ВИДЕОРЕГИСТРАТОР

Полезная модель относится к телевизионной технике и может быть использовано 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 поворотно-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, управляющий вход источника подсветки подключен к соответствующему выходу видеокамеры, тем, что источник подсветки объекта съемки выполнен точечным, размещен непосредственно перед объективом видеокамеры, выполнен со световой экранировкой со стороны объектива видеокамеры, с поперечным размером d, удовлетворяющим условию d<0,2D, где D - диаметр линзы объектива, и установлен на расстоянии l<15 мм от линзы объектива, а за объектом съемки расположен световозвращающий экран с обеспечением возможности создания на упомянутом экране теневого изображения объекта съемки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлена функциональная схема устройства;
- на фиг.2 показаны теневой снимок снаряда в полете.
Видеорегистратор (фиг.1) содержит видеокамеру 1 с объективом 2 и фоточувствительной матрицей (на чертеже не показана). Видеокамера 1 связана с блоком 3 приема и обработки информации. Непосредственно перед объективом 2 видеокамеры 1 размещен источник 4 подсветки объекта 5 съемки, за которым расположен световозвращающий экран 6. Вход 7 синхронизации видеокамеры 1 соединен с входом синхронизации видеорегистратора от внешнего устройства управления (на чертеже не показан). Управляющий вход источника 4 подсветки подключен к соответствующему выходу видеокамеры.
Источник 4 подсветки объекта 5 съемки выполнен точечным со световой экранировкой со стороны объектива 2 видеокамеры 1. Источник 4 выполнен с поперечным размером d, удовлетворяющим условию d<0,2D, где D - диаметр линзы объектива 2 и установлен на расстоянии l<15 мм от линзы объектива 2.
За объектом 5 съемки расположен световозвращающий экран 6 с обеспечением возможности создания на упомянутом экране теневого изображения объекта съемки.
Предлагаемый регистратор предназначен для получения теневых изображений объектов с экспозициями от 100 нс, что при скорости движения объекта до 10 км/с обеспечивает «смаз» его изображения менее 1 мм.
Регистратор является функционально законченным устройством, не требующим дополнительных источников интенсивной подсветки, управляющийся от блока 2 приема и обработки информации (компьютера). Блок 2 обеспечивает установку параметров съемки.
Видеорегистратор работает следующим образом.
При поступлении внешнего сихроимпульса на вход 7 внешней синхронизации камеры 1 в момент времени, когда объект 5 находится в поле зрения видеокамеры 1, она открывает затвор объектива и подает снхроимпульс подсветки на источник 4 (лазерный импульсный диод), формирующий короткий световой импульс в направлении объекта 5 и световозвращающего экрана 6.
При этом тень от объекта 5 на экране 6 регистрируется видеокамерой 1.
Один или несколько регистраторов могут быть установлены вдоль баллистической трассы для регистрации поведения объекта 4 на траектории - получения теневых изображений объекта, скачков уплотнения и измерения параметров движения объекта (фиг.2):
- скорости движения;
- направления полета (вектора скорости);
- угла и скорости нутации.
-4
-5
Относительная погрешность измерения параметров движения составляет не хуже 10-10 измеряемой величины.
Поскольку источник 4 выполнен с поперечным размером d, удовлетворяющим условию d<0,2D, где D - диаметр линзы объектива 2 и установлен на расстоянии l<15 мм от линзы объектива 2, то обеспечиваются минимальные потери светового потока, отраженного от экрана.
Регистратор реализован со следующими параметрами: d=4 мм; D=25 мм; l=10 мм.
Предложенное техническое решение обеспечивает регистрацию быстродвижущихся объектов при стрельбе очередями, что при использовании известных регистраторов с лампами вспышками принципиально невозможно вследствие потребности значительного времени (десятки секунд) для зарядки батареи емкостей питания лампы.
Таким образом, обеспечивается регистрация и обработка изображений быстропротекающих процессов - скоростная цифровая видеосъемка теневых изображений.
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.