Оптикоэлектронный координатор для автоматического вождения мобильных агрегатов

 

Изобретение относится к средствам автоматизации вождения мобильных агрегатов и обеспечивает измерение координаты следа на местности относительно агрегата с высокой помехоустойчивостью измерений. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции . Координатор содержит матрич

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (504 H04N7 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A ВТОРОИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i)3, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4065408/30-15 (22) 08.05.86 (46) 29.02,88, Бюл. Р 8 (71) Одесский филиал Научно-производственного объединения по тракторостроению "HATH" и Сибирское отделение Научно-производственного объединения по тракторостроению "HATH" (72) Г.И. Лавров, В.В. Андрианов и В.С, Абушенко (53) 621.371(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1109956, кл, Н 04 N 7/ 18, 1983.

„„SU„;, ИРОИ А1 (54) ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫИ КООРДИНАТОР

ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВОЖДЕНИЯ MOBKIb.HbE АГРЕГАТОВ (57) Изобретение относится к средствам автоматизации вождения мобильных агрегатов и обеспечивает измерение координаты следа на местности относительно агрегата с высокой помехоустойчивостью измерений. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции. Координатор содержит матрич1 ное фотоприемное устройство 1 и формирователь 2 выходного сигнала, выполненный в виде последовательно соединенных селектора 7 строба, блока 8 адресации, блока 9 памяти текущего изображения, блока 1О опроса памяти, блока 11 фиксации следа и преобразователя 12 выходного сигнала. В цепи обратной связи между блоком 11 фиксации следа и селектором 7 строба включены генератор 13 строба и блок 14 управления стробом.

Координатор. также включает в себя

378086 синхрогенератор 15, синхронизирующий работу блоков координатора, и сигнализатор 16 захвата следа. Приведенная структурная схема координатора позволяет автоматизировать переход от режима поиска к режиму стробирования полезного сигнала и обратно, а также обеспечить динамическое преобразование выходного сигнала и упростить конструкцию эа счет исключения эта» лонной памяти и дублирования в каналах определения координат. 2 s,ï. ф-лы, 9 ил, Изобретение относится к средствам автоматизации вождения мобильных агрегатов, и может быть использовано в качестве навигационного устройства дпя автоматизации вождения любых наземных безрельсовых транспортных средств.

Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей и упрощение конструкции координатора, На фиг. 1 представлена структурная схема оптикозлектронного координатора; на фиг, 2 — структурная схема формирователя видеооимпульсов; на фиг. 3 — структурная схема селектора троба; на фиг. 4 - структурная схема пока фиксации следа; на фиг. 5— структурная схема преобразователя выходного сигнала; на фиг. 6 — структурная схема генератора строба; на фиг. 7 — структурная схема блока управления стробом; на фиг. 8 и 9— временные диаграммы работы основных блоков координатора.

На фиг. 8 и 9 приняты следующие условные обозначения сигналов блоков координатора: (цифры в скобках — од нозначный номер блока на фиг. 1)

0„(9) и 0 (9) — сигналы 1-4 строки, поступающие в блок 9, при этом сигналы, не пропускаемые стробом, перечеркнуты, строб показан в запоминаемой в данный период строке пунктироМ, сигналы помехи заштрихованы; индексы временных интервалов Тт— период такта; Т - период строки;

Р

Т„ — период кадра; i - индекс теку»

S0 щего периода кадра i - последний индекс периода строки 6 „, ..., 1 номер опрашиваемой строки фотоприемной матрицы — ФШ4); — временной сдвиг полезного сигнала относительно конца строки; U„ - пороговый уровень.

Оптикоэлектронный координатор содержит фотоприемное устройство 1 и формирователь 2 выходного сигнала, Фотоприемное устройство 1 выполнено в виде последовательно соединенных оптической системы 3, ФПМ 4, связан. ной с оптической системой 3 оптически, блока 5 опроса ФПМ, формирователя 6 видеоимнульсов. Формирователь

2 выходного сигнала включает в себя соединенные последовательно селектор

7 строба, первый вход которого является входом формирователя 2 выходного сигнала и подключен к выходу формирователя 6,видеосигнала, блок 8 адресации, блок 9 памяти, блок IO onроса, блок 11 фиксации следа, преобразователь 12 выходного сигнала. Кроме того, формирователь 2 выходного сигнала содержит генератор 13 строба блок 14 управления стробом, синхрогенератор 15 и сигнализатор 16 захвата следа. Первые входы генератора

13 строба и блока 14 управления стробом подключены к выходу блока 11 фи. . сации следа. Выход генератора 13 стро: ба соединен с вторым входом селекто35 ра 7 строба, к третьему входу которого, а также к второму входу генератора 13 строба и входу сигнализа1378086 тора 16 захвата следа подключен выход блока 14 управления стробам. Считывающий выход синхрогенератора 15 (сигнал U ) соединен с вторыми вхо5 дами блока 5 опроса ФПМ, блока 8 адресации блока 10 опроса памяти текущего изображения, блока 11 фиксации следа, преобразователя 12 выходного сигнала и блока 14 управления стробом. Строчный выход синхрогенератора

15 (сигнал U ) подключен к третьим входам блока 5 опроса ФПМ, блока 8 адресации и к второму входу формирователя 6 видеоимпульсов. Тактовый выход синхрогенератора 15 (сигнал

U ) соединен с тактовыми входами т блока 5 опроса ФПМ, блока 8 адресации, блока 10 опроса памяти текущего изображения, преобразователя 12 выходного сигнала и генератора 13 строба.

Оптическая система 3 выполнена в виде объектива, в плоскости изображения которого установлена ФПМ 4, причем в номинальном положении изображение следа совпадает с границей раздела центральных столбцов

ФПМ представляет собой прямоугольную матрицу содержащую Ь светочувствиУ

ЗО тельных элементов в строке и m — в столбце, и соответственное количества информационных электрических выходов. Блок 5 опроса ФПМ может быть выполнен, например, в виде мультипле- ксора (коммутатара) и счетчика, уп- 35 равляемого выходными сигналами синхрогенератора 15: считывающим — по кадрам, строчным — по началу строк, тактовыми — по растровым элементам

40 строк.

Формирователь 6 видеоимпульсов (фиг. 2) содержит последовательно соединенные схемы 17 автоматической регулировки усиления (АРУ), дифференциатор 18, амплитудныи селектор 19, 45 формирователь 20 импульса, а также содержит счетчик 21, схему 22 сравнения кодов (ССК), задатчик 23 числа импульсов, ключ 24 и интегратор 25.

Вход схемы 1? АРУ подключен к выходу 50 блока 5 опроса ФПМ, счетный вход счетчика 21 — к выходу формирователя 20, а выходы счетчика 21 и задатчика числа импульсов 23 — к входам схемы 22 сравнения кодов. К вхаду . 55 установки нуля счетчика 21 подключен строчный выход синхрагенератора 15. Выход формирователя 20 импульсов соединен через ключ 24, к управляющему входу которого подключен выход ССК 22, с входом интегратора

25, выход которого подсоединен к входу установки уровня селекции амплитудного селектора 19.

Селектор 7 строба (фиг, 3) выполнен в виде демультиплексора (распределителя) 26, информационный вход которого соединен с выходом формирователя 20 видеоимпульсов, а управляющий вход — с выходом блока 14 управления стробом. Первыи выход демультиплексара 26 соединен с первым входом первой схемы И 27, а второй — с первым входом первой схемы ИЛИ. К второму входу первой схемы И 27 подключен выход генератора 13 строба, а выход первой схемы И 27 соединен с вторым входом первой схемы ИЛИ 28, выход которой является выходом селектора страба, и подключен к информационному (первому) входу блока 8 адресации, который может быть выполнен в виде демультиплексора, и счетчика, управляемого, аналогично блоку 5 опроса, синхрагенератором 15, Блок 9 памяти текущего изображения может быть выполнен в виде набора регистров, имеющего структуру матрицы элементов, т,е, с размерностью строки (количеством столбцов), меньшей размерности строки ФПМ на единицу, и с количеством строк, равным количеству строк ФПМ.

Блок 10 опроса памяти текущего изображения может быть выполнен в виде мультиплексора и счетчика, управляемого считывающим (по строке опроса) и тактовым (по растровым элементам) выходными сигналами синхрогенератара 15.

Блоки адресации 8, памяти 9, опроса 10 могут быть совмещены в больших интегральных схемах и в данном случае выделены для наглядности, а также ввиду некоторых особенностей

4 записи (нестрочная, непрерывно по тактам) и считывания (последняя строка кадра).

Блок 11 фиксации следа (фиг, 4) содержит пороговое устройство 29, сумматор 30, первый инвертор 31, первый. ключ 32, блок 33 запоминания максимального значения и линию 34 задержки. Выход порогового устройства 29 подключен к первому входу сумматора 30 и к входу инвертора

1378086

31, который соединен последовательно с ключом 32 и блоком 33 памяти максимального значения, выполненного например, в виде регистра. Выход блока 33 памяти максимального зна5 чения, выполненного, например, в виде регистра, соединен с вторым входом сумматора 30, выход которого является выходом блока 11 фиксации . 10 следа и подключен через линию 34 задержки к управляющему входу первого ключа 32. К входу стирания содержимого блока 33 памяти максимального значения подключен считывающий выход синхрогенератора 15.

Преобразователь 12 выходного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных второй схемы ИЛИ 35 (фиг ° 5), первый Вход которой является входом преобразователя 12 выходного сигнала и подключен к выходу сум. матора 30, первого счетчика 36, формирователя 37 половины кода, управляемога делителя 38 второго ключа 39, запоминающего устройства 40, выполненного, например, в виде интегратора, а также содержит второй инвертор

41. Выход второй схемы ИЛИ 35 соединен с входом установки нуля первого счетчика 36, разрядность кото30 рого должна быть равна размерности строки блока 9 памяти текущего изображения, т.е. и — 1. К второму входу второй схемы ИЛИ 35, входу разрешения счета первого счетчика 36 и через второй инвертор 41 к управляющему входу второго ключа 39 подключен считывающий выход синхрогенератора

15. К счетному входу первого счетчика 36 подключен тактовый выход син40 хрогенератора 15. Выход переполнения первого счетчика 36 соединен с управляющим входом формирователя 37 половины кода.

Генератор 13 строба выполнен в

45 вице последовательно соединенных второго счетчика 42, первой ССК 43, пер" ваго триггера 44, третьего счетчика

45 и второй схемы И 46, а также со" держит вторую ССК 47, первый 48 и второй 49 задатчики числа импульсов.

Вход установки нуля второго счетчика

42 является первым входом генератора

13 строба и соединен с выходом блока

11 фиксации следа. Выход второго счет-55 чика 42 через первую ССК 43 соединен с первым входом первого триггера 44, первый выход которого подключен к входу разрешения счета третьего счетчика 45. Выход третьего счетчика 45 соединен с входами второй схемы И 46, с первым входом второй схемы И 46

1 непосредственно, а с вторым входом через вторую ССК 47. Выход переполнения третьего счетчика 45 подключен к второму входу первого триггера 44 °

Выходы первого и второго задатчиков

48 и 49 числа импульсов соединены с вторыми входами соответственно первой

43 и второй 47 ССК, Тактовый выход синхрогенератора 15 соединен с счетными входами второго 42 и третьего

45 счетчиков, а выход блока 14 управления стробом — с входам разрешения счета второго счетчика 42. Выход второй схемы И 46 является выходом генератора строба. Разрядность второго счетчика 42 должна быть равна размерности строки ФПМ, т.е, п, а третьего счетчика 45 равна 1,5 „ — 0,5, где и — длительность строба в тактах, причем и — величина нечетная.

Значения величин п и и, запиЪ санных в нервом 48 и втором 49 эадатчиках числа импульсов, формулы для которых приведены, а также разрядность . счетчика 45 выбираются иэ условия формирования требуемого строба: длительность строба должна быть равна заранее заданному количеству тактов и, выбираемому из условия минимальной длительности (для возможно боль" шего отсеивания помех), но достаточной для захвата полезного сигнала в последующем кадре при наибольшем возможном смещении этого сигнала эа цикл; строб должен быть центрирован во времени относительно такта появле" ния полезного сигнала в предыдущем кадре, так как сдвиг сигнала влево

< или вправо на местности равновероятен (отсюда требования к нечетности

n,); генератор строба должен обеспечить слежение центра строба за положением полезного сигнала — отсюда условие запуска начала строба через

n — 0,5 (и — 1) тактов после появления полезного сигнала. Один такт является. служебным, необходимым для срабатывания триггера 44..

При этом индексы параметров п и

Ъ1 п означают не номера блоков, а

"Задатчик первый", "Задатчик второи

Время появления страба обеспечивается опережением срабатывания ССК 43 относительно момента переполнения

1378086 счетчика 42 на величину 1 + 0,5»

«(п с — 1), а длительность строба— задержкой срабатывания схемы И 46 (вызванной отсутствием сигнала ССК

47) на величину 0,5 (n с - 1) по от5 ношению к началу счета счетчика 45.

Поэтому длительность строба равна разрядности счетчика 45 (1,5п — 0,5) минус указанная задержка, т.е. 1,5п — 10

0 5(llñ 1) — пс

Блоки памяти 9 и фиксации 11 следа осуществляют статическую обработку сигнала в координаторе, осуществляя выбор максимума дискретного распределения в кадре, эквивалентного мак1 симуму взаимнокорреляционной функции текущего и эталонного изображений следа.

Блок 14 управления стробом 20 (фиг. 7) выполнен в виде второго триггера 50, первый вход которого подключен к выходу блока 11 фиксации следа, а второй вход — через дифференциатор 51 к считывающему выходу синхрогенератора 15. Выход второго триггера 50 соединен с входами третьей схемы ИЛИ 52, с не входом третьей схемы ИЛИ 51 непосредственно, а с вторым входом — через одновибратор 53. Выход схемы ИЛИ 52 является выходом блока 14 управления стробом.

Оптикоэлектронный координатор работает следующим образом.

Ъг

Перед началом автоматического вож- -1 дения мобильный агрегат устанавливают при ручном управлении таким образом, чтобы участок следа (борозды, канавки, рядка растений), бровки дороги и т,д.) попал в поле обзора оптической системы 3. Затем, не включая регулятора система автовождения, включают оптикоэлектронный координатор, На выходах светочувствительных элементов ФПМ 4 вырабатываются сиг- 45 калы, функционально связанные с распределением освещенности поля обзора.

Блок 5 опроса ФПМ начинает построчное считывание этих сигналов, затрачивая на считывание каждого раство- 50 рового элемента ФПМ 4 период такта

Т, а на опрос строки — период строки Т (Т с = nT ) . .На опрос всей ФПМ 4 затрачивается период кадра или цикла

T = m mT = BfI 55

Сигналы с блока 5 опроса поступают в формирователь 6 видеоимпульсов, где нормализуются схемой АРУ 17, численно дифференцируются в дифференциаторе 18 и поступают на амплитудный селектор 19. Производная в дифференциаторе 18 вычисляется вычитанием значений сигналов соседних элементов ФПМ 4, таким образом количество информационных сигналов в строке, уменьшается на единицу.

Количество импульсов в строке, пропускаемых амплитудным селектором 19, заранее задано занесением требуемого числа в задатчик 23 числа импульсов. Формирователь ?О импульсоь формирует нормализованные по амплитуде импульсы (длительность импульса нормализована периодом такта) т,е. осуществляет бинарное квантование сигнала ° Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 21. обнуляемый в начале каждой строки строчным импульсом. Когда количество этих импульсов становится равным числу, занесенному в задатчик 23, ССК 22 вырабатывает сигнал, открывающий ключ

24, и импульсы с выхода формирователя

20 поступают на интегратор 25,который повышает уровень селекции амплитудного селектора 19, ограничивая тем самым количество импульсов на его выходе, и соответственно всего формирователя видеоимпульсов 6, Уровень селекции определяет какой величины входной сигнал будет селектироваться, пропускаться амплитудным селектором 19. Вырабатывает этот уровень аналоговый элемент-интегратор

25, имеющий разные характеристики скорости нарастания и спада сигнала на выходе. Эти характеристики опреде- ляются значениями постоянных времени Т, Тр, рекомендуемое соотношение между которыми подбирают следующим образом, Динамические характеристики. интегратора 25 должны быть таковы, чтобы при пропускании заданного:числа импульсов амплитудным селектором

19 уровень селекции в конце строки оставался практически постоянным.

Этого можно достигнуть на основе соотношения Т Т Т и„/Т, где Т р т

TI — постоянные времени соответственно заряда и разряда интегратора

25; и " заданное (задатчиком 23) количество импульсов на строку, причем значение Т подбирают из усло,вия обеспечения слежения за падением

10

9 13780 естественной освещенности поля обзора.

Таким образом, на выходе формирователя 6 видеоимпульсов в каждой стро. ке формируется количество .информа5 ционных импульсов, примерно равное (с учетом динамики схемы) заданному.

Это повышает помехоустойчивость координатора, так как позволяет отсеивать 10 импульсы помех, меньшие по амплитуде полезного сигнала, а с другой стороны, пропускать полезный сигнал, мень" ший по амплитуде, чем помеха, предполагая его селекцию при дальнейшей обработке.

С выхода формирователя 6 видеоимпульсов информационные сигналы поступают на вход демультиплексора 26 селектора 7 строба. В режиме стробиро-. 20 вания, при наличии сигнала на выходе блока 14 управления стробом, информационные сигналы поступают на схему

И 27, которая пропускает их на схему

ИЛИ 28 только при наличии строба на выходе генератора 13 строба, В режиме поиска сигнал на выходе блока 14 управления стробом отсутствует, и демультиплексор 26 подает все поступающие сигналы на схему ИЛИ 28, с которой они передаются в блок 8 адресации, записывающий их в соответствии с адресом, определяемым выходными сигналами синхрогенератора 15, в ячейки блока 9 памяти текущего изобретения. 35

В течение последней строки цикла, за исключением первого ее такта, синхрогенератором 15 вырабатывается считывающий импульс U,,поступая

s блок 10 опроса памяти текущего

40 изображения, он разрешает работу этого блока, и блок 10 осуществляет потактовый опрос содержимого блока 9 памяти по столбцам, т.е. в течение каждого такта вырабатывает сигнал, пропорциональный количеству импульсов, запомненных в каждом столбце блока 9 памяти, включая в них импульсы, поступающие с ФПМ 4 в течение последней строки цикла. 50

Сигналы с выхода блока 10 посту-, пают на вход порогового устройства

29 блока 11 фиксации следа, которое осуществляет их амплитудную селекцию.

Через сумматор 30 сигнал проходит 55, только в том случае, если его величина превышает занесенную ранее в течение строки опроса в блок 32 памяти, максимального значения. В этом случае сигнал с выхода сумматора 30, проходя через линию 34 задержки, открывает ключ 32, и в блок 33 записывается инвертированное инвертором

31 новое максимальное значение сигнала. Длительность задержки линии 34 задержки выбирается достаточной для срабатывания блоков 32 и 33, а также управляемых блоком 11 блоков 12-14, однако менее длительности такта.

Таким образом, при появлении на входе блока 11 фиксации следа сигнала, превышающего предыдущие, на выходе этого блока формируется импульс, длительность которого равна длительности задержки линии 34 задержки, в результате чего определяется (фиксируется) момент появления наибольшего, в течение строки опроса блока 9 памяти текущего изображения, сигнала, т.е, моды дискретного распределения сигнала в поле обзора. Учитывая, что полезный сигнал при соблюдении требований установки оптической системы можно представить единичной функцией-столбцом, моду дискретного распределения в данном случае можно трактовать как максимум вэаимноковвеляпионной фукнции эталонного и текущего иэображений следа.

Считывающий импульс синхронизатора 15 разрешает работу счетчика 36 преобразователя 12 выходного сигнала, одновременно обнуляя счетчик 36 через схему ИЛИ 35, а через инвертор 41 закрывая ключ 39, отсоединяя запоми- . нающее устройство 40 от схемы. С этого момента счетчик 36 начинает счет тактовых импульсов синхрогенератора

15, и если с выхода блока 11 фиксации следа не приходит полезный сигнал, то выходной сигнал счетчика 36 по сигналу его переполнения, наступающему в конце считывающего импульса, или строки опроса, преобразовывается в формирователе 37 половины кода в величину, вдвое меньшую его разрядности (равную, как указывалось, разрядности строки блока 9 памяти текущего изображения или длительности считывающего импульса в тактах), а в управляемом делителе 38 — в соответствующую ей аналоговую величину, Если в течение считывающего импульса на преобразователь 12 с блока 11 фиксации приходит один или несколько импульсов, обнуляя счетчик 36, опреде137808б

12 ляется величина выходного сигнала счетчика 36 к концу считывающего импульса. В этом случае формирователь 37 половины кода не срабатывает, осуществляя функцию линии передачи сигнала на управляемый делитель 38, В течение первого такта после окончания считывающего импульса ключ

39 замыкается, и значение выходного сигнала управляемого делителя 38 переписывается там в течение всего следующего цикла. Таким образом, это значение пропорционально временному сдвигу последнего информационного им-15 пульса с выхода блока 11 фиксации следа относительно конца цикла.

Задним фронтом считывающего имульса синхрогенератора 15 блок 9 памяти текущего изображения (через блок 20

8 адресации) и блок 33 памяти максимального значения очищаются, и тем самым координатор подготовлен к следующему циклу.

Блок 14 управления стробом предопределяет в каком режиме будет работать координатор в следующем цикле в режиме поиска или стробирования полезного сигнала. Если в течение текущего цикла полезный сигнал не выявлен, не зафиксирован блоком 11 фиксации следа в течение действия считывающего импульса синхрогенератора 15 то в следующем цикле координатор работает в режиме поиска полез35 ного сигнала по всему полю обзора.

При этом триггер 50, будучи в начале строки опроса текущего цикла переведен передним фронтом считывающего импульса синхрогенератора 15 при помощи дифференциатора 51 в состояние, в котором на его выходе сформирован нулевой сигнал, остается в этом состоянии и в течение следующего цикла, на выходе схемы ИЛИ 52 сигнал также равен нулю, и селектор 7 строба пропускает все импульсы.с выхода формирователя б видеосигнала, реализуя режим поиска, Если в течение текущего цикла на выходе блока 11 фиксации следа появляется хотя бы один сигнал, 50 что свидетельствует с большой вероятностью о захвате следа, этот сигнал, поступая на первый вход триггера 50, переводит его в состояние, в котором гс на его выходе появляется логическая 5 единица, и селектор 7, на который эта единица поступает через схему ИЛИ 52, пропускает только те сигналы с выхода формирователя б видеоимпульссв, которые совпадают во времени со стробом, осуществляя режим стробирования. Одновибратор 53, вырабатывая импульс, равный по длительности считывающему импульсу синхрогенератора 15 в момент перехода триггера 50 из единичного в нулевое состояние (совпадающий с мо— ментом прихода считывающего импульса), предотвращает срыв режима стробиро— вания, если он имел место в текущем цикле, в течение строки опроса, поддерживая на выходе блока 14 управления стробом в указанный промежуток времени значение сигнала, равного логической единице.

Генератор 13 строба запускается импульсом с выхода блока 11 фиксации следа, а точнее последним из возможной серии этих импульсов, в течение действия с 1итывающего импульса синхрогенератора 15, обнуляющим счетчик

42. Этот момент свидетельствует о достижении максимума распределения сигнала, т.е. о захвате координатором следа и обозначает такт — центр строба на следующий цикл. В это время на выходе блока 14 управления стробом обязательно есть сигнал (обусловленный той же серией импульсов с блока

11 фиксации), разрешающий работу счетчика 42,.поэтому счетчик 42 начинает счет тактовых импульсов синхрогенератора 15, поступающих на его счетный вход. С этого момента до прихода следующего импульса с блока 11 фиксации счетчик 42 работает циклически, а так как его разрядность равна -. размерности . строки, то и синхронно с периодом строк, т.е. значение сигнала на его выходе находится в строгом соответствии с его положенчем во времени в строке. Это существенно для момента, когда значение вьжодного сигнала счетчика 42 становится равным заданному задатчиком 48 числа импульсов, а именно величине Ь „ = — 1 - 0,5(п — 1), и на выходе

ССК 43 появляется сигнал (при всех других значениях выходного сигнала счетчика 42, больших или меньших на выходе ССК 43, сигнал равен нулю).

Этот сигнал перебрасывает триггер 44 в состояние, в котором на его первом выходе, подключенном к входу установки нуля счетчика 45, сигнал равен нулю, а на втором выходе, соединенном с входом разрешения счета тора работать в автоматическом режиме и оператор может включать регулятор системы автовождения мобильного агрегата, т. е. перейти с ручного режима вождения на автоматический. Зта же задача информирования оператора о режиме работы координатора может быть решена двумя световыми индикаторами разного цвета либо с использованием звуковых индикаторов и т.п. известными способами.

Таким образом, предлагаемый оптико-электронный координатор обеспечивает пропорциональную статическую (пеленгационную характеристику с дискретностью до растворового элемента

ФПМ, Действительно, временной сдвиг (фиг. 8) положения следа относительно конца строки пропорционален угловому расстоянию слева от края поля обзора ФПМ, а выходной сигнал

U (12) преобразователя 12 выходного сигнала пропорционален .Амплитудная селекция, стробирование, статическая обработка по максимуму дискретного распределения, эквивалентного максимуму взаимокорреляционной функции текущего и эталонного изображений следа, обеспечивают высокую помехоустойчивость координатора. Автоматических переход от режима стробирования к режиму поиска и обратно и динамическое преобразование выходного сигнала расширяет функциональные возможности координатора, а использование фиксации следа по максимуму распределения взамен взаимнокорреляционной обработки позволяет избавиться от эталонной памяти, дублирования каналов определения координат, и, следовательно, упростить координатор.

На фиг. 8 и 9 показаны временные диаграммы, поясняющие работу основных блоков координатора при размерности ФПИ 8х4 (8 столбцов, 4 строки), длительности строба в тактах п с = 3.

На фиг. 8 показана работа координатора в течение текущего цикла, а также последняя строка предыдущего цикла.

На фиг. 9 показаны только последние периоды строк из пяти циклов, следующих за циклом, приведенным на фиг. 8, т.е. строки опроса памяти.

Иллюстрируются случаи потери следа в

+ 1-ом цикле, переход к режиму поиска в i + 2- ом цикле, обнаружение в этом цикле следа, отсеивание при помощи стробирования в i + 3-ем ци13 1378086 счетчика 45, появляется логическая единица, и счетчик 45 начинает счет тактовых импульсов синхрогенератора

15, поступающих íà его счетный вход.

При достижении и последующем превышении выходным сигналом счетчика 45 значения, записанного в задатчике

49 числа импульсов, а именно и

= 0,5(n - 1), на выходе ССК 47 появляется сигнал, в результате схема

8 46 срабатывает, и на ее выходе формируется строб. По импульсному сигналу переполнения счетчика 45, наступающему при значении его выходного 15 сигнала, равном его разрядности, т.е.

1,5п — 0,5, триггер 44 переводится в состояние, в котором на его первом выходе появляется сигнал, обнуляющий счетчик 45, а на втором выходе сигнал равен нулю, следовательно счет счетчику 45 запрещен, и строб на выходе схемы 46 обрывается. При таком устройстве генератора строба во всех строках цикла, следующего за текущим, появляется строб, симметричный относительно такта, в котором в текущем цикле обнаружен полезный сигнал. Слежение центра строба за указанным тактом обеспечивается срабатыванием ССК 43 с опережением относительно начала строба и задержкой срабатывания ССК 47 на ту же величину. Благодаря этому, если в текущем цикле полезный сигнал появляется в первом же такте строб, а он обнуля- 35 ет счетчик 42, этот счетчик уже успевает запустить схему формирования строба, перебросив триггер 44 через

ССК 43. Если же полезный сигнал появ40 ляется в последнем такте строба, слежение строба за этим положением обеспечивается обнулением счетчика 42 без дополнительных затруднений.

Сигнал с выхода блока 14, поступая на вход сигнализатора 16 захвата следа, выполненного, например, в виде светового индикатора, установленного на пульте управления перед оператором мобильного агрегата, вызывает сраба- . тывание сигнализатора, При поиске следа (в начале работы или при потере следа) световой индикатор включается. При надежном отслеживании координатором следа, что имеет место при постоянной работе. его в режиме 55 стробирования, сигнализатор .16 вы— ключает световой индикатор, информируя оператора о готовности координа1378086

16 подключен к блоку опроса фотопри— емной матрицы, формирователю видеосигнала и к блоку адресации, считывающий выход. — к блоку управления стробом, к блоку фиксации следа, к блоку опроса фотоприемной матрицы и к блоку адресации, а тактовый выход — к генератору строба, к блоку адресации и к блоку опроса фотоприемной матрицы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения конструкции, формирователь выходного сигнала снабжен селектором строба, включенным между формирователем видеоимпульса и блоком адресации, блоком опроса, включенным между блоком памяти -и блоком фиксации следа, и преобразователем выходного сигнала, три входа которого подключены соответственно к выходу блока фиксации следа, и к считывающему и тактовому выходам синхрогенератора, причем второй и третий входы селек тора строба подключены соответственно к выходам генератора строба и блока управления стробом„ считывающий выход синхрогенератора подключен к вторым входам блока опроса и преобразователя выходного сигнала, а тактовый выход. синхрогенератора— к тактовым входам блока опроса и преобразователя выходного сигнала.

2. Координатор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, селектор страба выполнен в виде последовательно соединенных демультиплексора, схемы И и первой схемы ИПИ, вторые входы которых подключены соответственно к блоку управления стробом, к генератору строба и к второму выходу демультиплексора.

3. Координатор по п, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что преобразователь выходного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных второй схемы ИЛИ, счетчика, формирователя половины кода, к управляющему входу которого подключен выход пере50 полнения счетчика, управляемый делитель, ключ и запоминающее устройство, а также инвертор, подключенный к управляющему входу ключа, причем второй вход второй схемы ИЛИ, разрешающий

55 вход счетчика и вход инвертора подОптикоэлектронный координатор для автоматического вождения мобильных агрегатов, содержащий фотоприемное устройство, выполненное в ви. де последовательно соединенных оптической системы, фотоприемной матрицы, блока опроса фотоприемной матрицы,.формирователя видеимпульсов, а также формирователь выходного сигнала, подключенный к выходу фотоприемного устройства и выполненный в виде последовательно соединенных блока адресации, блока памяти текущего изображения, блока фиксации следа, блока управления стробом, сигнализатора захвата, и включающего также

"енсратор строба, подключенный входами к выходам блока фиксации следа и блока управления стробом, и синхрогенератор, строчный выход которого кле помехи, более интенсивной, чем полезный сигнал.

Предлагаемый оптикоэлектронный координатор может быть выполнен в различных вариантах. Например, блок

5 опроса и последующие блоки 6-8 могут работать параллельно, одновременно опрашивая все строки ФПМ 4. Это повышает быстродействие, но усложняет устройство. Блок 9 памяти и преобразователь 12 выходного сигнала могут быть выполнены как на цифровой (что предпочтительно), так и на аналоговой элементной базе. В предлагаемом варианте исполнения используется в основном цифровая элементная база за исключением выходного блока 12," который ориентирован на применяемые в устройствах автовождения мобильных агрегатов аналоговые регуляторы, Блоки координатора допускают различные варианты исполнения и в описании приведено их оптимальное исполнение.

Расширение функциональных возможностей за счет автоматического перехода от режима поиска к режиму стробирования и динамического преобразования выходного сигнала, а также упрощение устройства за счет исключения корреляционной обработки и дублирования каналов определения координат обуславливают преимущества предлагаемого оптикоэлектронного координатора в сравнении с прототипом.

Формула и з о б р е т е н и я ключены к считывающему выходу синхрогенератора, тактовый выход .которого подключен к входу счетчика, 1378086

1 3 780886

1378086

1378086

1378086

U, (g)

Ц Я

g>(gj с4И

l(1Z)

GPSS) п(ж) Редактор Т. Парфенова

Заказ 893/57 Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное.Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, Ы(Я в(и и(@ д(ц.Составитель Т. Параев

Техред Л. Сердюкова 1(орректор С. Черни