Оптико-электронное корреляционное устройство

 

Изобретение может быть использовано в качестве активного сенсора в системах управления движением робота . Цель изобретения состоит в повышении точности слежения за априорно неизвестным объектом. Устройство содержит когерентный коррелятор с совместным преобразованием, на вход которого с объектива, первого управляемого оптического транспаранта , входного светоделителя и формирователя перевернутого изображения проектируется прямое и повернутое на 180 изображение объекта. 1 з.п.ф-лы 1 ил. Q е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,ЕЫ;„, 1244

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C р а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3703130/24-24 (22) 17.02.84 (46) 15.07.86.Вюл. 11 26 (71) Моековский .ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (72) P.Ï.Êàìèíñêèé,.С.Х.Султанов и А.В.Кольцов (53) 681.333(088.8) (56) ТИИЭР, т.67, 9 5, 1979, с.138, рис.7.

Патент Великобритании Р 2130039, кл..G 01 $ 17/66, 1984. (54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ КОРРЕЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (11 4 С 06 G 9/00, G Ql S 17/66 (57) Изобретение может быть использовано в качестве активного сенсора в системах управления движением робо— та. Цель изобретения состоит в повы— шении точности слежения за априорно неизвестным объектом. Устройство со- . держит когерентный коррелятор с совместным преобразованием, на вход которого с помощью объектива, первого управляемого оптического транспаран" та, входного светоделителя и формирователя перевернутого изображения проектируется прямое и повернутое на о

180 изображение объекта. 1 з.п.ф-лы

1 ил.

1244681

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам корреляционного слежения за объектом, и может быть использовано, например, в качестве активного сенсора в системах управления движением робота.

Целью изобретения является повьпне— ние точности вычисления корреляционной функции изображения априорно не известного объекта.

На чертеже представлена функциональная схема оптико-электронного устройства для слежения за объектом.

Оптико-электронное устройство содержит расположенные на оптической оси лазер 1, коллиматор 2, первый управляемый оптический транспарант 3, входной светоделитель 4, состоящий из полупрозрачного 5 и отражательного 6 зеркал, формирователь 7 перевернутого изображения, состоящий из линз 8 и 9, первый Фурье-преобразующий элемент 10, второй управляемый оптический транспарант 11, считывающий светоделитель 12, второй Фурьепреобразующий элемент 13 и двумерный фотоприемник 14. C лазером 1 и с управляемыми транспарантами 3 и

I1 связан импульсный источник пита—

1 5, один из Bblxo+0E3 KoTopoI о связан также с источником 16 подсве— та объекта. Изображение объекта 17 проектируется на первый транспарант

3 объективом 18.

Устройство работает следующим образом.

Источник подсвета 16, запускаемый от импульсного блока питания 15, периодически освещает объект наблюдения 17. Объектив 18 формирует изоб— ражение объекта Е(х,у) на фотопроводящем слое транспаранTB 3, работающего в покадровом режиме преобразования некогерентного изображения в когерентное. Двумерный когерентный сигнал, сформированный лазером 1, коллиматором 2 и транспарантом 3, делится полупрозрачным зеркалом 5 ка два изображения, смещенных отко— сительно оптической оси первого

Фурье-преобразующего элемента 10 на головину его апертуры. При этом второе изображение поступает на вход формирователя 7 перевернутого orr тического изображения, выполненного, например, иэ двух одинаковых линз 8

H 9, устаковшккых на двойном фо— кусном расстоянии одна от другой.

Таким образом, на входе коррелятора с совместным преобразованием (на элементе 10) сравниваются два изображения Е,,(х,у-d) и F. (-х, -y+d), 5 где d — половика апертуры второго транспаранта 11„ В фокальной плоскости элемента 10 формируются два оптических сигнала с. комплексными амплитудами, пропорциональными Фурьеобразам G,.(1„,1„) " 1и О (- "„, - d„jx

c "" сравниваемых изображений.

1?езультат интерференции этих сигналов записывается íà. втором управляемом оптическом транспаранте !1: (С (), a,) е "1+ GÄ (- 1 -«3 ) "" Й = ., г1

""ч т.е. регистрируется обобщенная голограмма, которая затем считывается когерентным пучком от .светоделителя 2. В выходной плоскости коррелятора возникает сложная картина в центре, пропорционапьная автокорреля25 %;( ционкым функциям Е E„, Е. Е, и двух светлых областей, находящихся на расстоянии 4 d одна от другой и представляющих собой автосвертки

F,, (х,у) >: Е "(-х,-у)=Е(х,у) Г (-х,— у), 30 Е (х,у),» E (-х,-y)=E (x,у) + Е(— х,— у) т . к . при коэффициенте увеличения устроНс TBc: формирования перевернутого изображения, равном 1, изображения

Е и Е идентичны Е„= Е = Е, но

35 развернуты на 180 одно откосительно другогс . Если изображение E(х,у) обладает симметрией, т.е. Е(x,у} = p"(v)

==F. (-х,-у), то автосвертки идектич«ы автскорреляциям:

Е(х,у) Е (-х,-у)=Е(х,у) Е "(х,у);

E (х,у) +E(х,-у) =E" (х,у) Е(х,у) . 3 случае., когда центр иэображения объект . на входе транспаранта 3 расположен строго на оптической оси, центры последних автокорреляциокньгх откликсB смещены от основной оптической оси на расстояние х,„=0; у „, = + 2d. При появлении рассогла— сования, т.е. смещении изображения объекта на величины (..д х, +p у. ), У

1 пропорциональные угловому смещению объекта по азимуту л м и углу места изображения Е,. и Е на входе

55 элемента 10 смещаются в противоположных направлениях. Это приводит к тому, что центры автокорреляций будут смещены ка величину, пропорциональ124468) стоянии друг от друга. (8ияад

Составитель Г. Зелинский

Редактор M.Öèòêèíà Техред Л.Олейник Корректор В.Бутяга

Заказ 3920/53 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Произвопс твенно-полиграфическое предприятие,г. Ужгород,ул.Проектная,4 ную х =+ах,, у =+2d +ау . Ин5bIX r ЬЫХ тенсивность пика и его координаты измеряются двумерным фотоприемником

14 и подаются на управление перемещением оси визирования. 5

Формула изобретения

1. Оптико-электронное корреляционное устройство, содержащее расположенные последовательно лазер, коллиматор, первый управляемый оптический, транспарант, первый Фурье †преобразующий элемент, второй управляемый оптический транспарант, считывающий светоделитель, второй Фурье-преобразующий элемент и двумерный фотоприемник, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности вычисления корреляционной функции изображения априорно неизвестного объекта, в устройство введены объек— тив, входной светоделитель, состоящий из полупрозрачного и отражательного зеркал, выходы которых являются соответственно первым и вторым abrxoдами входного светоделителя, формирователь перевернутого изображения, источник подсвета объекта и импульс— ный источник питания, при этом объектив размещен на фокусном расстоянии перед первым управляемым оптическим транспарантом, выход которого оптически связан с входом входного светоделителя, первый выход которого через формирователь перевернутого изображения оптически связан с нижней половиной входной апертуры первого.Фурье-преобразующего элемента, второй выход входного светоделителя .оп-,ически непосредственно связан с верхней половиной входной апертуры первого Фурье-преобразующего элемента, а первый, второй, третий и четвертый выходы импульсного источника питания электрически соединены соответственно с первым и вторым управляемыми транспарантами, с лазером и источником подсвета объекта.

2. Устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирователь перевернутого изображения состоит из двух одинаковых линз, установленных на двоином фокусном рас