Устройство для определения координат точечных световых объектов Советский патент 1977 года по МПК G06K11/00 

1

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

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

Однако известное устройство обладает низким быстродействием и малым рабочим диапазоиом.

Наиболее близким ио технической сущности к данному изобретеиию является устройство для определения координат точечных объектов, содержащее диссектор, иодключенный 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 сравпения, 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 диапазопом работы, нижняя граница которого

определяется фоном, равным величине минимального сигнала от светового объекта.

Целью изобретения является расщирение диаиазопа работы устройства при сохранении постоянства величии вероятностей ложной треБОГИ и иропуска объекта.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство содер кит формирователь импульса сброса, инвертор, элемент задержки и доиолнительный регистр, информационные входы

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

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 управляющим 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 элемент И, соединенный с выходом усилителя ограничителя, к выходу инвертора и к одному из входов триггера управления. На чертеже иоказана 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 И сравнения, генератор 12 импульсов, элементы И 13, 14, элемент ИЛИ 15, триггер 16 унравления, формирователь 17 импульса сброса, инвертор 18, элемент 19 задержки, дополиптельный 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 Г/ импульса сброса. Управляющие входы регистров 6 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 преобразователи 2 и 3 к управляющим входам диссектора 1 и к информационным выходам соответствующих регистров 6 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 элемеита ИЛИ 15 объединены. В работе схемы различаются два режима: режим подстройки по фону и рабочий режим. Оптическое изображение анализируемого пространства ироектируется на фотокатод диссектора 1, аиертура которого по команде «сброс двоичными счетчиками 4, 5 через цифро-аналоговые преобразователе 2, 3 устанавливается в определенную точку пространства, в которой отсутствует световой объект. Этой же командой двухпороговый блок 11 сравнения, двоичный счетчик 10, триггер 16 уиравления и через элемент ИЛИ 15 двоичный счетчик 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 разрещающий прохождение сигнала через элемент И 14. Потенциал с выхода триггера 16 управления запрещает прохол дение сигнала через управляемый делитель 9 и элемент И 13. Генератор 12 импульсов работает непрерывно и вырабатывает импульсы с частотой, равной частоте пмпульсов 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. Утим же импульсом разрешается перезапись в дополнительный регистр 20 кода старших разрядов счетчика 10. Импульс сброса задерживается элемептом 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 иодстройки по фоиу заканчивается и схема иереходит 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 дополиительном 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 фоиа в различных участках анализируемого пространства, при этом алгоритм подстройки не измепяется, за исключеиием триггера 16 управления, который остается в полол ении, соответствующем рабочему режиму. С выхода управляемого делителя поделенныи поток импульсов подается на соответствующий вход двухпорогового блока 11 сравнения, на другой вход которого через элемент И 13 подаются имиульсы с выхода генератора 12 импульсов. Если в апертуру диссектора 1 попадает только фоновая засветка, то частота потока импульсов 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 нижнего порога поступает на вход двоичного счетчика 5, сдвигая апертуру диссектора 1 в новое положение. При этом двухпороговый блок 11 накопления сбрасывается в «О. Начинается анализ следующей пространственной точки.

Если в апертуру диссектора 1 попадает сигнал от светового объекта и наложенная на него фоновая засветка, то накапливаемая двухнороговым блоком 11 сравнения разность имеет положительный знак и через некоторое время будет пересечен верхний порог. Импульсом с верхнего порога двухпорогового блока И сравнения производится считывание светового объекта. Защита от возможной отработки сигнала светового источника осуществляется за счет выбора интервала между импульсами сброса с выхода формирователя импульса сброса, который должен быть больше среднего времени анализа пространственной точки, в которой находится световой источник. Время анализа каждой точки пространства 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.

В 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 нредел 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 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, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона работы устройства, оно содержит

формирователь импульса сброса, инвертор, элемент задержки и дополнительный регистр, информационные входы 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 - с другим входом двухиорогового блока сравнения, выход генератора импульсов подключен к другому входу

первого элемента И и ко входу формирователя имиульса сброса, выход которого соединен непосредственно с управляющим входом дополнительного регистра, входом инвертора и через последовательно соединеннные элемент

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 управления.