигор Заказ 10268/60 Тираж 677 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Филиал П П "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4 П