Устройство для определения координат точечных световых объектов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (11} 550658

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.09.74 (21) 2063332/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03,77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 15.04.77 (51) М, Кл С 06К 11f00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.327.12 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Д. Вилесов, Jl, Д. Мурзинов, В. С. Павлов, А. Б. Погодин и Е. 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 быть применено в оптической локации, телевизионных автоматах и системах астронавигации.

Известно устройство для определения координат точечных световых объектов, построенное на передающей телевизионной трубке типа диссектор и содержащее схему обработки информации.

Однако известное устройство обладает низким быстродействием и малым рабочим диапазоном.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для определения координат точечных объектов, содержащее диссектор, подключенный через усилитель-ограничитель ко входу управляемого делителя, три счетчика, первый и второй из которых последовательно соединены и подключены к информационным входам соответствующих регистров координат и через цифро-аналоговые преобразователи — к управляющим входам диссектора, двухпороговый блок сравнения, вход которого соединен с выходом управляемого делителя, а выходы — соответственно со входом первого счетчика и с управляющими входами регистров координат, генератор импульсов, элементы И, ИЛИ и триггер управления.

Такое устройство обладает ограниченным диапазоном работы, нижняя граница которого

5 определяется фоном, равным величине минимального сигнала от светового объекта.

Целью изобретения является расширение диапазона работы устройства прп сохранении постоянства величин вероятностей ложной тре10 воги и пропуска объекта.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит формирователь импульса сброса, ипвертор, элемент задержки и дополнительный регистр, информационные входы

15 которого соединены с разрядными выходами третьего счетчика, а выходы подключены к другим входам управляемого делителя, один из входов которого соединен с выходом триггера управления и через первый элемент И—

20 с другим входом двухпорогового блока сравнения, выход генератора импульсов подключен к другому входу первого элемента И и ко входу формирователя импульса сброса, выход которого соединен непосредственно с управля25 ющим входом дополнительного регистра, входом инвертора и через последовательно соединенные элемент задержки и элемент ИЛИ с одним из входов третьего счетчика, другой вход которого подключен через второй эле30 мент И, соединенный с выходом усилителя

550658 ограничителя, к выходу инвертора и к одному из входов триггера управления.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит диссектор 1, цифро-аналоговые преобразователи 2, 3, двоичные счетчики

4, 5, регистры 6, 7 координат, усилитель-ограничитель 8, управляемый делитель 9, двоичный счетчик 10, двухпороговый блок 11 сравнения, генератор 12 импульсов, элементы И

13, 14, элемент ИЛИ 15, триггер 16 управления, формирователь 17 импульса сброса, инвертор 18, элемент 19 задержки, дополнительный регистр 20.

Выход диссектора 1 подключен ко входу усилителя-ограничителя 8, выход которого соединен со входом управляемого делителя 9, выход которого подключен к соответствующему входу двухпорогового блока 11 сравнения, второй вход которого через элемент И 13 подключен к выходу генератора 12 импульсов и ко входу формирователя 17 импульса сброса.

Управляющие входы регистров б и 7 координат соединены с соответствующим выходом двухпорогового блока 11 сравнения, другой выход которого подключен к двоичному счетчику 5, последовательно соединенному со вторым двоичным счетчиком 4, выходы которых подключены через цифро-аналоговые преооразователи 2 и 3 к управляющим входам диссектора 1 и к информационным выходам соответствующих регистров б и 7 координат.

Выход формирователя 17 импульса сброса подключен через последовательно соединенные элемент 19 задержки и элемент ИЛИ 15 к соответствующему входу двоичного счетчика

10, ко входу инвертора 18 и управляющему входу дополнительного регистра 20, разрядные выходы которого подключены к другому входу управляемого делителя 9. Информационные входы дополнительного регистра 20 подключены к разрядным выходам двоичного счетчика 10, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 14, один вход которого подключен к выходу усилителя-ограничителя 8, а второй — к выходу инвертора 18 и к установочному входу триггера 16 управления, выход которого подключен к соответствующему входу управляемого делителя 9 и к элементу

И 13. Шины сброса двоичных счетчиков 4, 5 двухпорогового блока 11, триггера 16 управления, формирователя 17 импульса сброса и второй вход элемента ИЛИ 15 объединены.

В работе схемы различаются два режима: режим подстройки по фону и рабочий режим.

Оптическое изображение анализируемого пространства проектируется на фотокатод диссектора 1, апертура которого по команде

«сброс» двоичными счетчиками 4, 5 через цифро-аналоговые преобразователи 2, 3 устанавливается в определенную точку пространства, в которой отсутствует световой объект. Этой же командой двухпороговый блок 11 сравнения, двоичный счетчик 10, триггер 16 управления и через элемент ИЛИ 15 двоичный счет5

33

65 4 чик 10 сбрасываются в «О». С выхода формирователя 17 импульса сброса на управляющий вход дополнительного регистра 20 подается потенциал, запрещающий перезапись кода из двоичного счетчика 10 в дополнительный регистр 20 и через инвертор 18 разрешающий прохождение сигнала через элемент И 14. 11отенциал с выхода триггера 16 управления запрещает прохождение сигнала через управляемый делитель 9 и элемент И 13. 1енератор

12 импульсов работает непрерывно и вырабатывает импульсы с частотой, равной частоте импульсов с выхода диссектора 1 при попадании в апертуру светового источника минимальной треоуемои интенсивности и при отсутствии фоновой засветки. Полученный с выхода диссектора 1 поток импульсов усиливается и формируется усилителем-ограничителем 8 и через элемент И 14 подается на счетный вход двоичного счетчика 10. Одновременно импульсы с выхода генератора 12 импульсов подаются на вход формирователя 17 сброса, который через определенное время, пропорциональное частоте импульсов генератора 12 импульсов, формирует импульс, сбрасывающий его в «О», через инвертор 18, опрокидывающий триггер 16 управления и запрещающий прохождение сигнала через элемент И 14. Этим же импульсом разрешается перезапись в дополнительныи регистр 20 кода старших разрядов счетчика 10.

Импульс сброса задерживается элементом 19 задержки и через элемент ИЛИ 15 подается на шину сброса двоичного счетчика 10, сбрасывая его в «О». С выхода триггера 16 управления снимается потенциал, разрешающий прохождение сигнала через управляемый делитель 9 и элемент И 13. На этом режим подстройки по фону заканчивается и схема переходит в рабочий режим. С этого момента поток импульсов с выхода усилителя-ограничителя делится управляемым делителем 9 на число, записанное в дополнительном регистре

20 плюс 1/2, обеспечивая весовую обработку сигнала. При этом записанное в дополнительном регистре 20 число равно отношению частоты импульсов с выхода диссектора 1 к частоте импульсов с выхода генератора 12 импульсов.

В рабочем режиме также производится подстройка по фону, позволяющая изменить параметры весовой обработки сигнала в зависимости от изменения фона в различных участках анализируемого пространства, при этом алгоритм подстройки не изменяется, за исключением триггера 16 управления, который остается в положении, соответствующем рабочему режиму.

С выхода управляемого делителя поделенный поток импульсов подается на соответствующий вход двухпорогового блока 11 сравнения, на другой вход которого через элемент

И 13 подаются импульсы с выхода генератора

12 импульсов.

Если в апертуру диссектора 1 попадает только фоновая засветка, то частота потока им550658,б пульсов с выхода управляемого делителя 9 меньше частоты импульсов с выхода генератора 12 импульсов. В этом случае накапливаемая двухпороговым блоком 11 сравнения разность имеет отрицательный знак и через некоторое время будет пересечен нижний порог.

Сигнал с ни кнего порога поступает на вход двоичного счетчика 5, сдвигая апертуру диссектора 1 в новое положение. При этом двухпороговый блок 11 накопления сбрасывается в «0». Начинается анализ следующей пространственной точки.

Если в апертуру диссектора 1 попадает сигнал от светового объекта и наложенная на него фоновая засветка, то накапливаемая двухпороговым блоком 11 сравнения разность имеет положительный знак и через некоторое время будет пересечен верхний порог. Импульсом с верхнего порога двухпорогового блока 11 сравнения производится считывание светового ооъекта. Защита от возможной отработки сигнала светового источника осуществляется за счет выбора интервала между импульсами сброса с выхода формирователя импульса сброса, который должен оыть больше среднего времени анализа пространственной точки, в которой находится световой источник. Время анализа каждой точки просгранства является переменным и оно максимально для наибольшей величины фона при наименьшем искомом сигнала. При уменьшении величины фоновой засветки и увеличении отношения сигнал(шум оно уменьшается, Величины порогов двухпорогового блока 11 сравнения остаются постоянными в течение всего времени работы схемы и расчитываются исходя из величин вероятностей ложной тревоги и пропуска сигнала для минимального по яркости светового объекта.

B устройстве обеспечивается весовая обработка входного сигнала таким образом, что на вход двухпорогового блока 11 сравнения с выхода управляемого делителя 9 частоты поступает поток импульсов с частотой, меньшей частоты импульсов с генератора 12 импульсов при переменной интенсивности фоновой засветки от величины, равной половине величины минимального сигнала от светового объекта и выше, причем верхний предел определяется быстродействием применяемых электронных схем.

Формула изобретения

Устройство для определения координат точечных световых объектов, содержащее диссектор, подключенный через усилитель-ограничитель ко входу управляемого делителя, три счетчика, первый и второй из которых последовательно соединены и подключены к информационным входам соответствующих регистр ров координат и через цифро-аналоговые преобразователи — к управляющим входам диссектора, двухпороговый блок сравнения, вход которого соединен с выходом управляемого де- лителя, а выходы — соответственно со входом первого счетчика и с управляющими входами регистров координат, генератор импульсов, элементы И, ИЛИ и триггер управления, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона работы устройства, оно содержит

25 формирователь импульса сброса, инвертор, элемент задержки и дополнительный регистр, информационные входы которого соединены с разрядными выходами третьего счетчика, а выходы подключены к другим входам управЗО ляемого делителя, один из входов которога соединен с выходом триггера управления и через первый элемент И вЂ” с другим входом двухпорогового блока сравнения, выход генератора импульсов подключен к другому входу

35 первого элемента И и ковходуформирователя импульса сброса, выход которого соединен непосредственно с управляющим входом дополнительного регистра, входом инвертора и через последовательно соединеннные элемент

40 задержки и элемент ИЛИ с одним из входов третьего счетчика, другой вход которого подключен через второй элемент И, соединенный с выходом усилителя-ограничителя, к выходу инвертора и одному из входов триггера управ45 ления.

550658

Составитель В. Киселев

Техред М. Семенов

Корректор А. Галахова

Редактор Н. Каменская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 612/18 Изд. № 271 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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