Устройство для измерения координат центра тяжести изображения объекта

 

Использование: при построении телевизионных измерителей координат. Сущность изобретения: устройство для измерения координат центра тяжести изображения объекта содержит датчик бинарного телевизионного сигнала, два счетчика, шесть регистров, формирователь импульсов, два блока сравнения, два сумматора. Цель - повышение точности измерения. 3 ил.

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано при построении телевизионных измерителей координат.

Известно устройство измерения координат, содержащее телевизионную камеру, бинарный квантователь, координатный дискриминатор, блок оценок координат, генератор стробов, блок управления, счетчик.

Недостатком устройства является его низкая точность и сложность.

Известно устройство для измерения координат объекта, содержащее телевизионную камеру, блоки селекции синхроимпульсов, блок выделения видеосигнала, формирователи каналов координат, каждый из которых состоит из генератора пилообразного напряжения, компаратора, логического блока, блока фильтрации, интегратора, усилителя-сумматора.

Недостатком устройства является его низкая точность и сложность.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, которое содержит датчик видеосигнала с пороговым блоком, генератор импульсов, D-триггер, два Т-триггера, четыре счетчика, три элемента И, три мультиплексора, два элемента ИЛИ, два RS-триггера, два формирователя, три элемента задержки, блок элементов И, блок памяти.

Недостатком устройства является его низкая точность, обусловленная тем, что координаты центра пятна подсчитываются путем подсчета количества тактовых импульсов через один при наличии сигнала объекта.

Таким образом, цена деления измерителя координат, а следовательно, и абсолютная ошибка измерения во время действия сигнала объекта увеличиваются в два раза.

Цель изобретения создание устройства для измерения координат центра тяжести, которое позволило повысить точность измерения за счет подсчета координат без изменения цены деления измерительной решетки во время действия сигнала объекта.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для измерения координат центра тяжести изображения объекта; на фиг.2 структурная электрическая схема формирователя импульсов; на фиг.3 временные диаграммы, поясняющие работу формирователя импульсов.

Устройство для измерения координат центра тяжести изображения объекта (см. фиг. 1) содержит датчик 1 бинарного телевизионного сигнала, первый и второй счетчики 2 и 3, первый и второй регистры 4 и 5, формирователь 6 импульсов, третий регистр 7, первый блок сравнения 8, четвертый регистр 9, второй блок сравнения 10, пятый и шестой регистры 11 и 12, первый и второй сумматоры 13 и 14.

Формирователь импульсов (см. фиг.2) содержит первый и второй триггеры 15 и 16, элемент И 17 и третий триггер 18.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1, содержащий датчик телевизионного сигнала и пороговое устройство, формирует бинарный сигнал изображения объекта, поступающий на регистры 4 и 5, а также формирователь 6.

Счетчик 2 производит счет импульсов тактовой частоты в каждой телевизионной строке. Информация с выхода счетчика поступает на информационные входы регистров 4 и 5.

Счетчик 3 производит счет строчных синхроимпульсов в каждом телевизионном кадре. Информация с выхода счетчика поступает на информационные входы регистров 11 и 12.

Измерение координаты Х производится следующим образом. При поступлении передних фронтов бинарного сигнала в каждой строке производится запись информации в регистр 4. Записываемая информация соответствует координаты левого края объекта.

В регистр 5 в каждой строке записываются координаты правого края объекта при поступлении задних фронтов бинарного сигнала.

Значение координат левого края записывается в регистр 4 в каждой строке, сравниваются на схеме сравнения 8 со значением координаты, записанной в регистре 7. Первоначально в каждом кадре регистр 7 устанавливается в единичное состояние по входу установки в единицу, подключенному к синхровходу КСИ.

Если содержимое регистра 4 меньше содержимого регистра 7, то схема 8 вырабатывает сигнал сравнения "МЕНЬШЕ", который поступает на вход записи регистра 7, и содержимое регистра 4 переписывается в регистр 7. В результате операций сравнения, проводимых в каждой из строк, в регистре 7 к концу кадра оказывается записанной координата крайней левой точки объекта.

Значение координаты правого края объекта, записываемое в регистре 5 в каждой строке, сравнивается на схеме сравнения 10 со значением координаты, записанной в регистр 9. Первоначально в каждом кадре регистр 9 устанавливается в нулевое состояние по входу установки в ноль, подключенному к синхровходу КСИ.

Если содержимое регистра 5 больше содержимого регистра 9, то схема 10 вырабатывает сигнал сравнения "БОЛЬШЕ", который поступает на вход записи регистра 9. В результате содержимое регистра 5 переписывается в регистр 9.

В результате таких операций сравнения, проводимых в каждой строке в регистре 9, к концу кадра оказывается записанной координата крайней правой точки объекта.

Сумматором 13 вычисляется сумма значений координат крайней левой Х_л и крайней правой точек объекта Х_п.

Горизонтальная координата центра тяжести объекта равна X_N Операция деления на два выполняется путем отбрасывания младшего разряда в двоичном коде.

Значение вертикальной координаты центра тяжести объекта вычисляется следующим образом. Формирователь 6 вырабатывает импульс, соответствующий крайней верхней точке объекта, а также импульс, соответствующий нижней точке объекта.

Информация со счетчика 3 в момент действия импульса начала объекта в кадре, соответствующего верхней точке объекта, заносится в регистр 11, а в момент окончания объекта в кадре, соответствующий нижней точке объекта, в регистр 12.

Сумматор 14 вычисляет сумму вертикальных координат верхней У_в и нижней У_н точек. Вертикальная координата центра тяжести определяется выражением: Y_N Операция деления на два выполняется отбрасыванием младшего разряда в двоичном коде.

Рассмотрим отдельно работу формирователя 6 (см. фиг.2). Диаграммы, поясняющие его работу, приведены на фиг.3. Импульс, соответствующий верхней точке объекта (диаграмма г), формируется триггером 16 при подаче на вход установки в единицу бинарного сигнала объекта (см. фиг.3,в). В исходное состояние триггер 16 возвращается кадровым синхроимпульсом (см. фиг.3,а).

Импульс, соответствующий нижней точке объекта, формируется триггерами 15, 16 и элементом 17.

При наличии в телевизионной строке сигнала объекта включается триггер 15. В момент окончания строчного синхроимпульса триггер 15 выключается (см. фиг. 3, д). Сигналы (см. фиг.3 г, д) являются разрешающими для прохождения через элемент И 17 строчных синхроимпульсов (см. фиг.3, б). По окончании объекта на выходе элемента И 17 появляются строчные синхроимпульсы (см. фиг. 3, е), устанавливая триггер 18 в единичное состояние (см. фиг.3,ж). В исходное состояние триггер 18 возвращается при поступлении кадрового синхроимпульса.

Устройство может быть реализовано на элементной базе широкого применения.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА, содержащее датчик бинарного телевизионного сигнала, первый и второй счетчики, формирователь импульсов и блок сравнения, счетный вход первого счетчика является первым входом устройств, отличающееся тем, что в него введены шесть регистров, два сумматора и второй блок сравнения, при этом выход датчика бинарного телевизионного сигнала соединен с первыми входами первого и второго регистров и формирователя импульсов, второй вход которого соединен с установочным входом первого счетчика и счетным входом второго счетчика, установочный вход которого является вторым входом устройства и соединен с первыми входами третьего и четвертого регистров и третьим входом формирователя импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго регистров, установочный вход первого счетчика является третьим входом устройства, а выход соединен с вторыми входами первого и второго регистров, при этом выход первого регистра соединен с вторым входом третьего регистра и первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом третьего регистра и первым входом первого сумматора, а выход первого блока сравнения с третьим входом третьего регистра, выход второго регистра с вторым входом четвертого регистра и первым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом четвертого регистра, выход которого соединен с вторыми входами второго блока сравнения и первого сумматора, выход которого является первым выходом устройства, выход второго счетчика соединен с вторыми входами пятого и шестого регистров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, выход которого является вторым выходом устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3