ВИДЕОРЕГИСТРАТОР

Полезная модель относится к телевизионной технике и может использоваться в системах скоростной цифровой видеосъемки теневых изображений быстродвижущихся объектов.
Известна система скоростной видеосъемки [1], содержащая блок приема оптической видеоинформации, выход которого связан с входом блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой, выход которого через общую шину связан с входом блока оперативной памяти временного хранения данных, с которым связан процессорный блок обработки цифровых сигналов, имеющий устройства ввода-вывода данных, съемный блок постоянной памяти хранения данных, связанный с процессорным блоком и блоком оперативной памяти временного хранения данных, видеоконтрольный блок, а также блок компрессии цифрового видеосигнала, причем видеокамера снабжена подключенными к общей шине блоками компрессии звукового и видеосигнала с сжатием по технологии MPEG-2, контроллером управления видеокамерой, декодером цифровых звукового и видеосигналов с декомпрессией по технологии MPEG-2, контроллером подключения дополнительной съемной памяти оперативного хранения данных, контроллером интерфейсов для подключения к компьютерным устройствам обработки данных или устройствам хранения данных и стационарному монитору, и связанным через общую шину с процессорным блоком и контроллером управления видеокамерой программно-запоминающим устройством с программным обеспечением обработки видеоинформации, выводимой на видеоконтрольный блок, выполненный в виде закрепленного на корпусе камеры монитора, при этом блок преобразования аналогового видеосигнала в цифровой выполнен на матрицах высокого разрешения с преобразованием поступающего сигнала в цифровой поток данных по протоколу SDTV, блок компрессии цифрового видеосигнала, поступающего с блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой, выполнен в виде кодера со сжатием цифровых данных по технологии MPEG-2, при этом вход кодера подключен к соответствующему выходу блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой.
Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная большим количеством входящих в него функциональных блоков.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является известная система скоростной видеосъемки - видеорегистратор [2], содержащий видеокамеру с фоточувствительной матрицей, выход видеокамеры связан через канал передачи видеосигнала с блоком приема и обработки информации, видеоконтрольный блок, блок управления и источник подсветки объекта съемки, генератор импульсов подсветки, выход которого подключен к источнику подсветки объекта съемки, а входы синхронизации, управления частотой и длительностью импульсов подсветки соединены с соответствующими выходами блока управления, причем источник подсветки объекта съемки размещен в непосредственной близости с объективом видеокамеры, а на объекте съемки закреплены один или несколько световозвращающих элементов.
Недостатком такого видеорегистратора являются ограниченные функциональные возможности, поскольку он не позволяет обеспечить съемку теневых изображений, что бывает необходимо, например, при регистрации картины ударных волн, возникающих при движении объекта в воздушной среде.
Технический результат, заключающийся в отмеченного недостатка достигается в предлагаемом видеорегистраторе, содержащем видеокамеру с объективом и фоточувствительной матрицей, видеокамера связана с блоком приема и обработки информации, источник подсветки объекта съемки, вход синхронизации видеокамеры соединен с входом синхронизации видеорегистратора от внешнего устройства управления, тем, что видеорегистратор содержит полупрозрачное зеркало, установленное под углом к оптической оси видеокамеры, а за объектом съемки расположена световозвращающая полоса с обеспечением возможности создания на упомянутой световозвращающей полосе теневого изображения объекта съемки, причем источник подсветки объекта съемки размещен в непосредственной близости с объективом видеокамеры, а фоточувствительная матрица видеокамеры выполнена с обеспечением возможности пошагового переноса и накопления зарядовых пакетов в направлении, перпендикулярном изображению световозвращающей полосы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлена функциональная схема устройства;
- фиг.2 поясняет принцип регистрации теневого изображения и пошагового переноса и накопления зарядовых пакетов в фоточувствительной матрице видеокамеры.
Видеорегистратор (фиг.1) содержит видеокамеру 1 с объективом и фоточувствительной матрицей 2 (фиг.2), блок 3 приема и обработки информации, связанный с видеокамерой, источник 4 подсветки объекта 5 съемки, полупрозрачное зеркало 6, установленное под углом к оптической оси видеокамеры 1, световозвращающая полоса 7, расположенное за объектом 5 съемки.
Вход синхронизации видеокамеры соединен с входом 8 синхронизации видеорегистратора от внешнего устройства управления (на чертеже не показано).
Световозвращающая полоса 7 расположена с обеспечением возможности создания на упомянутой световозвращающей полосе теневого изображения объекта 5 съемки. Источник 4 подсветки объекта 5 съемки размещен в непосредственной близости с объективом видеокамеры 1. Фоточувствительная матрица 2 видеокамеры 1 выполнена с обеспечением возможности пошагового переноса и накопления зарядовых пакетов в направлении, перпендикулярном изображению световозвращающей полосы (показано стрелкой)
Регистратор предназначен для получения теневых изображений движущихся объектов, в том числе объектов и ударных волн, порождаемых их движением на сверхзвуковых скоростях.
Регистратор является функционально законченным устройством, не требующим дополнительного устройства интенсивной подсветки.
Видеорегистратор работает следующим образом.
Световые лучи от источника 4 света, проходя через полупрозрачное зеркало 6 попадают на поверхность световозвращающей узкой полосы 7, от которой они переотражаются в направлении источника 4 света.
Часть световых лучей, попадая на полупрозрачное зеркало 6, отражаются в направлении объектива 8 камеры 1, который проектирует изображение световозвращающей полосы на поверхность фоточувствительной матрицы 2.
При этом на поверхности фоточувствительной матрицы 2 вдоль изображения полосы под действием падающего света накапливаются пакеты зарядов, величина которых пропорциональна произведению мощности светового потока, падающего на поверхность матрицы 2.
При поступлении внешнего сихроимпульса на вход 8 в момент времени, когда объект находится в поле зрения камеры 1, осуществляется пошаговый перенос зарядовых пакетов по поверхности матрицы 2 в направлении, перпендикулярном изображению световозвращающей полосы 7. При этом в местах изображения световозвращающей полосы 7, на которую падает тень от объекта 5, уменьшается величина накопленных зарядов. После выполнения заранее установленного числа шагов переноса зарядовых пакетов камера 1 переходит в режим считывания величин зарядовых пакетов и передачи полученных данных в блок 3 приема и обработки информации (компьютер).
Один или несколько регистраторов могут быть устанавливаются вдоль баллистической трассы для регистрации поведения объекта 5 на траектории - получения теневых изображений объекта, скачков уплотнения и измерения параметров движения объекта: скорости движения, направление вектора скорости, угла и скорости нутации.
-4
-5
Относительная погрешность измерения параметров движения определяется измерительной базой составляет 10-10 измеряемой величины.
Предложенное техническое решение позволяет осуществлять регистрацию быстродвижущихся объектов при стрельбе очередями, что при использовании обычной схемы регистраторов с лампами вспышками принципиально невозможно вследствие потребности значительного времени (десятки секунд) для зарядки батареи емкостей питания лампы.
Регистратор реализован с использованием средств цифровой и аналоговой вычислительной техники и находится в опытной эксплуатации.
Источники информации:
1. Свидетельство РФ на полезную модель №11433, М. Кл. H04N, 1/00, 1999 г.
2. Патент РФ на полезную модель №74261, М. Кл. H04N, 5/235, 2008 г.