×
31.05.2019
219.017.7057

ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЙ НА ЦИФРОВОЙ ВИДЕОКАМЕРЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области информационно-измерительных систем и может быть использовано для измерения дальности, скорости и направления движения подвижных и неподвижных объектов по их цифровым видеоизображениям. Заявлен измеритель расстояний на основе цифровой видеокамеры, последовательно соединенной с контроллером, блоком анализа видеоизображений, вычислительным блоком, блоком индикации и блоком поворота видеокамеры относительно двух осей вращения, а также используется визирная цель для крепления к объекту, которая имеет форму шара радиусом R и окрашена в цвет, один из компонентов которого является слабо выраженным, при этом дальность до объекта L(t) в момент времени t определяется из выражения: где F - фокусное расстояние объектива видеокамеры; r(t) - радиус визирной цели в пикселях на видеокадре в момент времени t; pix - физический размер пикселя изображения (на матрице). Технический результат – обеспечение возможности измерять расстояние до подвижных и неподвижных объектов с повышенной точностью, а также расширение функциональных возможностей. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области информационно-измерительных систем и может быть использовано для измерения дальности, скорости и направления движения объектов по их цифровым видеоизображениям.

Известны лазерные дальномеры [1], содержащие генератор, лазер, приемник излучения, усилитель, измерительный блок. Принцип измерения дальности основан на измерении времени задержки лазерного излучения на дистанции. Недостатком этих дальномеров является сложность конструкции, обусловленная наличием лазера и измерительной схемы, обеспечивающей точность измерения временных интервалов порядка пикосекунд. Такие дальномеры не позволяют одновременно измерять дальность до нескольких объектов, а также видимые габариты объекта и его скорость.

Наиболее близким к предлагаемой системе является измеритель расстояний [2], содержащий цифровую фотокамеру, последовательно соединенную с блоком перемещения фотокамеры по вертикали, вход которого соединен с контроллером, блоком процессора и блоком индикации.

Дальность до выделенной области объекта определяется по сдвигу между изображениями вдоль вертикальной оси. Недостатками этого устройства является невозможность измерения расстояния до движущихся объектов, также устройство не позволяет измерять скорость объектов и отслеживать их перемещение в пространстве.

Достигаемый технический результат заключается в обеспечении возможности измерять расстояние до подвижных и неподвижных объектов с повышенной точностью, а также в расширении функциональных возможностей устройства. Технический результат достигается благодаря использованию цифровой видеокамеры последовательно соединенной с контроллером, блоком анализа видеоизображений, вычислительным блоком, блоком индикации и блоком поворота видеокамеры относительно двух осей вращения, а также визирной цели для крепления к объекту, которая имеет форму шара радиусом R и окрашена в цвет, один из компонентов которого является слабо выраженным, при этом дальность до объекта L(t) в момент времени t определяется из выражения:

где F - фокусное расстояние объектива видеокамеры;

r(t) - радиус визирной цели в пикселях на видеокадре в момент времени t;

pix - физический размер пикселя изображения (на матрице).

Свойства, появляющиеся у заявляемой системы, - это повышение точности измерения расстояния до неподвижных объектов, обусловленное усреднением результатов многократных измерений дальности и расширение функциональных возможностей, обусловленное возможностями вычислительного блока определять скорость объекта и отслеживать его перемещения в пространстве.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, где на фиг. 1 представлена функциональная схема измерителя расстояний на основе цифровой видеокамеры, на фиг. 2 изложен принцип определения скорости и направления движения объекта в пространстве.

Устройство содержит: визирную цель 1, цифровую видеокамеру 2, состоящую из линзы 3 и прибора с зарядовой связью (ПЗС-матрицы) 4, блок наведения видеокамеры 5, контроллер 6, вычислительный блок 7, блок индикации 8.

Измеритель расстояний работает следующим образом. С помощью линзы 3 на ПЗС-матрице 4 формируется цифровое изображение объекта и визирной цели 1, прикрепленной к нему. Затем с помощью контроллера 6, управляющим блоком наведения 5, оптическая ось цифровой видеокамеры 2 направляется на центр визирной цели, совершая наклон на угол ϕ и поворот на угол θ, относительно предыдущих значений. Полученное цифровое изображение визирной цели поступает в вычислительный блок 7, где производится измерение расстояния. Полученные результаты о расстоянии до объекта, его направлении и скорости движения отображаются блоком индикации 8.

Измерение расстояния производится по следующему алгоритму. На отдельном видеокадре выполняется обнаружение визирной цели по ее цвету, который характеризуется одним слабо выраженным компонентом цвета, что позволяет однозначно выделить визирную цель на фоне других объектов. Цвет задается с помощью трехкомпонентного произвольного вектора , соответственно двухмерная функция, описывающая формируемое видеокамерой цифровое изображение, задается выражением:

где C3 - слабо выраженный компонент цвета.

Затем производится выделение контура визирной цели по максимальным значениям лапласиан:

При этом применяется следующее условие:

где k - пороговый коэффициент.

Полученные участки контура аппроксимируются окружностью по методу наименьших квадратов. Радиус окружности вычисляется из выражения:

где x0, y0 - координаты центра окружности, определяемые с помощью выражений:

где wi, nij - элементы матриц W и N, введенных для упрощения;

det(N) - определитель матрицы N.

Сами матрицы представлены выражениями:

Расстояние до визирной цели в момент времени t определяется из выражения:

где F - фокусное расстояние объектива видеокамеры;

r(t) - радиус визирной цели в пикселях на видеокадре в момент времени t;

pix - физический размер пикселя изображения (на матрице).

Для определения направления и скорости движения определенного объекта на полученном в момент времени ti-1 видеокадре определяют координаты xi-1 и zi-1, центра визирной цели, расположенной на выбранном объекте, который за интервал времени между измерениями Δt=ti-ti-1 -переместился из точки А в точку В (фиг. 2).

В следующий дискретный момент времени ti производится повторное определение координат xi и zi центра визирной цели. Зная расстояния до визирной цели Li-1 и Li в моменты времени ti-1 и ti, а также разность координат на матрице Δx=xi-xi-1 и Δz=zi-zi-1 для этих моментов времени, определяется смещение объекта в пространстве по осям X, Y и Z (фиг. 2):

Затем по составляющим скорости Vx, Vy и Vz вычисляется скорость V объекта:

и направление его движения, выраженное через трехкомпонентный вектор скорости

Отслеживание перемещений определенного объекта осуществляется блоком наведения, который изменяет углы поворота ϕ и наклона θ видеокамеры, направляя ее оптическую ось на центр визирной цели, прикрепленной к отслеживаемому объекту. Углы поворота и наклона определяются из следующих выражений:

Таким образом, за счет использования визирной цели в форме шара, которую легко обнаружить по цвету на фоне других объектов, повышается точность и достоверность результатов измерений, при этом функциональные возможности измерителя расширяются за счет его способностей определять скорость и направление движения объекта, а также отслеживать перемещение объекта в пространстве благодаря наличию в составе системы блока наведения видеокамеры.

Источники информации

1. Лазерная дальнометрия / Под ред. В.П. Васильева. - М.: Радио и связь, 1995. - С. 256.

2. Патент Республики Беларусь «Измеритель расстояний на цифровой фотокамере» №8358 от 20.12.2011. МПК G01C 3/00, опубликовано 30.06.2012.


ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЙ НА ЦИФРОВОЙ ВИДЕОКАМЕРЕ
ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЙ НА ЦИФРОВОЙ ВИДЕОКАМЕРЕ
ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЙ НА ЦИФРОВОЙ ВИДЕОКАМЕРЕ
ИЗМЕРИТЕЛЬ РАССТОЯНИЙ НА ЦИФРОВОЙ ВИДЕОКАМЕРЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 63.
20.05.2015
№216.013.4db7

Машина обеспечения переправ

Изобретение относится к средствам преодоления разрушений и препятствий, а более конкретно к инженерным дорожным машинам. Машина обеспечения переправ включает корпус, силовую установку, трансмиссию, ходовую часть, водоходный движитель, экскаваторное и бульдозерное оборудования, лебедку и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551409
Дата охранного документа: 20.05.2015
27.08.2015
№216.013.7578

Способ определения коэффициента суммарного сопротивления движению для категорирования испытательных дорог

Значения коэффициента определяют с помощью самого испытываемого транспортного средства при его перемещении по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения по величинам среднего расхода топлива двигателя и реализуемой средней скорости движения и коэффициент пропорциональности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561647
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.10.2015
№216.013.8a9f

Датчик измерения параметров углового перемещения

Изобретение относится к технике измерения перемещения, а именно к датчикам, предназначенным для измерения параметров углового перемещения объектов. Датчик измерения параметров углового перемещения включает измерительную шкалу с нулевой отметкой, механически связанную с осью вращения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567090
Дата охранного документа: 27.10.2015
27.11.2015
№216.013.94b7

Надульное устройство для пушки

Изобретение относится к вооружению, а именно к надульным устройствам для пушек. Надульное устройство для пушки включает ствол с установленным на нем ресивером. У обреза ствола пушки в теле ствола у передней стенки ресивера изготовлены симметрично четыре впускных отверстия суммарной площадью не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569690
Дата охранного документа: 27.11.2015
20.12.2015
№216.013.9b0d

Кран для погрузки и выгрузки рельсов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Кран для погрузки и выгрузки рельсов содержит путевую тележку, закрепленную с помощью балочки двухтрубчатую стойку с подкосом и блоком на торце, однотрубчатую стрелу с блоком на торце, двухниточный полиспаст подъема рельса с рельсовым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571318
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.12.2015
№216.013.9cee

Способ получения воды для хозяйственно-питьевых нужд из снега и(или) льда

Изобретение относится к способам получения воды путем таяния снега и (или) льда. Погрузочным устройством осуществляется подача снега и (или) льда в приемный бункер камеры таяния. В бункере снег и (или) лед тщательно измельчают. За счет шнека и сил гравитации измельченная масса продвигается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571799
Дата охранного документа: 20.12.2015
10.01.2016
№216.013.9f0c

Способ стрельбы из танковой пушки

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в танковом вооружении. Определяют отклонения от нормальных условий стрельбы, определяют дальность до цели и фланговую скорость цели, выбирают тип боеприпаса, заряжают автоматом заряжания пушку боеприпасом с последующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572353
Дата охранного документа: 10.01.2016
10.01.2016
№216.013.9f68

Способ подготовки исходных данных при стрельбе из танковой пушки

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в танковом вооружении. Выбирают и устанавливают блоком переключателей в баллистическом вычислителе (БВ) тип боеприпаса для поражения цели, считывают автоматической системой со штрихкода информацию о фактической массе снаряда,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572445
Дата охранного документа: 10.01.2016
27.03.2016
№216.014.c8a8

Машина обеспечения переправ

Изобретение относится к средствам преодоления разрушений и препятствий, а более конкретно к инженерным дорожным машинам. Машина обеспечения переправ содержит корпус, силовую установку, трансмиссию, ходовую часть, водоходный движитель, лебедку, устройство для пуска дымовых гранат, экскаваторное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578650
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.02.2016
№216.014.ce42

Речное звено наплавного железнодорожного моста

Изобретение относится к наплавным мостам, используемым для пропуска железнодорожного подвижного состава, колесной и гусеничной техники при разрушении или реконструкции капитальных мостов через широкие и глубокие водные преграды. Речная часть наплавного железнодорожного моста состоит из речных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575293
Дата охранного документа: 20.02.2016
Показаны записи 1-10 из 10.
20.01.2018
№218.016.1032

Система контроля транспортных средств с возможностью осуществления обратной связи

Изобретение относится к системам контроля транспортных средств. Система контроля транспортных средств с возможностью осуществления обратной связи состоит из электронных устройств, установленных на транспортных средствах. Электронные устройства обладают способностью хранения идентификационного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633663
Дата охранного документа: 16.10.2017
09.06.2018
№218.016.5a3b

Способ измерения расстояния на цифровой видеокамере с помощью мишени

Изобретение относится к области информационно-измерительных систем и может быть использовано в устройствах систем компьютерного зрения, предназначенных для решения задач измерения дальности, скорости и направления движения объектов по их цифровым видеоизображениям. Заявленный способ измерения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655467
Дата охранного документа: 28.05.2018
25.04.2019
№219.017.3b14

Фотограмметрический способ измерения расстояний вращением цифрового фотоаппарата

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в координатно-измерительных системах, устройствах для формирования объемных изображений. Заявленный фотограмметрический способ измерения расстояний вращением цифрового фотоаппарата заключается в горизонтировании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685761
Дата охранного документа: 23.04.2019
27.04.2019
№219.017.3cf7

Способ определения параметров геометрии рельсовой колеи и система для его осуществления

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для непрерывной регистрации пространственного положения рельсовой колеи при диагностике пути, проектно-изыскательских и других видов работ. Для реализации способа определения параметров геометрии рельсовой колеи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686341
Дата охранного документа: 25.04.2019
15.06.2019
№219.017.8335

Способ органосохраняющего лечения уротелиального рака лоханки почки

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, урологии, нефрологии, и может быть использовано для органосохраняющего лечения уротелиального рака лоханки почки. Для этого за 3 часа до операции вводят фотосенсибилизатор хлорин Е6 однократно в виде внутривенной капельной инфузии в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691549
Дата охранного документа: 14.06.2019
20.06.2019
№219.017.8d7d

Способ выполнения эндоскопической операции дюкена

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и может быть применимо для выполнения эндоскопической операции Дюкена. На границе верхней и средней трети правого и левого бедра по медиальной поверхности производят поперечный разрез кожи 10 мм. Тупым путем формируют пространство под кожей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691849
Дата охранного документа: 18.06.2019
11.07.2019
№219.017.b2dd

Способ дренирования почки после органосохраняющего лечения рака лоханки у больных с единственной или единственно-функционирующей почкой

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии. После перкутанного удаления опухоли лоханки операцию заканчивают дренированием почки J-J мочеточниковым стентом с прошитым проксимальным концом монофиламентным синтетическим рассасывающимся шовным материалом с минимальным сроком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694180
Дата охранного документа: 09.07.2019
02.04.2020
№220.018.12fc

Способ перкутанного эндоскопического удаления опухолей лоханки единым блоком

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии и онкоурологии. Осуществляют перкутанный пункционный доступ через аваскулярную зону Бредля под углом 30° к фронтальной плоскости почки, проходящей через вершину форникса и шейку чашечки в лоханку, с установкой двух струн-проводников с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718307
Дата охранного документа: 01.04.2020
12.07.2020
№220.018.3231

Способ построения трехмерной модели местности вдоль полотна железнодорожного пути

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для регистрации профиля железнодорожного пути в целях определения негабаритных объектов железнодорожной инфраструктуры, а также для своевременного выявления деформаций балластной призмы и основной площадки земляного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726256
Дата охранного документа: 10.07.2020
16.06.2023
№223.018.7a9f

Способ органосохраняющего лечения уротелиального рака лоханки почки

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии. Способ включает формирование основного перкутанного доступа под нефроскоп 24 Ch, установку мини-нефроскопа 5,5 Ch, удаление опухолей с помощью монополярного резектоскопа и лазерной установки. Операцию заканчивают установкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002739701
Дата охранного документа: 28.12.2020
+ добавить свой РИД