專(zhuān)利名稱(chēng)：用以觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)物流的跟蹤攝象-錄象裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用以觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)物流的跟蹤攝象－錄象裝置，屬信息處理技術(shù)領(lǐng)域。
觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)物流的傳統(tǒng)方法是用高速攝影機(jī)拍電影或用帶電子快門(mén)的視頻攝象機(jī)錄象，其共同的基本原理是通過(guò)縮短曝光時(shí)間來(lái)減小因相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的圖象模糊，以獲得盡可能清晰的圖象，此時(shí)必須有足夠的光照。此法不但成本高，而且在運(yùn)動(dòng)速度很快時(shí)并不總能保證得到能清晰反映運(yùn)動(dòng)物細(xì)節(jié)的圖象。例如，在現(xiàn)代的鋁箔軋制生產(chǎn)線中，軋制速度可達(dá)20－30米／秒，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，工廠要求在線檢測(cè)出大小為毫米級(jí)的表面缺陷，包括小于1毫米的針孔。實(shí)驗(yàn)表明，在車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)光照下，利用民用高靈敏度攝象機(jī)要得到S／N比足夠滿意的圖象，曝光時(shí)間τ應(yīng)大于4.0毫秒，加強(qiáng)光照后，曝光時(shí)間可縮到1毫秒左右，這時(shí)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的模糊度δv將達(dá)2－8厘米，因而無(wú)法檢查出毫米級(jí)的缺陷。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種低成本的用來(lái)觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)物流的跟蹤攝象－錄象裝置，以簡(jiǎn)便的調(diào)整和使用方法，獲得快速運(yùn)動(dòng)的物流(即連續(xù)不斷的物體)的清晰圖象。
本實(shí)用新型的內(nèi)容是一種用以觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)物流的跟蹤攝象－錄象裝置，該裝置由攝象－錄象機(jī)、多面轉(zhuǎn)鏡、裝在轉(zhuǎn)鏡軸上的傳動(dòng)輪，用以驅(qū)動(dòng)物流的傳輸輥和變速機(jī)構(gòu)組成。傳輸輥帶動(dòng)變速機(jī)構(gòu)的輸入軸，變速機(jī)構(gòu)的輸出軸帶動(dòng)多面轉(zhuǎn)鏡軸上的傳動(dòng)輪，所以多面轉(zhuǎn)鏡的角速度與物流的線速度成正比。通過(guò)精確設(shè)計(jì)和調(diào)整攝象機(jī)／多面轉(zhuǎn)鏡與被觀測(cè)物流的距離，攝－錄象機(jī)即可跟蹤攝取快速運(yùn)動(dòng)物流的清晰圖象，同時(shí)用錄象機(jī)錄下以備進(jìn)一步分析用。
利用本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的觀測(cè)裝置，除了在特暗的場(chǎng)所外，不需特別加強(qiáng)光照，也不必縮短曝光時(shí)間，即可將圖象的運(yùn)動(dòng)模糊度δv減少百倍以至上千倍，從而獲得快速運(yùn)動(dòng)物流的清晰圖象。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的側(cè)視圖。
圖3是本實(shí)用新型的另一應(yīng)用實(shí)例。
圖中，1是攝－錄象機(jī)，2是多面轉(zhuǎn)鏡，3是裝在轉(zhuǎn)鏡軸上的傳動(dòng)輪，4是傳動(dòng)環(huán)節(jié)，在本實(shí)施例中為皮帶，5是被觀測(cè)物流，6是傳輸輥，7是與主動(dòng)傳輸輥耦合在一起的變速機(jī)構(gòu)，在本實(shí)施例中為小皮帶輪。8是轉(zhuǎn)鏡軸。圖3中，9是大摩擦輪，10是小摩擦輪，11是驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速器，12是激光器，13是車(chē)廂。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的內(nèi)容。當(dāng)攝－錄象機(jī)和轉(zhuǎn)鏡按圖1所示布置時(shí)，設(shè)物流速度為V，多面轉(zhuǎn)鏡的角速度為ω，多面轉(zhuǎn)鏡與物流之間的距離為D，則攝象機(jī)視線的運(yùn)動(dòng)速度為VS＝D.2ωm，VS越接近于Vo，攝－錄象機(jī)攝得的運(yùn)動(dòng)物流圖象的模糊程度越小。根據(jù)這一原理，只要適當(dāng)選擇D或ωm，或同時(shí)調(diào)整D和ωm，就可以拍攝到運(yùn)動(dòng)物流的清晰圖象。
圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例從地面觀察行進(jìn)中列車(chē)車(chē)廂或汽車(chē)的狀況和編號(hào)等等。
此時(shí)該裝置由攝象－錄象機(jī)及激光器、多面轉(zhuǎn)鏡、無(wú)級(jí)變速器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速器組成，無(wú)級(jí)變速器的輸入軸與減速器相連，輸出軸則與多面轉(zhuǎn)鏡同軸安裝。
如圖3所示，用帶減速器的驅(qū)動(dòng)電機(jī)8帶動(dòng)耦合在轉(zhuǎn)鏡軸上的無(wú)級(jí)變速器9；在選定多面轉(zhuǎn)鏡與車(chē)廂之間的距離后，利用無(wú)級(jí)變速器調(diào)整多面轉(zhuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使模糊度減到盡可能小。其中的無(wú)級(jí)變速器由大、小摩擦輪組成，小摩擦輪與減速器相連，大摩擦輪與多面轉(zhuǎn)鏡同軸安裝。在攝－錄象機(jī)上裝一激光器，其光束經(jīng)轉(zhuǎn)鏡反射后，其移動(dòng)速度和攝象機(jī)視線移動(dòng)速度相等，當(dāng)激光照在車(chē)廂上形成的光點(diǎn)相對(duì)于車(chē)廂的運(yùn)動(dòng)很慢時(shí)，即可認(rèn)為已達(dá)到合適的ωm，以觀察行進(jìn)中的火車(chē)為例，設(shè)車(chē)速為72Km／小時(shí)＝20米／秒，仔細(xì)調(diào)整ωm，不難做到使(VS－Vo)＜1米／秒，若曝光時(shí)間為20毫秒，則殘留的運(yùn)動(dòng)模糊小于2厘米，這對(duì)判斷車(chē)況和識(shí)別車(chē)廂編號(hào)就足夠了。
權(quán)利要求1.一種用以觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)物流的跟蹤攝象-錄象裝置，其特征在于該裝置由攝象-錄象機(jī)、多面轉(zhuǎn)鏡、裝在轉(zhuǎn)鏡軸上的傳動(dòng)輪，用以驅(qū)動(dòng)物流的主動(dòng)傳輸輥和變速機(jī)構(gòu)組成；傳輸輥帶動(dòng)變速機(jī)構(gòu)的輸入軸，變速機(jī)構(gòu)的輸出軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)鏡軸上的傳動(dòng)輪。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述的變速機(jī)構(gòu)包括大皮帶輪、小皮帶輪和皮帶；所述的小皮帶輪與物流主動(dòng)傳輸輥同軸安裝；大皮帶輪與轉(zhuǎn)鏡的傳動(dòng)輪同軸安裝。
3.一種用以觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)物流的跟蹤攝象－錄象裝置，其特征在于裝置由攝象－錄象機(jī)及激光器、多面轉(zhuǎn)鏡、無(wú)級(jí)變速器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速器組成，無(wú)級(jí)變速器的輸入軸與減速器相連，輸出軸與多面轉(zhuǎn)鏡同軸安裝。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于其中所述的無(wú)級(jí)變速器由大、小摩擦輪組成，小摩擦輪與減速器相連，大摩擦輪與多面轉(zhuǎn)鏡同軸安裝。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用以觀測(cè)快速運(yùn)動(dòng)物流的跟蹤攝象—錄象裝置，該裝置由攝象—錄象機(jī)、多面轉(zhuǎn)鏡、轉(zhuǎn)鏡驅(qū)動(dòng)部件等組成。使多面轉(zhuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與快速運(yùn)動(dòng)物流的運(yùn)動(dòng)速度成正比，精確設(shè)計(jì)并調(diào)整攝象機(jī)—多面轉(zhuǎn)鏡與被觀測(cè)物流的距離，攝象—錄象機(jī)即可跟蹤攝取快速運(yùn)動(dòng)物流的清晰圖象，同時(shí)用錄象機(jī)將圖象記錄下來(lái)，以備進(jìn)一步分析用。
文檔編號(hào)H04N5/225GK2187863SQ9420287
公開(kāi)日1995年1月18日 申請(qǐng)日期1994年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月3日
發(fā)明者石定機(jī), 吳伯新, 朱志剛 申請(qǐng)人:清華大學(xué)