Устройство для моделирования зрительного анализатора движения

 

Изобретение относится к области моделирования нейронных структур, в частности зрительной системы, выделяющей признаки изображения, и может быть использовано в технических системах переработки информации. Целью изобретения является повьшение точности, разрешающей способности устройства и получения возможности количественного определения места положения объекта при его движении. Цель достигается введением в устройство линейки из п световодов, элементов НЕ, элементов сравнения, элемента НЕ-Ш1И, элементов И-НЕ, двух одновибраторов и реверсивного счетчика . Введенные логические элементы позволяют отслеживать положение объекта относительно линейки световодов , отображая положения объекта в значение реверсивного счетчика, а (Л введение световодов позволяет увеличить разрешающую способность устройства , изменяя геометрические размеры и количество световодов. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 06 G 7 60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕН ф: "

Н А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3783034/24-24 (22) 02-07 ° 84 (46) 15.10.86. Бюл. ¹ 38 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им. Г.В.Карпенко (72) И.N.Цыгельный, А.И.Корнблюм, В.И.Ткачев и К.Б.Кацов (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 595745, кл. G 06 G 7/60, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1003113, кл. G 06 G 7/60,,1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА ДВИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области моделирования нейронных структур, в частности зрительной системы, выделяющей признаки изображения, и может быть использовано в технических

„„SU„,, 1264214 А 1 системах переработки информации.

Целью изобретения является повышение точности, разрешающей способности устройства и получения воэможности количественного определения места положения объекта при его движении.

Цель достигается введением в устройство линейки из Il световодов, элементов НЕ, элементов сравнения, эле- мента НЕ-ИЛИ, элементов И-НЕ, двух одновибраторов и реверсивного счетчика. Введенные логические элементы позволяют отслеживать положение объекта относительно линейки световодов, отображая положения объекта в д значение реверсивного счетчика, а

Ю введение световодов позволяет увеличить разрешающую способность устройства, мзмеяяя геометрические размеры и количество световодов. 3 ил.

1264214

Изобретение относится к моделированию нейронных структур, в частности зрительной системы, выделяющей признаки изображений, и может быть использовано в технических системах переработки информации.

Целью изобретения является повышение точности моделирования, разрешающей способности устройства, а также возможности количественного опре- 10 деления места положения объекта при его возвратно-поступательном движенин.

На фиг. 1 представлена структур- . ная схема устройства для моделирова- 15 ния зрительного анализатора движения, на фиг. 2 — то же, блока выделения импульсов этого устройства, на фиг. 3 — осциллограммы сигналов (на осциллограммах пе показаны задержки, 20 вносимые одновибраторами).

Устройство (фиг. 1) содержит фотодиодные ключи 1-3, триггеры 4-7, элементы И 8-10, элемент ИЛИ 12, одновибраторы 11 и 13, выходы "направления" !4 и 15, неподвижную линейку

16, световоды 17, пучки концов световодов 18-20, подвижный объект 21, элемент И-НЕ 22 и 23, реверсивный счетчик 24, блок выделения импуль- 30 сов 25, выход "положения" 26. Блок 25 (фиг, 2) содержит элементы НЕ 27-29, элементы сравнения 30-32, элемент

НЕ-ИЛИ 33.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

При движении объекта 21, представляющего собой темную метку на прозрачном фоне, поперечным размером

1,5 диаметра сечения световода {в положительную сторону) последовательно перекрываются от источника света первые, закрепленные на неподвижной линейке 16 концы световодов 17, вторые концы которых сведень| в пучки 18-20, и подведены к фатодиодным ключам 1-3, в порядке 1.2 3 1 2 3 1 (положительный порядок). При движе-. нии объекта в обратную сторону порядок перекрытия фотодиодных ключей

132132... (отрицательный порядок).

В любом иэ положений объектом 21 перекрыт только один из первых концов светодиодов, расположенных на линейке. Фотодиодные ключи 1-3 при переходе иэ состояния 10свещено" в состояние "Затемнено" выдают корот.кие импульсы, необходимые для переключения триггеров 4-6. Выходы диод- ных ключей 1-3 соединены с входами этих триггеров таким образом, что выходной импульс с выхода ключа взводит одноименный триггер и сбрасывает следующий триггер. При движении объекта в положительном направлении любой взведенный триггер сброшен через один шаг движения, заключающийся в переходе от одного из первых концов световодов до другого. Таким образом, в любой момент времени два триггера из трех находятся во взведенном состоянии. При движении объекта в противоположную сторону в любой момент времени взведен только один триггер. Выходное состояние триггера 7 устройства, определяющее направление движения объекта, соответствует логической функции

Х = (Т, а Т,) V(T, a Т,) v(T, лт ), 5 1 3 6 где Т,, Т, Т вЂ” состояния соответСб ствующих триггеров, логическая единица соответствует взведенному состоянию, ноль исходному, причем выходное состояние Х = 1 соответствует случаю движения объекта в положительную сторону, Х = 0 соответствует движению в отрицательную сторону.

При реверсе движения объекта выходное состояние изменяется после первого же шага в противоположную сторону.

При срабатывании любого фотодиодного ключа происходит переключение одного или двух триггеров 4, 5 и 6.

При повторном или кратном срабатывании того же фотодиодного ключа, что соответствует колебаниям объекта относительно некоторого фиксированного положения, состояние триггеров 4, 5 и 6 не изменяется и блок выделения импульсов 25, реагирующий на из— менение состояпия триггеров, Hp формирует импульсов, что исключает оши- бочное срабатывание счетчика 24.

При движении объекта на один шаг всегда изменяется состояние одного или двух из триггеров (в зависимости от направления), причем изменение состояния может быть как из "1".в

"0", так и наоборот. В стационарном состоянии на выходах элементов 30, 31 и 32 всегда имеет место состояние логической единицы. В момент изменения состояния следующего триггера ввиду задержкц распространения сигнала, вносимой элементом НЕ, на вы1264214 ходе схемы сравнения кратковременно устанавливается состояние логического нуля. Таким образом, на выходе элемента 33 в ответ на перемещение объекта на один шаг в любую сторону, 5 формируется кратковременный импульс, который запускает одновибратор 11.

По срезу выходного импульса одновибратора 11 запускается одновибратор 13.

Назначением одновибратора 11 является внесение некоторой задержки, необходимой для окончания переходных процессов в логических схемах. Выходной импульс одновибратора 11 используется для стробирования тригге- <5 ра 7, фиксирующего состояния "1" при Х 1 и "О" прн Х = О. Импульс, формируемый одновибратором 13, в зависимости от состояния элемента 7, являющегося выходом определителя 20 направления движения, через элементы И-НЕ 22 или 23 поступает на суммирующий или вычитающий вход реверсивного счетчика 24, показание которого пропорционально перемещению объекта.

Использование предлагаемого устройства позволяет существенно повысить точность определения направления движения объекта, производить количественное определение его поло- 30 жения. Это достигается тем, что разрешающая способность и точность устройства уже определяются не размерами фотодиода, а диаметром сечения световода, которое может быть очень малым (по выбору экспериментатора).

Кроме того, устройство позволяет определять характеристики разнообразных объектов двумя методами: во-первых, располагать движущийся объект между источником света и неподвижной линейкой так, чтобы тень его проекции на линейку не превышала по размеру 1,5 диаметра сечения световода (или обеспечить этот эффект подбором 45 необходимой оптической системы), во-вторых, можно данную метку закреплять на некотором объекте значительных размеров и осуществлять проекцию ее тени на линейку.

Формула изобретения

Устройство для моделирования зрительного анализатора движения, содер->5 жащее линейку из трех фотодиодных ключей, выход первого фотодиодного ключа подключен к единичному входу первого триггера и к йулевому входу второго триггера, выход второго фотодиодного ключа подключен к единичному входу второго триггера и к нулевому входу третьего триггера, выход третьего фотодиодного ключа подключен к нулевому входу первого триггера и к единичному входу третьего триггера, прямой выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к первому и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четвертого триггера, выходы которого являются выходами устройства, прямой выход первого триггера подключен к второму входу второго элемента И и к первому входу третьего элемента И, выход которого подключен к третьему входу элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования. в него введены линейка из и световодов, элементы НЕ, элементы сравнения, элемент НЕ-ИЛИ, элементы И-НЕ, одновибраторы H реверсивный счетчик, выход которого является выходом устройства, первые выводы световодов, образующие линейку, оптически связаны с источником оптической информации, вторые выводы (3; + j) — х л и-3 (i =0, 1, 2, — —, где j = 1,2,3) световодов оптически подключены к

j-м фотодиодным ключам, прямые выходы первого, второго н третьего триггеров подключены соответственно к первым входам первого, второго и третьего элементов сравнения, через соответствующие элементы НЕ к вторым входам первого, второго и третьего элементов сравнения, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента НЕ-ИЛИ, выход которого через первый одновибратор подключен к второму входу четвертого триггера и к входу второго одновибратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов

И-НЕ,. выходы которых подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика, прямой и инверсивный выходы четвертого триггера соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И-НЕ.

1264214

Фи8.У

due.2

Составитель A.ßèöêoâ

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Рошко.

Редактор А.Гулько

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5565/51

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4