Корреляционный измеритель скорости Советский патент 1984 года по МПК G01P3/64 G01P3/68 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения скорости пройденного пути движущихся объектов и может быть ис пользовано в промьгашенности для измерения скорости потока, а также дл навигации летательных аппаратов и судов. jTo основному / авт. св. № 1024847 вестен корреляционный измеритель ско рости, содержащий два датчика, два усилителя-ограничителя, два регистра сдвига, две совмещенные схемы совпадения и вычитания, две схемы ИЛИ, инте ратор,генератор тактовых импульсов, 2 N датчиков сигналов и П каналов корр ляционной обработки, аналогичных осно ному каналу, усредняющую схему,-делитель частоты, счетчик импульсов, в КО.ТОРОМ выходы первого и второго датчиков соединены соответственно с входами первого и второго усилителей-ограничителей, при этом первый и второй входы первого усилителя-ограничителя соединены соответственно с входами записи первого и второго регистров сдвига, промежуточные и основные выходы каждого из которых соединены соответственно с первыми и вторыми.входами первой и второй совмещенных схем совпадения и вычитания, третьи входы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами второго усилителя-ограничителя, первый и второй выходы пер вой совмещенной схемы совпадения и вычитания соединены соответственно с первыми входами первой и второй схем ИЛИ, вторые входы которых соеди нены соответственно с вторым и первы выходами второй совмещенной схемы совпадения и вычитания, а выходы с входами интегратора, выход которог соединен с управляющим входом генератора тактовых импульсов, а выход генератора тактовых импульсов соединен со сдвиговыми входами регистра сдвига и счетчика, при этом выходы каждых двух датчиков подключены соответственно к входам каналов корреляционной обработки, выходы генерато ров тактовой частоты каждого канала соединены с входами усредняющей схе мы, коммутирующий вход которой подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с одним из входов усредняющей схемы, а выход усредняющей схемы соединен с входом счетчика импульсов СО. Недостатком известного измерителя является ограниченная точность измерения пройденного пути. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что корреляционный измеритель скорости дополнительно снабжен преобразователем сигналов, блоками включения регистра текущей карты местности и выбора эталонной карты местности, регистром текущей карты местности, блоком памяти эталонной карты местности, блоком изменения масштаба эталонной карты местности,блоком коррекции пути, блоком обработки карт управляе-, мым делителем частоты и датчиком истинной высоты, при этом вход второго усилителя-ограничителя каждого канала через преобразователь сигнала и блок включения регистра текущей карты местности соединен с соответствующими сигнальными входами регистра текущей карты местности, входы продвигающих импульсов которого подключены через управляемый .делитель частоты к выходу делителя частоты одного из каналов, а также к управляющим входам блоков изменения масштаба эталонной карты местности и коррекции пути, выходы регистра текущей карты местности соединены с сигнальными входами блока обработки карт, эталонные входы которого подключены через блок изменения масштаба к соответствующим выходам блока памяти эталонной карты местности, а ее выход подключен к блоку коррекции пути, выход которого соединен с корректирующим входом счетчика пути, подключенного выходом к коммутирующим входам блока включения регистра текущей карты местности и блока выбора эталонной карты местности, выходы которого подключены к блоку памяти эталонной карты местности, а вых;од датчика истинной высоты соединен с управляющим входом управляемого делителя частоты. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство состоит из п каналов корреляционной обработки сигналов, кото1рые содержат первый и второй усилители-ограничителя 1 и 2, первый и второй регистры 3 и 4 сдвига, первую и вторую совмещенные схемы 5 и 6 совпадения и вычитания, первую и втоую схемы ИЛИ 7 и 8, интегратор 9, генератор 10 тактовых импульсов, а также счетчика 11 импульсов, 2(1-датчиков 12, усредняющей схемы 13, делителя 14 частоты, а также преобразователя 15 сигналов, блоки 16 включения регистра текущей карты местности и блока 17 выбора эталонной карты местности, регистра 18 текущей карты местности, блока 19 памяти эталонной кар ты местности, блока 20 обработки кар блока 21 коррекции пути, датчика 22 истинной высоты, управляемого делите ля 23 частоты и блока 24 изменения масштаба эталонной карты местности. Корреляционный измеритель скорост работает следующим образом. На входы усилителей-ограничителей 1 и 2 1-го канала поступают два сигнала х (t) и x Ct-t). Усилители-ограничители преобразуют их в сигнумсигналы. На выходах регистров 3 и 4 сдвигов сигнум-сигналы квантуются по времени с частотой повторения, ра ной частоте гененатора 10 тактовых и пульсов. На входы схем ИЛИ 7 и 8 импульсы с выходов схем 5 и 6 совпадения и вычитания поступают попеременно. Схемы ИЛИ обеспечивают работу обоих регистров на единую схему 9 интегрирования. При равенстве времени задер ки сигнала транспортному запаздыванию коррелятор находится в состоянии равновесия, а частота повторения генератора 10 является аналогом скорости. За один период тактовой частоты объект проходит путь, равный цене импульса дальности о m+n среднее число ячеек каждог регистра; - расстояние между датчиками. Аналогично обрабатывают сигналы, которые вьщаются многоканальным датчиком при построчном обзоре местност Многоканальный датчик 12, содержа щий п независимых каналов, производи обзор подстилающей поверхности по ря ду параллельных полос (построчный обзор), образующихся за счет движения корреляционного измерителя. Для уменьшения флуктуационной ошибки импульсные последовательности из всех п каналов корреляционной обработки сигналов поступают в усредняющую схему 13, которая управляется импульсами делителя 14, формируемыми при перемещении измерителя на рассто- : яние, определяемое необходимым временем усреднения. После усреднения производится съем импульса в количестве где ,Ng,. . . ,Nj, - количество импульсов в соответствующем канале. Импульсы поступают в накопительный счетчик 11 для измерения пройденного пути. Для коррекции пути снимается текущая карта местности, С этой целью вход каждого усилителя-ограничителя 2 соединен с входом преобразователя 15, а его выход через блок 16 включения подключен к входу регистра 18 текущей карты местности. Участок коррекции выбирается по программным значениям пути коррекции,: заложенным блоком 16 включения. На второй его вход подается текущее значение пройденного пути из счетчика 11. При равенстве программного и измеренного значения пути блока 16 включения подключает выходы преобразователя 15 к регистру 18 текущей карты местности, продвигающиеся импульсы которого формируются из импульсов тактовой частоты. Для записи текущей карты местности выход делителя 14 частоты через управляемый делитель 23 частоты подключен к регистру 18 текущей карты местности. Запись текущей карты местности производится до заполнения регистра . Одновременно с началом записи текущей карты местности счетчик 1t выдаёт сигнал на блок 17 выбора эталонной карты местности. Записанные для каждого з астка коррекции для минимальной высоты эталонные карты хранятся в блоке 19 памяти. Блок 20 обработки производит сличение текущей карты местности с эталонной путем их сдвига относительно друг друга. При увеличении высоты масштаба съема текущей карты местности изменяется в связи с изменением разрешающей способности датчика текущей карты местности. Для обеспечения работоспособности измерителя необходимо согласование масштабов карт местности, что производится за счет изменения коэффициента деления управляемого делителя 23 частоты по сигналу с датчика 22 истинной высоты, приводящему, в свою очередь, к изменению размера ячейки эталонной карты местности. В блок памяти введены эталонйые карты местности с минимальными размерами ячеек. При увеличении высоты снятая текущая карта местности будет иметь размеры ячеек больше минимальных. В блоке 24 изменение масштаба эталонной карты местности (ЭКМ)

производится корректировка размеров ячеек ЭКМ. Отклонение пройденного пути относительно программного значения определяется по измеренному сдвигу текущей карты местности относительно эталонной карты местности. Это значение вводится в блок 21 коррекции пути, через который выдается поправка на значение пути, измеренное счетчиком 11.

Устройство позволит повысить точность измерения пути и обеспечить работу на разных высотах относительно подстилающей поверхности.

КОРРЕЛЯЦИО 1НЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ по авт. св. № 1024847, отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности измерения он снабжен дополнительно преобразова телем сигналов, блоками включения ре гистра текущей карты местности и выбора эталонной карты местности, регистром текущей карты местности, бло ком памяти эталонной карты местности блоком изменения масштаба эталонной карты местности, блоком коррекции пути, блоком обработки карт, управляемьм делителем частоты и датчиком истинной высоты, при этом вход второго усилителя-ограничителя каждого канала через преобразователь сигнала и блок включения регистра текущей ка ты местности соединен с соответствующими сигнальными входами регистра текущей карты местности, входы продвигающих импульсов которого подключены через управляемый делитель частоты к выходу делителя частоты одного из каналов, а также к управляющим входам блоков изменения масштаба эталонной карты местности и коррекции пути,-выходы регистра текущей карты местности соединены с сигнальными входами блока обработки карт, эталонные входы которого подключены через блок изменения масштаба к соответствующим выходам блока памяти эталонной карты местности, а ее выход подключен к блоку коррекции пути, выход которого соединен с корректирующим входом счетчика пути, подключен.ного выходом к коммутирующим входам блока включения регистра текущей карты местности и блока выбора эталонной карты местности, выходы которого подключены к блоку памяти эталонной карты местности, а выход датчика истинной высоты соединен с управляющим входом управляемого делителя частоты.