RU2785092C1 - A device for determining the color of a target element in a controlled area - Google Patents

A device for determining the color of a target element in a controlled area Download PDF

Info

Publication number
RU2785092C1
RU2785092C1 RU2022104177A RU2022104177A RU2785092C1 RU 2785092 C1 RU2785092 C1 RU 2785092C1 RU 2022104177 A RU2022104177 A RU 2022104177A RU 2022104177 A RU2022104177 A RU 2022104177A RU 2785092 C1 RU2785092 C1 RU 2785092C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
color
output
source
determining
Prior art date
Application number
RU2022104177A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Полтавский
Гурами Николаевич Ахобадзе
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Application granted granted Critical
Publication of RU2785092C1 publication Critical patent/RU2785092C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: optical instrument engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the optical instrument engineering and can be used for the development of multi-channel survey and search systems that detect a target in a controlled area, highlight it on various backgrounds, determine its coordinates and the color of its elements. A DC power supply, the first and second converters, a subtraction unit, a source of electromagnetic oscillations with varactor frequency tuning, a graduated unit for measuring the target image are introduced into a device for determining the color of a target element in a controlled area containing a multi-channel guidance system using a reference image and determining the recognition of the target image by ensuring the independence of the standard from the conditions of its observation. the color indicator, made in the form of an electronic analog device with a scale and division of the correspondence of wavelength and color, an indicator and a feedback unit with the ability to regulate the supply voltage at the input of the varactor of the electromagnetic oscillation source, and the output of the multichannel guidance system is connected to the input of the first converter, the output of the latter is connected to the first input of the subtraction unit, the output of the subtraction unit is connected with the inputs of the indicator and the feedback unit, the output of the feedback unit is connected to the power input of the varactor of the electromagnetic oscillation source, the power input of which is connected to a DC power source, the output of the energy of the electromagnetic oscillation source is connected to the input of the second converter, the output of the latter is connected to the second input of the subtraction unit and the input of the color graded block.
EFFECT: present invention enables to expand the functionality of determining the color of the target element in the controlled area.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике оптического приборостроения и может быть использовано при разработке многоканальных обзорно-поисковых систем, осуществляющих обнаружение цели в контролируемой зоне, ее выделение на различных фонах, определение ее координат и цветности ее элементов и может найти применение в научных исследованиях, в системах компьютерного зрения.The invention relates to the technique of optical instrumentation and can be used in the development of multi-channel surveillance and search systems that detect a target in a controlled area, its selection against various backgrounds, determining its coordinates and the color of its elements and can be used in scientific research, in computer vision systems .

Известен способ измерения цвета поверхности цвета и измеритель цвета поверхности (см. RU 2018793 С1, 30.08.1994), при котором измеряемую поверхность освещают тремя фиксированными и спектрально различными между собой излучениями света, и для каждого из этих излучений измеряют трехкомпонентный вектор координат цвета излучений, рассеянных измеряемой поверхностью, после чего вычисляют компоненты матрицы цвета из системы приведенных линейных уравнений. Измеритель цвета поверхности содержит узел освещения измеряемой поверхности, обеспечивающий создание трех фиксированных и спектрально различных излучений света, узел измерения трех трехкомпонентных векторов координат цвета излучений, рассеянных измеряемой поверхностью, и узел вычисления матрицы цвета.There is a known method for measuring the color of a color surface and a surface color meter (see RU 2018793 C1, 08/30/1994), in which the measured surface is illuminated with three fixed and spectrally different light emissions, and for each of these radiations a three-component vector of coordinates of the color of the radiations is measured, scattered by the measured surface, after which the components of the color matrix are calculated from the system of reduced linear equations. The surface color meter contains an illumination unit for the measured surface, which provides the creation of three fixed and spectrally different light emissions, a unit for measuring three three-component coordinate vectors of the color of radiation scattered by the measured surface, and a unit for calculating the color matrix.

Недостатком этого известного способа можно считать сложность процедуры вычисления компонентов матрицы цвета из системы линейных уравнений, по которым судят о цвете измеряемой поверхности, а также конструктивную сложность при практической реализации этого способа.The disadvantage of this known method can be considered the complexity of the procedure for calculating the components of the color matrix from a system of linear equations, which judge the color of the measured surface, as well as the design complexity in the practical implementation of this method.

Наиболее близким техническим решением по предлагаемому является принятый автором за прототип многоканальная система наведения, использующая эталонное изображение (см. RU 2401410 С1, 10.10.2010). Данная система содержит телевизионный канал обнаружения, лазерный дальномер, источник излучения, два плоских зеркала, два объектива, инфракрасный канал обнаружения, сканирующее плоское зеркало, N -элементный фотоприемник, аналогово-цифровой преобразователь, датчик положения сканирующего зеркала, электронный ключ, блок формирования матрицы исходного изображения, блок определения элементов матрицы результирующего изображения, блок оценки коэффициентов линейного преобразования, блок вычисления критериальной функции, блок выбора минимального значения критериальной функции. В этом техническом решении достоверность распознавания изображения цели путем обеспечения независимости эталона от условий ее наблюдения, осуществляется с помощью корреляционно-экстремальной обработки видеоинформации, включающей в себя три этапа: предварительная обработка изображений; вычисление значений критериальной функции; поиск экстремума критериальной функции.The closest technical solution to the proposed is adopted by the author for the prototype multi-channel guidance system using a reference image (see RU 2401410 C1, 10.10.2010). This system contains a television detection channel, a laser rangefinder, a radiation source, two flat mirrors, two lenses, an infrared detection channel, a scanning flat mirror, an N-element photodetector, an analog-to-digital converter, a scanning mirror position sensor, an electronic key, an initial source matrix formation unit image, a block for determining the elements of the matrix of the resulting image, a block for estimating the coefficients of a linear transformation, a block for calculating the criterion function, a block for selecting the minimum value of the criterion function. In this technical solution, the reliability of target image recognition by ensuring the independence of the standard from the conditions of its observation is carried out using the correlation-extreme processing of video information, which includes three stages: pre-processing of images; calculation of criterial function values; search for the extremum of the criterion function.

Недостатком этой системы наведения является отсутствие возможности определения цветности элемента цели в контролируемой зоне.The disadvantage of this guidance system is the inability to determine the color of the target element in the controlled area.

Техническим результатом заявляемого устройства является расширение функциональной возможности определения цветности элемента цели в контролируемой зоне.The technical result of the proposed device is to expand the functionality of determining the color of the target element in the controlled area.

Технический результат достигается тем, в устройство для определения цветности элемента цели в контролируемой зоне, содержащее многоканальную систему наведения, использующую эталонное изображение и определяющую распознавание изображения цели путем обеспечения независимости эталона от условий ее наблюдения, введены источник питания постоянного тока, первый и второй преобразователи, блок вычитания, источник электромагнитных колебаний с варакторной перестройкой частоты, проградуированный блок по цветности, выполненный в виде электронного аналогового прибора со шкалой и делением о соответствии длины волны и цветности, индикатор и блок обратной связи с возможностью регулирования питающего напряжения на вводе варактолра источника электромагнитных колебаний, причем выход многоканальной системы наведения соединен с входом первого преобразователя, выход последнего подключен к первому входу блока вычитания, выход блока вычитания соединен с входами индикатора и блока обратной связи, выход блока обратной связи соединен с вводом питания варактора источника электромагнитных колебаний, ввод питания которого подключен к источнику питания постоянного тока, вывод энергии источника электромагнитных колебаний соединен с входом второго преобразователя, выход последнего соединен с вторым входом блока вычитания и входом проградуированного блока по цветности.The technical result is achieved by the fact that a device for determining the color of a target element in a controlled area, containing a multi-channel guidance system using a reference image and determining target image recognition by ensuring the independence of the reference from the conditions of its observation, is supplied with a DC power source, the first and second converters, a block subtraction, a source of electromagnetic oscillations with varactor frequency tuning, a calibrated block for color, made in the form of an electronic analog device with a scale and division according to the wavelength and color, an indicator and a feedback unit with the ability to control the supply voltage at the input of the varactolr of the source of electromagnetic oscillations, moreover the output of the multichannel guidance system is connected to the input of the first transducer, the output of the latter is connected to the first input of the subtractor, the output of the subtractor is connected to the inputs of the indicator and the feedback unit, the output of the The cable connection is connected to the power input of the electromagnetic oscillation source varactor, the power input of which is connected to the DC power supply, the energy output of the electromagnetic oscillation source is connected to the input of the second transducer, the output of the latter is connected to the second input of the subtractor and the input of the graduated color block.

Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, на основе слежения за нулевым значением двух разностных сигналов, соответствующих текущей величине исследуемой длины волны и значению опорной длины волны, может быть автоматически определена цветность элемента цели в контролируемой зоне.The essence of the claimed invention, characterized by a combination of the above features, is that based on tracking the zero value of two difference signals corresponding to the current value of the investigated wavelength and the value of the reference wavelength, the color of the target element in the controlled area can be automatically determined.

Наличие в заявляемом способе совокупности перечисленных существующих признаков, позволяет решить задачу определения цветности элемента цели в контролируемой зоне путем слежения за нулевым значением двух разностных сигналов, соответствующих текущей величине исследуемой длины волны и значению опорной длины волны, т.е. расширить функциональную возможность устройства.The presence in the claimed method of the totality of the listed existing features makes it possible to solve the problem of determining the color of the target element in the controlled area by tracking the zero value of two difference signals corresponding to the current value of the investigated wavelength and the value of the reference wavelength, i.e. expand the functionality of the device.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, принцип работы которого основывается на волновой теории цветности луча от его длины волны или частоты колебаний.The drawing shows a functional diagram of the device, the principle of operation of which is based on the wave theory of the color of the beam from its wavelength or oscillation frequency.

Устройство содержит многоканальную систему наведения 1, первый преобразователь 2, второй преобразователь 3, блок вычитания 4, источник электромагнитных колебаний с варакторной перестройкой частоты 5, блок питания постоянного тока 6, индикатор 7, блок обратной связи 8 и проградуированный блок по цветности 9, выполненный в виде электронного аналогового прибора со шкалой и делением о соответствии длины волны и цветности.The device contains a multi-channel guidance system 1, the first transducer 2, the second transducer 3, a subtraction unit 4, a source of electromagnetic oscillations with varactor frequency tuning 5, a DC power supply 6, an indicator 7, a feedback unit 8 and a graduated color unit 9, made in the form of an electronic analog device with a scale and division on the correspondence of the wavelength and color.

Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал по цветности элемента цели с выхода многоканальной системы наведения 1 поступает на вход первого преобразователя 2, осуществляющего преобразование частоты этого сигнала в длину волны. С выхода этого блока, сигнал, характеризующий текущее значение контролируемой длины волны λт, далее направляется на первый вход блока вычитания 4. Одновременно с этим, на второй вход блока вычитания с выхода второго преобразователя 3 поступает сигнал, соответствующий величине опорной длины волны λо. В рассматриваемом случае для формирования λо, после подачи питания от блока питания постоянного тока 6 на источник электромагнитных колебаний с варакторной перестройкой частоты 5 (клемма ввода питания источника электромагнитных колебаний), генерируемые источником электромагнитные колебания (клемма вывода энергии источника электромагнитных колебаний), направляют на вход второго преобразователя, в котором после преобразования частоты в длину волны, на его выходе возникает сигнал, характеризующий длину волны λо. Поступление двух этих сигналов на первый и второй входы блока вычитания, соответствующих параметрам λт и λо, приводит к тому, что на выходе этого блока образуется их разность Δλ. Пусть λо>λт, тогда Δλ=λо-λт. Согласно принципу работы предлагаемого технического решения, разностной управляемый сигнал со знаком плюс в этом случае, связанной с Δλ, отражается в индикаторе 7 и одновременно, он поступает на вход блока обратной связи 8. В данном случае, так как этот блок выходом связан с вводом питания варактора источника электромагнитных колебаний, то воздействием разностного сигнала можно перестроить частоту источника электромагнитных колебаний в сторону их увеличения. Следовательно, в данном случае увеличение частоты источника электромагнитных колебаний приведет однозначному к уменьшению опорной длины волны во втором преобразователе. В результате на выходе блока вычитания, при поступлении на его входы сигнала с длиной волны λт и сигнала с изменяющейся (укорачивание) длиной волны из- за увеличения частоты источника электромагнитных колебаний, можно достичь нулевого сигнала (показание индикатора), характеризующего равенства параметров λт и λо. При этом следует отметить, перестройка по частоте источника электромагнитных колебаний будет приостанавливаться. Ввиду того, что выход второго преобразователя одновременно соединен с входом проградуированного блока по цветности 9, фиксация в этом блоке длины волны при равенстве λт=λо даст возможность определить цветность элемента целы, излучающего электромагнитные колебания с длиной волны λт.The device works as follows. The signal under study by the color of the target element from the output of the multichannel guidance system 1 is fed to the input of the first converter 2, which converts the frequency of this signal into a wavelength. From the output of this block, a signal characterizing the current value of the controlled wavelength λ t is then sent to the first input of the subtractor 4. At the same time, a signal corresponding to the value of the reference wavelength λ about is sent to the second input of the subtractor from the output of the second converter 3 . In the case under consideration, for the formation of λ about , after power is supplied from the DC power supply 6 to the source of electromagnetic oscillations with varactor frequency tuning 5 (terminal for supplying power to the source of electromagnetic oscillations), the electromagnetic oscillations generated by the source (terminal for outputting energy of the source of electromagnetic oscillations) are sent to the input of the second converter, in which, after converting the frequency into a wavelength, a signal characterizing the wavelength λ about appears at its output. The receipt of these two signals to the first and second inputs of the subtraction block, corresponding to the parameters λ t and λ o , leads to the fact that their difference Δλ is formed at the output of this block. Let λ o >λ t , then Δλ=λ o -λ t. According to the principle of operation of the proposed technical solution, the difference controlled signal with a plus sign in this case, associated with Δλ, is reflected in the indicator 7 and at the same time, it enters the input of the feedback block connection 8. In this case, since this block is connected by the output to the power input of the varactor of the source of electromagnetic oscillations, the influence of the difference signal can be used to rebuild the frequency of the source of electromagnetic oscillations in the direction of their increase. Therefore, in this case, an increase in the frequency of the source of electromagnetic oscillations will unequivocally lead to a decrease in the reference wavelength in the second converter. As a result, at the output of the subtractor, when a signal with a wavelength λ t and a signal with a changing (shortening) wavelength due to an increase in the frequency of the source of electromagnetic oscillations arrive at its inputs, it is possible to achieve a zero signal (indicator reading), characterizing the equality of the parameters λ t and λ o . In this case, it should be noted that the frequency tuning of the source of electromagnetic oscillations will be suspended. Due to the fact that the output of the second converter is simultaneously connected to the input of the calibrated block by color 9, fixing the wavelength in this block with the equality λ t =λ o will make it possible to determine the color of the element that emits electromagnetic oscillations with a wavelength λ t .

При λо<λт на выходе блока вычитания получится разностной сигнал со знаком минус и перестройка источника электромагнитных колебаний произойдет в сторону уменьшения их частоты, т.е. увеличения опорной длины волны. В итоге все этого, по показаниям проградуированного блока по цветности можно получить информацию об измененной цветности элемента цели. При работе предлагаемого устройства возможно наличие в блоке вычитания равенства λо=λт, не требующего перестройки частоты источника электромагнитных колебаний в одну или другую сторону. В таком случае автоматически может быть оценена цветность исследуемого элемента цели.When λ o <λ t at the output of the subtraction block, a difference signal with a minus sign will be obtained and the restructuring of the source of electromagnetic oscillations will occur in the direction of decreasing their frequency, i.e. increasing the reference wavelength. As a result of all this, according to the readings of the graduated chromaticity block, you can get information about the changed chromaticity of the target element. When the proposed device is in operation, it is possible that the subtraction block has the equality λ o =λ t , which does not require frequency tuning of the source of electromagnetic oscillations in one direction or the other. In this case, the chromaticity of the studied element of the target can be automatically estimated.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении благодаря процедурам, предусматривающим слежение за нулевым значением опорной и исследуемой длин электромагнитных волн и перестройку частоты электромагнитных колебаний, характеризующей опорную длину волны, можно обеспечить определение цветности элемента цели в контролируемой зоне.Thus, in the proposed technical solution, thanks to procedures that provide for tracking the zero value of the reference and investigated wavelengths of electromagnetic waves and tuning the frequency of electromagnetic oscillations characterizing the reference wavelength, it is possible to determine the color of the target element in the controlled area.

Предлагаемое устройство помимо его применения в навигации, успешно может быть использовано в металлургии как основное средство для выявления физических свойств компонентов металлов при их плавке.The proposed device, in addition to its use in navigation, can be successfully used in metallurgy as the main tool for revealing the physical properties of metal components during their smelting.

Claims (1)

Устройство для определения цветности элемента цели в контролируемой зоне, содержащее многоканальную систему наведения, использующую эталонное изображение и определяющую распознавание изображения цели путем обеспечения независимости эталона от условий ее наблюдения, отличающееся тем, что в него введены источник питания постоянного тока, первый и второй преобразователи, блок вычитания, источник электромагнитных колебаний с варакторной перестройкой частоты, проградуированный блок по цветности, выполненный в виде электронного аналогового прибора со шкалой и делением о соответствии длины волны и цветности, индикатор и блок обратной связи с возможностью регулирования питающего напряжения на вводе варактора источника электромагнитных колебаний, причем выход многоканальной системы наведения соединен с входом первого преобразователя, выход последнего подключен к первому входу блока вычитания, выход блока вычитания соединен с входами индикатора и блока обратной связи, выход блока обратной связи соединен с вводом питания варактора источника электромагнитных колебаний, ввод питания которого подключен к источнику питания постоянного тока, вывод энергии источника электромагнитных колебаний соединен с входом второго преобразователя, выход последнего соединен со вторым входом блока вычитания и входом проградуированного блока по цветности.A device for determining the color of a target element in a controlled area, containing a multi-channel guidance system using a reference image and determining target image recognition by ensuring the independence of the reference from the conditions of its observation, characterized in that it contains a DC power source, the first and second converters, a block subtraction, a source of electromagnetic oscillations with varactor frequency tuning, a calibrated block in terms of color, made in the form of an electronic analog device with a scale and division according to the wavelength and chromaticity, an indicator and a feedback unit with the ability to control the supply voltage at the input of the varactor of the source of electromagnetic oscillations, and the output of the multichannel guidance system is connected to the input of the first transducer, the output of the latter is connected to the first input of the subtractor, the output of the subtractor is connected to the inputs of the indicator and the feedback block, the output of the feedback block connected to the power input of the electromagnetic oscillation source varactor, the power input of which is connected to the DC power supply, the energy output of the electromagnetic oscillation source is connected to the input of the second transducer, the output of the latter is connected to the second input of the subtractor and the input of the graduated color block.
RU2022104177A 2022-02-17 A device for determining the color of a target element in a controlled area RU2785092C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2785092C1 true RU2785092C1 (en) 2022-12-02

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2240485C2 (en) * 2002-09-04 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения"(ФГУП ЦНИИТОЧМАШ) Device for automatic sighting and shooting from small arms (modifications)
EP1307135A4 (en) * 2000-08-04 2006-05-31 Photonify Technologies Inc Systems and methods for providing information concerning chromophores in physiological media
CA2457669C (en) * 2000-10-17 2009-12-22 Electro Optic Systems Pty Limited Autonomous weapon system
RU2547759C1 (en) * 2013-10-07 2015-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Device for simulating infrared radiation of ground objects
RU2596246C2 (en) * 2011-02-21 2016-09-10 Стратек Системс Лимитед Observation system and method of detecting contamination or damage of aerodrome with foreign objects
RU2756170C1 (en) * 2020-11-06 2021-09-28 Акционерное общество Научно-производственное предприятие "Авиационная и Морская Электроника" Optoelectronic multi-channel homing head

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1307135A4 (en) * 2000-08-04 2006-05-31 Photonify Technologies Inc Systems and methods for providing information concerning chromophores in physiological media
CA2457669C (en) * 2000-10-17 2009-12-22 Electro Optic Systems Pty Limited Autonomous weapon system
RU2240485C2 (en) * 2002-09-04 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения"(ФГУП ЦНИИТОЧМАШ) Device for automatic sighting and shooting from small arms (modifications)
RU2596246C2 (en) * 2011-02-21 2016-09-10 Стратек Системс Лимитед Observation system and method of detecting contamination or damage of aerodrome with foreign objects
RU2547759C1 (en) * 2013-10-07 2015-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Device for simulating infrared radiation of ground objects
RU2756170C1 (en) * 2020-11-06 2021-09-28 Акционерное общество Научно-производственное предприятие "Авиационная и Морская Электроника" Optoelectronic multi-channel homing head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8587789B2 (en) Chromatic point sensor compensation including workpiece material effects
US3941484A (en) Non-contact dimensional measurement technique
EP1645854B1 (en) Method and apparatus for measurement of optical detector linearity
JPWO2006068217A1 (en) 3D shape measuring device
US11573305B2 (en) Direction and doppler shift in ranging systems and methods
KR101418832B1 (en) Method for speckle mitigation in an interferometric distance meter and corresponding distance meter
US8586929B2 (en) Method and apparatus for determining the distance to an object emitting an IR signature
CN110702210A (en) Nonlinear error correction method for optical fiber Michelson interference vibration meter
CN113056650B (en) Method and apparatus for in situ process monitoring
Gatet et al. Comparison between analog and digital neural network implementations for range-finding applications
Iwazumi et al. On-line measurement of sarcomere length from diffraction patterns in muscle
RU2785092C1 (en) A device for determining the color of a target element in a controlled area
CN111750799A (en) Interference illumination-based five-dimensional information measuring device and method for spectrum polarization morphology
KR102101743B1 (en) Multi wavelength spacing modulated light source and optical interference shape measuring device using same
US7466426B2 (en) Phase shifting imaging module and method of imaging
Lim et al. A novel one-body dual laser profile based vibration compensation in 3D scanning
US11486694B2 (en) Chromatic range sensor system for measuring workpiece thickness
US4822170A (en) Sensor for the contactless linear measurement of the distance of a target by backscattered radiation
RU2709600C1 (en) Michelson interferometer for determination of refraction index of surface plasmon-polaritons of terahertz range
RU2269795C1 (en) Method for one-positional measurement of laser emission source coordinates and device for realization of said method
CN105180801B (en) A kind of contrast anti-interference stepped corner reflector laser interferometer and scaling method and measuring method
Zhang et al. Novel Data-Processing Method for High-Resolution Spectrally Steered LiDAR using Dispersion-Tuned Swept Laser
JPH0727526A (en) Surface shape inspecting device
JPS63111402A (en) Position measuring instrument
KR100401478B1 (en) The imaging system using off-axis incident beam