Телевизионное устройство определения дальности

 

Использование: изобретение относится к области оптической техники, в частности к телевизионной технике и может быть использовано в измерительных оптико-электронных системах. Сущность изобретения: телевизионное устройство определения дальности содержит два разнесенных телевизионных датчика, сигналы с каждого из которых поступают на контрольные селекторы по длительности, элементы совпадения, схему сравнения, а затем через линию задержки на вход триггера, второй вход которого через счетчик и дешифратор строк связан с синхронизатором. Выходной сигнал триггера подается на два электронных коммутатора, на которые также поступают сигналы телевизионных датчиков через селекторы по амплитуде и длительности. Выходы электронных коммутаторов заведены на вход устройства определения временного рассогласования, определяющего дальность. Взаимодействие блоков устройства обеспечивается синхронизатором. 4 ил.

Изобретение относится к области оптической техники, в частности к телевизионной технике и может быть использовано в измерительных оптико-электронных системах.

Известно устройство, описанное в книге Грейм И.А. "Оптические дальномеры и высотомеры" М. "Недра" 1983, с. 21-26. Оно состоит из двух объективов, жестко связанных и разнесенных друг относительно друга на базовое расстояние. Дальность определяется с помощью оператора путем совмещения меток правого и левого объективов с изображением измеряемого объекта. Однако устройство имеет низкую точность определения дальности до смещающихся по направлению объектов.

Известно устройство определения дальности, измеряющее расстояние с помощью базы, описанное в вышеупомянутом источнике с. 101-114. В нем используются оптико-электронные схемы, в частности могут быть использованы два телевизионных датчика, жестко связанные с базой. Развертка телевизионных датчиков может двигаться синхронно и формироваться с помощью синхронизатора. Контрастный объект выделяется с помощью двух селекторов по длительности и амплитуде. Дальность определяется в измерительном устройстве по временному рассогласованию между двумя выделенными сигналами, находящимися на одних и тех же строках. Однако при расхождении по углу места из-за разъюстировки или вибрации уменьшается достоверность измерений и точность определения дальности.

С помощью предлагаемого устройства увеличивается достоверность измерений и точность определения дальности. Достигается это введением горизонтальных контрольных меток на объективах телевизионных датчиков и введением: счетчика строк, двух контрольных селекторов по длительности, дешифратора строк, двух элементов совпадения, схемы сравнения, линии задержки, триггера и двух электронных коммутаторов, при этом второй выход синхрогенератора соединен с входом счетчика строк, группа выходов которого соединена с группами входов дешифратора строк и первого и второго блоков элементов совпадения, первые входы которых соединены с выходом дешифратора строк, а вторые входы соответственно соединены через первый и второй контрольные селекторы по длительности с выходами первого и второго телевизионных датчиков, а группы выходов первого и второго блоков элементов совпадения соответственно соединены с первой и второй группой входов схемы сравнения, имеющей выход, соединенный через линию задержки с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом дешифратора строк, а выход с первыми входами первого и второго электронных коммутаторов, вторые входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго селектора по амплитуде и длительности, а выходы соответственно соединены с первым и вторым входами измерительного устройства.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения: 1 электронный коммутатор; 2 устройство определения временного рассогласования; 3 - электронный коммутатор; 4 5 телевизионные датчики; 6, 7 селекторы по амплитуде и длительности; 8 синхрогенератор; 9 счетчик строк; 10, 11 - контрольные селекторы по длительности; 12 дешифратор строк; 13, 14 блоки элементов совпадения; 15 схема сравнения; 16 линия задержки; 17 триггер, при этом, второй выход синхрогенератора 8 соединен с входом счетчика строк 9, группа выходов которого соединена с группами входов дешифратора строк 12 и с блоком элементов совпадения 13 и 14, группы выходов которых соответственно соединены с первой и второй группой входов схемы сравнения 15, имеющей выход, соединенный через линию задержки 16 с первым входом триггера 17, второй вход которого соединен с выходом дешифратора строк 12, а выход с первыми входами электронных коммутаторов 1 и 3, вторые входы которых соответственно соединены с выходами селекторов по амплитуде и длительности 6 и 7, а выходы соответственно соединены с первым и вторым входами измерительного устройства 2, а входы вышеупомянутых селекторов по амплитуде и длительности 6 и 7, соединены с выходами жестко связанных между собой телевизионных датчиков 4 и 5, которые также соответственно соединены через контрольные селекторы по длительности 10 и 11 со вторыми входами вышеупомянутых блоков элементов совпадения 13 и 14, первые входы которых соединены с выходом дешифратора строк 12, к тому же первые и вторые входы телевизионных датчиков 4 и 5 соответственно соединены с первым и вторым выходами синхрогенератора 8.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью двух телевизионных датчиков 4 и 5, жестко связанных между собой и разнесенных на базовое расстояние, осуществляется преобразование световой энергии в электрические сигналы. Центральные оси телевизионных датчиков параллельны между собой и углы поля зрения равны. На первый и второй входы телевизионных датчиков 4 и 5 подаются соответственно кадровые и строчные синхроимпульсы, формируемые сингронизатором 8. Таким образом, строчные и кадровые развертки телевизионных датчиков движутся синхронно, и каждый строке соответствует одно и то же угломестное положение. Электрические сигналы с выходов телевизионных датчиков поступают соответственно на входы селекторов по длительности и амплитуде 6 и 7, которые выделяют сигналы, длительности и амплитуды которых характерны для ожидаемых объектов (например, самолетов). Такие объекты имеют контрастность отличную от контрастности окружающих их фонов. Одновременно с телевизионных датчиков электрические сигналы поступают на входы контрольных селекторов по длительности и амплитуде 13 и 14, которые выделяют сигналы, имеющие строго определенную длительность. Эти сигналы образуются от горизонтальных контрольных меток, нанесенных на объективы телевизионных датчиков 4 и 5 так, как показано на фиг. 2. Эти метки 18 и 19 расположены, например, в верхней части углов полей зрения 20 и 21 и могут занимать по ширине две или три строки. Однако, в случае разъюстировки или в результате вибрации или при качке (на корабле), одному и тому же номеру строки будут соответствовать равные углы места. Как показано на фиг.3, равные метки 22 и 23 пересекаются строками 24, 25, номера которых выделяются в дешифраторе 12. В результате разъюстировки по углу места контрольную метку 22 будет пересекать только строка 24, контрольную метку 23 и строка 24 и 25. С выходов контрольных селекторов по длительности 10 и 11 выделенные сигналы поступают в соответствующие блоки элементов совпадения 13 и 14, выдавая разрешение на прохождение через эти элементы кодов со счетчика строк 9. Счетчик строк 9 считает количество строчных синхроимпульсов в кадре, поступающих с синхрогенератора 8, и сам устанавливается в исходное состояние. Дешифратор 12 выделяет те номера строк, которые соответствуют расположению контрольных меток 22 и 23 (см. фиг. 3), и в момент наличия этих строк выдает сигнал, устанавливающий триггер 17 в исходное состояние. В единичное состояние же этот триггер устанавливается при фиксации совпадения кодов с выходов блоков элементов совпадения 13 и 14 в схеме сравнения 15. В этом случае сигнал с выхода схемы сравнения 15 через линию задержки 16 поступает на установку триггера 17 в единичное состояние. Величина линии задержки равна времени установки триггера в нулевое состояние. В случае разъюстировки телевизионных датчиков 4 и 5 по углу места после установки триггера 17 в исходное состояние сигнал установки триггера в единичное состояние с выхода схемы сравнения 15 не поступит. В результате после строк, выделенных дешифратором 12, с выхода триггера не будет выдаваться разрешающий сигнал электронным коммутаторам 1 и 3 на прохождение через них сигналов, выделенных в селекторах по длительности и амплитуде 6 и 7 в измерительное устройство 2. В случае же отсутствия разъюстировки по углу места номерам строк, выделенных дешифратором 12, будут соответствовать одни и те же угломестные значения, и после окончания сигнала установки в исходное состояние триггера 17 с выхода дешифратора 12 поступит сигнал установки его в единичное состояние на время одного кадра с выхода схемы сравнения 15 до прихода следующего сигнала установки в исходное состояние. В результате в измерительное устройство 2 в течение одного кадра будут поступать выделенные сигналы от измеряемых объектов. Измерительное устройство 2 определяет временное рассогласование между этими сигналами, которое будет обратно пропорционально дальности. Таким образом, при вибрации или качке дальность будет определяться только в моменты, соответствующие кадрам, когда отсутствует разъюстировка по углу места, то есть когда угломестные значения строк в телевизионных датчиках 4 и 5 будут равны. В случае же длительной разъюстировки по углу места в результате, например, изменения температуры или после замены передающих трубок или объективов в телевизионных датчиках дальность в измерительном устройстве определяться не будет, что означает необходимость проведения юстировки. Юстировка производится до контрольного объекта, расстояние до которого заранее известно. Далее сравнивается измеренная и фактическая дальность, и в случае расхождения измеренной и фактической дальности осуществляется разворот по углу места передающих трубок телевизионных датчиков 4 и 5 до тех пор, пока это расхождение не исчезнет. Необходимо отметить, что исполнение электронного коммутатора представлено, например, в книге А.Я. Хесин. Импульсная техника. М. Энергия, 1971, с. 155, рис. 123, а измерительное устройство работает так же, как преобразователь дальности, измеряющий временное рассогласование между двумя сигналами. В процессе работы измеряемый объект устанавливают в центре растра и далее может осуществляться его сопровождение по направлению.

Приведем пример конкретного исполнения. Пусть два телевизионных датчика, имеющие углы полей зрения 30 мин, разнесены на базовое расстояние 1 м. Когда для дальностей 20, 10 и 1 км, временные рассогласования между двумя сигналами от одного и того же объекта при длительности строки 60 мкс будет соответственно составлять 0,4; 0,8; и 8 мкс. При определении дальности до движущегося объекта (например, самолета) на разных строках, длительности сигналов будут разные из-за сложной формы объекта. Поэтому обеспечение измерений одного и того же участка объекта, находящегося на одних и тех же строках, обеспечит достоверность и точность определения дальности.

Однако, если база превышает 1 м, то во время качки для исключения прогиба объектов необходимо базу делать более прочную. Например, при базе 2-6 м, для исключения прогибов во время качки, база должна быть снабжена наклонными и продольными брусьями или выполнена в виде фермы, что увеличивает громоздкость. Поэтому для уменьшения громоздкости базы предлагаемое устройство позволяет применить схему, представленную на фиг.4. В ней световая энергия с объективов 26 и 27, разнесенных на 1-6 м соответственно, отразившись от отражательных зеркал 28, 29 и 30, 31 поступает соответственно в передающие трубки 32 и 33, которые расположены рядом. При качке информация о дальности будет измеряться только в том случае, если объективы 26 и 27, относящиеся соответственно к телевизионным датчикам 4 и 5 (фиг.1), будут иметь один и тот же угол места. Однако при сохранении в базе наклонных и продольных брусьев количество измерений за один и тот же промежуток времени увеличится, так как влияние качки уменьшится, а следовательно и уменьшатся рассогласования по углу места. Тем не менее при базе, не превышающей 1 м, вероятность влияния качки сводится только к усилению вибрации.

Предлагаемое устройство может быть использовано для определения дальности до движущихся объектов, в том числе и имеющих сложную конфигурацию. Оно может быть применено в системах сопровождения движущегося объекта и в телевизионных системах измерения расстояния. Оно может осуществлять и поиск объекта в процессе вращения в режиме кругового обзора или в секторном режиме. Из-за малого временного рассогласования между двумя сигналами от одного и того же объекта скорость его движения не скажется на точности измерений.

Устройство может быть размещено в корабельных и бортовых условиях. Для увеличения точности измерений в измерительном устройстве можно использовать схему, представленную в "Устройстве дискретного измерения времени радиолокационной станции", патент N 2007743, 3 бюллетень за 1994 год, автор Часовской А.А.

Формула изобретения

Телевизионное устройство определения дальности, состоящее из двух жестко связанных и разнесенных на базовое расстояние телевизионных датчиков, синхрогенератора, двух селекторов по длительности и амплитуде и устройства определения временного рассогласования, при этом первый и второй выходы синхрогенератора соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого и второго телевизионных датчиков, имеющих выходы, соответственно соединенные с входами первого и второго селекторов по длительности и амплитуде, отличающееся тем, что введены счетчик строк, два контрольных селектора по длительности, дешифратор строк, два элемента совпадения, схема сравнения, линия задержки, триггер и два электронных коммутатора, при этом второй выход синхрогенератора соединен с входом счетчика строк, групповой выход которого соединен с групповым входом дешифратора строк и с групповыми входами первого и второго блоков элементов совпадения, первые входы которых соединены с выходом дешифратора строк, а вторые входы соответственно соединены через первый и второй контрольные селекторы по длительности с выходами первого и второго телевизионных датчиков, а групповые выходы первого и второго блоков элементов совпадения соответственно соединены с первым и вторым групповыми входами схемы сравнения, имеющей выход, соединенный через линию задержки с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом дешифратора строк, а выход с первыми входами первого и второго электронных коммутаторов, вторые входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго селекторов по длительности и амплитуде, а выходы соответственно соединены с первым и вторым входами устройства определения временного рассогласования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приспособлениям для облегчения жизнедеятельности инвалидов по зрению

Изобретение относится к приспособлениям для облегчения жизнедеятельности инвалидов по зрению

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для ориентирования слепых в окружающем пространстве

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для автоматизации полетов строем

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для измерения координат световых объектов для получения параметров траекторий их движения

Изобретение относится к средствам для обеспечения жизнедеятельности инвалидов по зрению, а именно предназначено для получения информации и облегчения ориентации незрячих людей в пространстве. Способ ориентации в пространстве, навигации и информирования людей с нарушением зрительных функций заключается в том, что с помощью радиомаяка, размещаемого в одном месте ориентации, передают радиосигналы, а с помощью находящегося у человека радиоинформатора принимают эти радиосигналы и передают их на устройство воздействия на человека, сигнализируя о близком нахождении места ориентации. При этом первоначально с помощью радиоинформатора передают радиосигналы, а передачу радиосигналов с помощью радиомаяка осуществляют после приема им радиосигналов от радиоинформатора, информирующих о нахождении человека в зоне обнаружения. При приеме радиосигнала радиоинформатором измеряют интенсивность принятого радиосигнала, в зависимости от него изменяют значение параметра воздействия на человека и определяют направление приближения к радиомаяку. Система содержит радиомаяк для размещения в месте ориентации и радиоинформатор, находящийся у человека. Радиомаяк включает источник и приемник радиосигналов и блок управления. Радиоинформатор включает источник и приемник радиосигналов, который соединен с устройством воздействия на человека. Использование изобретения позволяет повысить точность ориентации и не загромождает эфир лишней радиоинформацией. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к средствам для ориентации инвалидов по зрению. Способ информирования инвалидов о прибывающих на остановку транспортных средствах общего пользования состоит в размещении на транспортных средствах общего пользования радиомодулей, пультов водителей и звукоизлучателей и размещении на инвалидах носимых абонентских устройств, при этом абонентское устройство инвалида автоматически передает в радиоэфир сигнал запроса, после чего радиомодуль каждого транспортного средства, находящегося в данный момент в зоне действия абонентского устройства, по получении сигнала запроса передает в радиоэфир ответ на полученный сигнал запроса, абонентское устройство поочередно получает и запоминает полученные ответы от всех радиомодулей, находящихся в данный момент в зоне действия этого абонентского устройства, и автоматически направляет сигнал запроса на передачу информации радиомодулю транспортного средства, который по получении этого сигнала запроса на передачу информации передает в радиоэфир сообщение о транспортном средстве, на котором он установлен, а абонентское устройство воспроизводит полученную от этого радиомодуля информацию в виде звуковых повторяющихся сообщений, затем радиомодуль выбранного инвалидом транспортного средства передает на пульт водителя сигнал для водителя и подает команду на установленный на транспортном средстве звукоизлучатель, который воспроизводит звуковой сигнал ориентирования, по которому инвалид определяет необходимое направление движения к открытой двери транспортного средства. Сигнал запроса абонентского устройства содержит его персональные данные, радиомодуль каждого транспортного средства передает в радиоэфир ответ со случайной задержкой, а носимое абонентское устройство автоматически направляет сигнал запроса тому радиомодулю транспортного средства, ответ от которого был получен первым. При отсутствии необходимости инвалида в этом транспортном средстве его абонентское устройство по команде инвалида направляет сигнал запроса на передачу информации радиомодулю транспортного средства, ответ от которого был получен вторым. Поочередные по командам инвалида передачи сигналов запросов на все радиомодули, находящиеся в данный момент в зоне действия абонентского устройства, осуществляют до тех пор, пока инвалидом не будет сделан выбор необходимого ему транспортного средства, после чего абонентское устройство по команде инвалида подает в радиоэфир сигнал о посадке, после приема которого радиомодуль выбранного инвалидом транспортного средства передает на пульт водителя сигнал для водителя, при этом на пульте водителя по получении этого сигнала отображается информация о посадке инвалида, а после открытия дверей транспортного средства радиомодуль автоматически передает в радиоэфир принимаемое и воспроизводимое абонентским устройством инвалида разрешение на посадку в транспортное средство. Система для реализации способа содержит установленные на каждом транспортном средстве радиомодуль, пульт водителя и звукоизлучатель и носимые абонентские устройства, находящихся на руках у инвалидов, при этом каждый из радиомодулей включает блок формирования, хранения и передачи информации, блок приема, обработки и хранения информации, блок хранения и передачи звукового сигнала ориентирования, радиоантенну и приемопередатчик, а каждое носимое абонентское устройство включает в себя блок приема, обработки и хранения информации, блок преобразования полученной цифровой информации в аналоговые речевые сообщения и их хранения, блок формирования и передачи сигнала запроса на подачу звукового сигнала ориентирования, средства воспроизведения речевой информации, блок тактильного воздействия, радиоантенну и приемопередатчик. Радиомодуль дополнительно имеет блок хранения и передачи сигнала на пульт водителя, который снабжен блоком приема сигналов радиомодуля и блоком отображения информации. Использование изобретения позволяет повысить информированность инвалидов по зрению при их передвижении по городской территории. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам информирования и ориентации инвалидов по зрению при их передвижении по городской территории. Способ состоит в размещении на стационарных объектах стационарных радиоинформаторов и размещении на инвалидах носимых абонентских устройств, автоматической передаче носимым абонентским устройством в радиоэфир сигнала запроса, по получении которого каждый стационарный радиоинформатор, находящийся в данный момент в зоне действия абонентского устройства, передает в радиоэфир ответ, содержащий его персональные данные, а абонентское устройство поочередно получает и запоминает полученные ответы от всех стационарных радиоинформаторов, находящихся в данный момент в зоне действия этого абонентского устройства, и автоматически направляет сигнал запроса на передачу информации стационарному радиоинформатору, который по получении этого сигнала запроса передает в радиоэфир сообщение о стационарном объекте, на котором он установлен, а абонентское устройство воспроизводит полученную от этого стационарного радиоинформатора информацию в виде звуковых повторяющихся сообщений. При этом стационарный радиоинформатор стационарного объекта подает звуковой сигнал ориентирования, по которому инвалид определяет необходимое направление движения к выбранному им стационарному объекту. Сигнал запроса абонентского устройства содержит его персональные данные. Каждый стационарный радиоинформатор передает в радиоэфир ответ со случайной задержкой, а абонентское устройство автоматически направляет сигнал запроса тому стационарному радиоинформатору, ответ от которого был получен первым, при этом при отсутствии необходимости инвалида в этом стационарном объекте его абонентское устройство по команде инвалида направляет сигнал запроса на передачу информации стационарному радиоинформатору, ответ от которого был получен вторым. Поочередные по командам инвалида передачи сигналов запросов на все стационарные радиоинформаторы, находящиеся в данный момент в зоне действия абонентского устройства, осуществляют до тех пор, пока инвалидом не будет сделан выбор необходимого ему стационарного объекта, после чего абонентское устройство по команде инвалида передает в радиоэфир сигнал выбора стационарного радиоинформатора. В системе информирования и ориентирования инвалидов для реализации способа стационарные радиоинформаторы установлены на стационарных объектах и имеются носимые абонентские устройства. Каждый из стационарных радиоинформаторов включает блок хранения сжатых звуковых файлов, блок формирования, обработки и хранения информации, блок приема от абонентских устройств сигналов запроса, сигналов разрешения на передачу информации и сигналов вызова, блок формирования звукового сигнала ориентирования, радиоантенну и приемопередатчик, а каждое носимое абонентское устройство включает средства тактильного воздействия, блок обработки и хранения информации, блок формирования передаваемых стационарным радиоинформатором сигналов запроса, сигналов разрешения на передачу информации, сигналов вызова и сигнала выбора стационарного радиоинформатора, блок преобразования полученной от стационарных радиоинформатора цифровой информации в аналоговое речевое сообщение, средства воспроизведения речевой информации, радиоантенну и приемопередатчик. Использование изобретения позволяет расширить арсенал средств информирования и ориентации инвалидов по зрению. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Телевизионное устройство определения дальности

Наверх