Дальномер на цифровой фотокамере

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ДАЛЬНОМЕР НА ЦИФРОВОЙ ФОТОКАМЕРЕ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Автор Козлов Владимир Леонидович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Дальномер на цифровой фотокамере, содержащий цифровую фотокамеру, контроллер,блок процессора, соединенный с блоком индикации, отличающийся тем, что в него введены таймер, соединенный с цифровой фотокамерой и контроллером, выход которого соединен с блоком процессора, а вход соединен с цифровым выходом фотокамеры, и блок перемещения фотокамеры, соединенный с таймером. Полезная модель относится к области информационно-измерительных систем и предназначается для измерения дальности до движущихся объектов по их цифровым фотографическим изображениям. Известен измеритель дальности и линейных размеров объектов по их телевизионным изображениям 1, принцип действия которого основан на последовательном формировании двух ТВ изображений с помощью одной ТВ камеры с изменяемым фокусным расстоянием объектива для разных точек наблюдения, разнесенных между собой на априорно 76682011.10.30 известное расстояние. Недостатком такой системы является невозможность измерять дальность до движущихся объектов. Наиболее близким к предлагаемому устройству является измеритель расстояний 2,содержащий две цифровые фотокамеры, соединенные с блоком процессора и блоком индикации. Дальность до объекта, обладающего осью симметрии, определяется по сдвигу между изображениями объекта, при этом необходимо знать расстояние между фотокамерами и фокусное расстояние объективов камер. Недостатком этого устройства является невозможность измерять дальность до движущихся объектов, а также скорость их движения. Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в обеспечении возможности измерять дальность до движущихся объектов. Поставленная задача решается путем того, что в дальномер на цифровой фотокамере 2, содержащий цифровую фотокамеру, контроллер, блок процессора, соединенный с блоком индикации, введены таймер, соединенный с цифровой фотокамерой и контроллером, выход которого соединен с блоком процессора, а вход соединен с цифровым выходом фотокамеры и блок перемещения фотокамеры, соединенный с таймером. Свойство, появляющееся у заявляемого объекта, - это обеспечение возможности измерять дальность до движущихся объектов, а также скорость их движения, что достигается в результате анализа трех цифровых фотографических изображений, полученных с двух точек пространства, разнесенных по горизонтали на известное расстояние. Сущность полезной модели поясняется с помощью фигуры, на которой представлена функциональная схема дальномера на цифровой фотокамере. Устройство содержит измеряемый объект 1, цифровую фотокамеру 2, состоящую из линзы 3 и фотоприемной матрицы 4, контроллер 5, таймер 6, блок перемещения фотокамеры 7, процессор 8, блок индикации 9. Измеритель расстояний работает следующим образом. С помощью цифровой фотокамеры на фотоприемной матрице 4 формируется первое цифровое изображение измеряемого объекта, движущегося со скоростьюперпендикулярно линии наблюдения. Затем через интервал времениформируется второе цифровое изображение объекта. После этого с помощью блока перемещения 7 фотокамера передвигается в пространстве по горизонтали на расстояние , и из этой точки через интервал времениформируется третье цифровое изображение измеряемого объекта. Интервалы временизадаются блоком таймера. Полученные три цифровых изображения поступают в процессор, где производится измерение расстояния и скорости по следующему алгоритму. На втором изображении в блоке индикации 9 формируется окно сканирования с изображением выделенного объекта. Автоматически окно сканирования с такими же координатами формируется на первом и на третьем снимках. Затем в процессоре осуществляется сканирование окна второго снимка относительно первого снимка и относительно третьего снимка. При этом вычисляется значение двухмерной нормированной корреляционной функции между выделенными изображениями. По положению максимального значения нормированной корреляционной функции определяют сдвиги между изображениями 12 - х 1 и 23 - 2 (фигура). Как следует из фигуры, сдвиг между изображениями 2 и 1 объекта,движущегося со скоростью , при первом положении фотокамеры будет определяться только перемещением объекта за время . Из геометрии изображений можно записать. 1 где- фокусное расстояние фотокамеры,- расстояние до объекта,- интервал времени между регистрациями изображений объекта. Сдвиг между изображениями 3 и 2 объекта при втором положении фотокамеры будет определяться как перемещением объекта за время , так и перемещением фотокамеры. Из геометрии изображений можно записать 2 где- перемещение фотокамеры. Знакпередзависит от того, совпадает или нет направление перемещения фотокамеры и направление движения объекта. Решая систему уравнений (1), (2) определяются расстояние и скорость движения объекта( 21 ) где 12 - 1 - сдвиг между изображениями объекта на втором и первом снимках,23 - 2 - сдвиг между изображениями объекта на третьем и втором снимках. Таким образом, в результате анализа трех цифровых фотографических изображений,полученных с двух точек пространства, разнесенных по горизонтали на известное расстояние, обеспечивается возможность измерять дальность до движущихся объектов, а также их скорость движения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3