Устройство для регистрации подвижных объектов в зависимости от скорости движения

 

яескжов т

4БА

50669 иатеитио-техн и с бм4 тиотека. т

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) )ополпштсльцое к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.04.75 (21) 2137391/24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 08.04.77 (51) М. Кл,е 6 086 1/08

1 осударстеенный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.398 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Ф. Керемжанов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПОДВИЖНЫХ

ОБЪЕКТОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

Изобретение OTFIQ!cHTcB к области автоматики, вычислительной и измерительной техники и может быть применено в различных областях народного хозяйства, где необходимо обрабатывать многопараметрическую динамическую пространственную информацию и эффективно представлять ее оператору или исследователю в виде графического отображения, а также передавать для дальнейших преобразований в автоматизированных системах управления (АСУ). Оно может быть использовано для оперативного многопара метрического анализа статистически независимых и каррел ирующих объвктов к наглядным представлениям информации в АСУ для множества .пунктов пространственного распределения исследуемых динамических параметров и их значений.

Устройство селекции объектов по скорости служит для анализа скорости движущихся деталей электротехнической аппаратуры при исследовании их динамических режимов и производстве электротехнических изделий.

Известны устройства селекции объектов по скорости, содержащие блоки ввода данных, анализаторы и блоки вывода информации (1).

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретвн ию является устройст во для регйстрации подвижных объектов в зависимости от скорости движения, содержащее блок ввода данных, модель-аналог, вход которой подключен к выходу блока ввода данных, и блок вывода информации (2).

5 Однако в этом устройстве не реализуются задачи оперативной автоматической селекции объектов по скорости с выделением на выходе ооъектов заданных скоростей и автоматической отстройкой от неинформатпвпых

lo параметров и объектов.

Целью изобретения является расширение фупкциональных возможностей путем автоматической селекции объектов по скорости с ее измврепием, индикацией информативных

15 объектов и с отстройкой от неинформатпвных параметров и объектов, т. е. повышение эффективности устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство введен блок динамической сслск20 ции,,выполненный на сумматоре, ключевом элементе, датчике эталонного инверсного уровня, выход которого соединен с первым входом ключевого элемента, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого и второй вход ключевого элемента соединены с выходом модели-аналога, выход сумматора подключен ко входу блока вывода информации.

Блок динамической селекции может предз0 ставлять собой узел амплитудной дискримп550669

3 нации импульсов. Соединение элементов в блоке динамической селекции позволяет оперативно автоматически выделять объекты с априорно заданными скоростями (диапазоном скоростей), автоматически измерять скорость движения и отстраиваться от неинформативных по скорости параметров и объектов динамической ситуации.

На фиг. 1 изображена блок-схема уст ройства, где 1 — блок ввода данных, 2 — модель-аналог, 3 — блок ди намичсскои селекции, 4 — датчик э галонного инверсного уровп я, 5 — ключевой элемент, 6 — сумматор, 7 — блок вывода информации; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3— вариант реализации устройства, где 8 — элемент нелинейного усиления-ограничения

Блок ввода данных предназначен для преобразования исходного множества динамических пространственных физических (в частности, оптических) параметров в электрические сигналы одинаковой амплитуды, длительности и площади. Блок 1 реализуепся матрицей фотоэлементов.

Требование нормируемости исходных параметров по амплитуде, длительности и площади может быть снято, если в блоке 1 предусмотреть стробцрование,,путем использова ния матрицы импульсных формирователей.

Блок 1 соединен с моделью-а налогом 2, которая представляет собой своеобразный конденсатор, верхняя пластина которого является однородной пространственной R-средой, а нижняя — электрически заземленная проводящая пластина. Блок 2 может быть непрерывным, дискретным или комбинированным в зависимости от того, представлена ли

R-среда, непрерывно распределенной пла стинои, например электроп роводной бумагой или дискретной сеткой резисторов, а С-среда— непрерывно распределенным диэлвктриком нли кон двнсаторами в узлах среды R.

Блок 2 соединен с блоком динамической селекции 3, реализуемым известными схемами амплитудных дискриминаторов (селекторов) импулысов. Реализуются такие дискриминаторы резисторами, конденсаторами, линиями задержки, диодами. На выходе регистрируется положение выделяемых импульсов.

Использование амплитудного дискриминатора дает преимущество экономичной реализации и рационально в ряде случаев при последовательном выводе информации с модели-аналога. В этом случае блоки 1 и 2 реализуются телевизионной передающей трубкой, где моделью-аналогом служит мишень трубки, с которой сканируется изображение, Причем, в блоке 1 диаметр электрически стробирэванных импульсов должен быть не больше, чем ширина (вертикальные размеры), оканируемой B блоке 2 строки.

Возможна,naipaллельная реализация блоков 1 — 3 с помощью полупроводниковой слоеной структуры, где бло!к 3 представляет со5

1О

4 бой полуправоднлковую емкостно-диодно-ре зистив ную:структуру множества амплитудных дискриминаторов (3). Такая реализация имеет преимущества в надежности, компактности и экономичности по сравнению с вакуумными электронно-оптическими преобразователями.

В ряде случаев использование дискриминаторов импульсов, особенно в режимах выделения импульсов, меньших заданных или лежащих в заданных пределах, вызывает определенные трудности. Трудности и неэкономичность использования амплитудных дискриминаторов сказываются при режимах с изменяемыми порогами селекции. Кроме того, в некоторых случаях использование телевизионных передающих систем нецелесообразно. Примером служат задачи с неоптической исходной информацией, задачи с малым числом узловых точек и др. Более рациональным в таких случаях может быть использование элементов 4 — б для реализации блока 3.

Экономичная последовательная реализация со сканированием с блока 2 предусматривает в качестве датчика эталонного и нверсного уровня 4 управляемый источник напряжения инверсной полярности по отношению к входным сигналам, в качеспве сумматора б— электронный аналоговый сумматор инверсного эталонного и преобразованного на моделианалоге сигналов.

Перспективно также использование запоминающей элвктранно-лучевой трубки с несколькими электронными прожекторами, один из которых реализует канал с использованием датчика эталон ного инверсного уровня 4, формирующего сигналы инверсного электронного уровня, а элемент 5 может быть реализован дополнительным электродом, запирающим путь сигналом датчика 4 при наличии синхронного считываемого сипнала с,моделианалога. Элемент 5 может быть реализован и катушкой электромагнитного управления с дополнительным формирователем амплитуды сигналов. В обоих случаях суммирование происходит в накопительном РС слое запоминающей трубки.

Перспективна и параллельная полупроводниковая реализация всех блоков и узлов устройства .в,виде слоенных,полупроводниковых структур, что имеет известные преимущества безвакуумных электронно-оптических преобразователей, и дает возможность агрегировать и,наращивать структуру реализации для любых объемов исход ной информации.

На фиг. 3 представлен еще один вариант устройства, отличающий ся от рассмотренного выше использованием в блоке 3 элемента нелинейного усиления — ограничения 8 и датчика эталонного инверсного уровня 4 с соответствующим их включением между блоками 2 и 6. Причем элемент 8 представлен известными схемами электроных у силителей верхней части сигнала с ограничением выходного сигнала сверху и снизу. Его функцией

550669

5 является формирование стробов на месте амплитудных максимумов сигналов для соответствующего включения датчика эталонного инверсного уроэня 4. Такая реализация дает возмо>кнасть по высить надежность и точность измерения скорости при более четком вычитании базового сигнала с датчика 4;и преобразованного с блока 2 сигналов в сумматоре 6.

Кроме рассмотрвнной, для схемы фиг. 3 возможна безвакуумная полупроводниковая реализация, а также:.реализации на базе различных известных электронных схем, выполняющих функции блоков 1, 2, 7 и элементов

4 — 6.

Работа устройства (фиг. 1) происходит согласно фиг. 2, где,диаграмма а — д иллюстрHpóþò амплитудный срез сигналов для блоков 1 — 3, 7 и элементов 4 — 6 соответственно.

При включении устройства сигналы динамической ситуации преобразуются блоком 1 в пространственную двухмерную решетчатую функцию электрических сигналов одинаковой амплитуды, длительнасти и площади стимула (фиг. 2а). Затем эти сигналы накапливаются в ем,костной составляющей и растекаются в среде R. При этом растекание зарядов (согласно фиг. 2б) для движущихся и вепадвижных объектов имеет различный характер по площади, форме и амплитуде. Это является результатом простейшей формальной реализации математичвокой модели (4): дВ дВ (д2В д В а — aV — — Р + +

Ot дх, дх2 ду

+ В=кЕ, где: а — постоянная инерции, b — постоянная иррадиации, V — скорость движения, Й вЂ” коэффициент,прон о р ц и о я а л ь;н о Ic T и, 8 — аветлота получен ного на модели-аналоге преобразава1ния, Š— яр кость исходных сигналов.

С модели-аналога 2 сигналы потенциального рельефа динамической преобразованной ситуации поступают на вход блока динамической селекции, реализуемого амплитудным дискриминатором импульсов, который выдает на вход блока 7 сигналы априорно заданных амплитуд, соответствующих скоростям и сходных объектов (фиг. 2е).

При реализации блока 3 элементами 4 — 6 сигналы с блока 2 поступают на вход сумматора 6 и на управляющий вход элемента 5.

Согласно фиг. 2 элемент 5 (см. фит. 2г) открывается для сигналов (в) от датчика 4сигналами (б) блока 2 и пропускает эталонные сигналы (г) на второй вход сумматора 6. С выхода сумматора 6 сигналы (д) регистрируются блоком 7.

Режим измерения соответспвует наличию в датчике 4 эталонного уровня, соответствующего амплитуде сигналов стационарных объектов. При изменении (уменьшвнии) эталон!

25 образования.

Технико - экономичвские преимущества предлагаемого изобретения состоят в следую30

G0

6 ного уровня в датчике 4 происходит режим селекции сигналов по скорости. При этом блок 7 регистрирует и измеряет только амплитуды сигналов от объектов, движущихся в заданном диапазоне скоростей по их положительной части, определяемой сигналами датчика 4. Таким образом, на выходе ус ройства в блоке 7 по амплитуде и площади сигналов движущихся объектов с блока 2 происходят оперативные автоматические измерения и селекция по скорости м ножвства объектов, движущихся в различных направлениях.

Работа устройства, показанного на фиг. 3, принципиально мало отличается от схемы, показанной на фиг. 1, и поэтому не рассматривается.

Возможна работа устройства как в режиме чистой отстройки от всех неинформатнвлых по скорости параметров и объектов, так и 1наложение яркостных параметров скорости на отображенные блоком вывода пространственные объекты, полученные от блока ввода или других устройспв информационного прещем: высокое быстродействие, определяемое в основном параметрами R, С модели-аналога, что позволяет оперативно выделять объекты практически с любой скоростью движения; пол но стью автоматический цикл селекции и отстройки от неинформативных лараметрав и объектов; у нивврсальность ввода объвктов: а) конфигураций, площадей, яркостей и связанности объвктов за счет входного нормирующвго преобразования по амллитуде, длительности и площади стимула в блоке ввода; б) направлений движения; в) количеств объектов; г) физической природы исходных сигналов, т. е. реализация устройства при тех же функциях блоков и их связях может быть как электрической, так и электронно-оптической, оптической, пневматической и т. д.

Формула изобретения

Устройство для регистрации подвижных объвкто в в зависимости от скорости движения, содер>кащее блок ввода данных, выход которого подключен ко входу модели-аналога, и блок вывода информации, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства, в него введен блок динамической селекции, выполненный на сумматоре, ключевом элементе, датчике эталонного инверсного уровня, выход которото соединен с первым .входом ключевого элемента, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого и второй вход ключевого элемента соединены с выходом модели-аналога, выход сумматора подключен ко входу блока вывода информации.

550669

v=u

Ьых

Фых е фие.!

Составитель E. Бакеев

Техред М. Семенов

Редактор Н, Каменская

Корректор Е. Хмелева

Заказ 2359

Изд. № 280 Тираж 889 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

И3035. Масква. 7Ê-35. Раушская наб.. д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3707403, кл. 343 вЂ,5, 1968, 2. Авторское свидетельство СССР— д

Кэт

I g ! г

Ат

8 № 374638, кл. G06K 9/02, 1972 (прототип).

3, «Автоматизация производства и промышленная электроника», т. Ш, с. 18, 85.

4. Шабанов Ю. П. и др. Вопросы теории движущихся обьектов, Киев, 1967.