Устройство для определения координат точечных световых объектов

 

Соаз Сеаетсиих

СОциелиат! .ческих

Рг:: "t::P

К АВТОРСКОМУ СЦИ„ЦЕТЕЛЬСТЗУ л-."» „ и -::-.. х ::, „

1 -":. ;-" ., -(-р-, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.09.74 (21) 2060627/24 (51) М. Кл."- G 06К 11/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 04.11.76 (53) УДК 681.327.12 (088.8) по делам излбретеиий и a;-.;.,:ûTии (72) Авторы изобретения

Л. Д. Вилесов, Л. Д. Мурзинов, А. Б. Погодин и E. В. Пролыгин

Ленинградский институт авиационного приборостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ

ТОЧЕЧНЫХ СВЕТОВЫХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к измерителям координат точечных световых объектов, и может оыть применено в оптической локации, телевизионных автоматах и системах астронавигации.

Известно фотоэлектрическое следящее устроиство I 1| построенное на передающей телевизионной труоке типа диссектор и содержащее схему оораоотки информации.

Однако известное устройство имеет большую инерционность в работе, т. е. низкое быстродействие.

Наиболее близким по техническому существу к предлагаемому устройству является известное устройство для определения координат точечных световых объектов (2), содержащее диссектор, подключенный к входу усилителя-ограничителя, первый и второй последовательно соединенные счетчики, выходы которых подключены к информационным входам соответствующих регистров координат и через цифро-аналоговые преобразователи к управляющим входам диссектора.

Такое устройство рассчитано на работу при строго определенной величине шума, не минимизирует время обнаружения светового сигнала и не поддерживает постоянства вероятностей ложной тревоги и пропуска сигнала при работе в широком диапазоне изме3@теи кО-тсх ьифьскМ бабдиат аФЙА

1 п 526928 пения шума. Время анализа каждой точки пространства выбирают постоянным и рассчитывают, исходя пз наименьшего отношения сигнал/шум, вероятносгп ложной тревоги и пропуска сигнала, Но даже для расчетного случая это время не является минима Ibным.

Цель изобретения —. повышение быстродействия устройства прп сохранении постоянства величин вероятностей ложной тревоги и пропуска сигнала прп работе в диапазоне изменения фона от величины, равной величине минимального сигнала от светового объекта и выше, причем верхний предел ограничивается быстродействием электронных схем.

Это достигается тем, что устройство содержит генератор импульсов, триггср управления, элемент «ИЛИ», последовательно соединенные элементы памяти, дополнительный ,,0 с1етчик и управляемые делители частоты, одни из входов которых соединены с выходом усилителя-ограничителя, последовательно соединенные триггер управления и элемент «È», выход "îòîðîãî подключен к входу первого счетчика и к одним из входов элементов памяти, первый и второй двухпороговые блоки сравнения, одни входы которы.; соединены с генератором импульсов, а другие — с выходами соответствующих делителей частоты. Выо ходы первого двухпорогового блока cpaIII;e

526928

3 ния подкл10чены к другим Входам элементоВ памяти, выходы которых через элемент

«И,(!И» соединены с усгановочны я входом первого двухпорогового блока сравнения, а выходы второго двухпорогового олока «равнения — соответственно к одному из входов элемента «И», триггера управления и регистров координат.

ri2 чертеже представлена илок-схема устройства, где 1 — диссектор; 2, 3 — ци1рроаналоговые преобразователи; 4, Π— двоичнь;е счетчики; b, (— регистры координат; 8 — усилитель-ограничитель, :9, !Π— управляемые

Делители; 1 — дополнительныи двоичнь1и счетч11к; 12, 13 двухпороговыс î IolcH p2Bнспия; l4 — генератор импульсов; I b, l u— элементы памяги; i(— элемент «И,11И»; триггер управления; 19 — элемент «И».

33ыход диссектора 1 подключен к входу усилителя-0113аничителя Ь, ВыхОд усили1еляограничителя — к Входам управляемых делигслеи 9 и !О, а Выходы делителеи — к соответствующим входам двухпороговых блоков

1 и 16 сравнения, вторые входы ко1орых связаны с выходом генератора !4 импульсов. ! азрядные выходы дополнительного двончноr0 счетчика l подсоединены к другим вхоДам управляемых делителей 9 и lU, а суммирующии и вычитающии Входы чсрсз couTI301«TBó1îùèå элементы lb и lб памяти — к выходам двухпорогового олока i2 сравпсп1131, у.становочныи вход которого через элс: сит

«И. .ж» i/ соединен «Выходами элсмсп1ов lb ! Ь 11 2XiEITH. > IIP2BJIEIIOIEIHC i3XO bl POI il« I !ЗОВ

0 и 7 координат подклlo÷cíû к выходу Другого двухпорогового олока l3 «раш1сния, дру10И 13blxog 0 10к2 13 — Ii 13xOgg

«EI» l9 и установочному входу 1риггера 18 управления, выход которого соед шсп чср .з элемент «И» 19 c p) I Hi lH Входами элементов !

5 и lb памяти и Входом первого двоичи01о счетчика Ь, последовательно сосди1.еино1о с вторым двоичным счетчиком 4. !выходы счетчиков подключены через цифро-аналоговые прсооразователи 2 и d к управляющим Вх0дам диссектора 1 и к информационным входам соответствующих регистров б и (координат, Шины сброса двоичных счетчиков 4, О, триггера 18 управления, двухпорогового блока 13 сравнения, дополнительного c;;егчика

11 и третий вход элемента «ИЛИ» 17 об.ьсдинены.

B работе схемы различаются два режима: режим подстройки коэффициента деления и рабочий режим поиска и обнаружения.

Устройство работает следующим образом.

Оптическое изображение анализируемого пространства проецируется на фотокатод диссектора 1. Его апертура по команде «Сброс» двоичными счетчиками 4, 5 через цифро-аналоговые преобразователи 2, 3 устанавливается в опрсделенпую точку пространства, в которой отсутствует световой объект. 3Toi же командой двухпороговые блоки 12 и 13 сорасываются в «О», счетчик 11 — в «1», а триггер

1О

53 г бО

Д0

18 — в положение, при котором элемент «И» !

9 закрыт и на входы элемен" îâ 15 и 1б памяти подается потенциал, разрешающий прохождение сигнала через элементы 15 и 16 без задержки Hd Выход. снератор 14 Hмпульсов работает нспрсрывно и выраоатывает импульсы с частотои, равной частоте импульсов с выхода диссектора 1 при попадании в апертуру светового источника минимальной треоусмои интенсивности и отсутствии фоновой засветки. !!олученный с выхода диссектора 1

1юток импульсов усиливается и формируется усилителем-ограничите;1ем 8 и подается на

Вход управляемых делителей 9, 10. !3 дальпсишсм с помощью управляемых делителей, проводится Bc«OB25I оораоотка поступающего сигнала, заключаюгцаяся в том, что делитель

9 дс;шг 110ТоК Н2 величину отношения частот импульсов фоновой засветки с выхода диссектора 1 и импульсов генератора

l4 (2T0 отношение в дальнеишем будем называть коэффициентом деления). Управляемый делитель l0 делит входной 1юток на величину, равную коэффициенту деления плюс 1/2. 1> рабочем режиме поиска и обнаружения коэф рициснт деления должен оы гь определен достаточно точно. Для этого в схеме предусмотрен исходный режим подстройки коэффициента деления.

Импульсы с выхода усилителя-ограничителя а, проидя управляемые делители 9, 10, понадdlol на Входы двух1 ороговых блоков 12, !

3 сравнения. I>c(lè частота импульсов преВышает частоту импульсов генератора 14, то накапливаемая двухнороговым блоком 12 сравнения разность имеет положительный знак и через некоторое время будет пересечен верхний порог. Сигнал с ьерхнего порога, проидя «00 1 ветсз вующии элемент 15 памяти, 130падст на суммирующий вход счетчика 11, что 1риводиг и увеличению записанного в нем шсла на определенную величину (эта величина определяется 1реоуемой точностью измерения коэффициента деления). 11оток импульсов с выхода управляемого делителя 9 Хlспьшает«Я, I lpH 11013TopcHHH этОГО процесса

1реоуемое число раз в счетчике 11 записывается число, соответствующее коэффициенту дс. ения. Одновременно поток импульсов с выхода управляемого делителя 10 подается на вход двухпорогового блока 13 сравнения, что приводит к появлению сигнала с выхода положительного порога, поступающего на управляющие входы регистров б и 7 координат. Одновременно с появлением решения на любом пороге двухпорогового блока 13 сравнения этот блок устанавливается в состоя10 е «0» и процесс накопления повторяется. Режим подстройки коэффициента деления оканчивается тогда, когда частота импульсов с выхода управляемого делителя 10 станет мепьшс астоты импульсов с выхода генератора 14. При этом срабатывает нижний порог двухпорогового блока 13 сравнения, триггер

18 управления устанавливается в состояние, 526928 при котором сигнал с выхода элементов 15 и

16 памяти может сниматься только в момент прихода импульса с отрица тельного порога блока 13 сравнения. Одновременно этим же импульсом, поступающим в двоичные счетчики 0, 4, апертура диссектора 1 перемещается в новое положение и начинается анализ следующей пространственной точки. В рабочем режиме импульсом с верхнего порога блока ! 3 сравнения считываются координаты светового объекта. В рабочем режиме алгоритм работы не меняется, только перезапись решений двухпорогового блока 12 сравнения из элементов l5 и 16 памяти в счетчик 11 проводится в момент формирования импульса отрицательного порога блока 13 сравнения.

Этим обеспечивается защита от возможной отработки сигнала светового источника.

1 аким Ооразом> время анализа каждой точки пространства является переменным и оно максимально для наибольшей >величины фона при наименьшем искомом сигнале. Г1ри уменьшении величины фоновой засветки и увеличении отношения сигнал)шум оно уменьшается.

Величины порогов блоков сравнения остаются постоянными в течение всего времени работы схемы и рассчитываются, исходя из величин вероятностей ложной тревоги и пропуска сигнала для минимального по яркости светового 00ьекта. Этим обеспечивается минимизация времени обнаружения и постоянство вероятности пропуска сигнала.

В устройстве обеспечивается весовая обработка входного сигнала таким образом, что на вход двухпорогового блока 13 сравнения с выхода управляемого делителя 10 частоты поступает поток импульсов с частотой, меньшей частоты импульсов с генератора 14 при переменной интенсивности фоновой засветки.

Формула изобретения

Устройство для определения координат точечных световых объектов, содержащее диссектор, подключенный к входу усилителяограничителя, первый и второй последовательно соединенные счетчики, выходы которых подключены к информационным входам соответствующих регистров координат и через цифро-аналоговые преобразователи к управляющим входам диссектора, отличающеее ся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит генератор импульсов, триггер управления, элемент «И 1И», после15 довательно соединенные элементы памяти, дополнительный счетчик и управляемые делители частоты, одни из входов которых соединены с выходом усилителя-ограничителя, последовательно соединенные триггер управле20 ния и элемент «И», выход которого подключен к входу первого счетчика и к одним из входов элементов памяти, первый и второй двухпороговые блоки сравнения, одни входы которых соединены с генератором импульсов, 25 а другие — с выходами соответствующих делителеи частоты, выходы первого двухпорогового блока сравнения подключены к другим входам элементов памяти, выходы которых через элемент «ИЛИ» соединены с устано30 вочным входом первого двухпорогового блока сравнения, а выходы второго двухпорогового

0!ока сравнения соединены соответственно с одним из входов элемента «И», триггера управления и регистров координат.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Николаев ll В., Сабанин Ю. A. Фотоэлектрические следящие системы. «Энергия», Ленинград, 1969, с. 123 — 128.

40 2. Патент США ¹ 3320423, кл. 250 — 203, 1963. (прототип) .