Устройство для определения местоположения объекта Советский патент 1979 года по МПК G01B19/34 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в приборах для автоматической регистрации попаданий в мишень при стрельбе из пневматического и огнестрельного спортивного оружия.

Известны устройства для определения местоположения объектов, содержащие источник сканирующего излучения и блок фотоприемников.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее два измерительных канала, блок индикации рассогласования, вход которого соединен с выходами измерительных каналов, регистратор координат, вход которого соединен с выходом индикатора рассогласования, каждый измерительный канал содержит дифференциальный позиционно-чувствительный фотоприемник и две измерительных схемы, подключенные к выходам позиционно-чувствительного фотоприемника и включающие в себя л-каскадный усилитель и п пиковых детекторов, каждый из которых подключен к выходу соответствующего каскада усилителя.

Недостаток известного устройства заключается в низкой динамической точности и обусловлен инерционностью блока автоматической регулировки усиления, который

приспособлен для работы с периодическими сигналами. Поскольку пролет объекта через плоскость мишени является процессом однократным, на вход фогоприемника поступает лишь один импульс излучения, и блок автоматической регулировки усиления не успевает установить требуемое усиление усилителей, в результате чего положение объекта определяется неточно.

Целью изобретения является повыщение точности определения местоположения объекта.

Для этого в предлагаемом устройстве каждая измерительная схема снабжена

блоком пороговых элементов, входы которого соединены с выходами каскадов усилителя, регистром порядка, входы которого соединены с выходами блока пороговых элементов, дешифратором порядка, входы

которого соединены с выходами регистра порядка, и п управляемыми делителями напряжения, информационный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего пикового детектора, управляющие

входы - с выходами дещифратора порядка, а выходы являются выходами измерительной схемы.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства для определения местоположения объекта.

Устройство для определения местополол ения объекта содержит два измерительных канала 1 и 2, блок 3 индикации рассогласования, входы которого соединены с выходами измерительных каналов 1 и 2, а выходы подключены к входам регистратора 4 координат. Каждый из измерительных каналов 1 и 2 содержит дифференциальный позиционно-чувствительный фотонриемник 5 и две измерительные схемы 6 и 7, подключенные к выходам фотонриемника 5 и включающие в себя каскадный усилитель с каскадами 8, 9 и 10 усиления и пиковые детекторы II, 12 и 13, каждый из которых связан с выходом соответствующего каскада 8, 9 и 10 усиления усилителя. Каждая измерительная схема 6 и 7 снабжена блоком 14 пороговых элементов, входы которого соединены с выходами каскадов 8, 9 и 10 усиления. Выходы блоков 14 подключены к входам регистров 15 порядка, связанных своими выходами с входами дещифраторов 16 порядка. В каждой измерительной схеме 6 и 7 к выходам пиковых детекторов 11, 12, 13 подключены информационные входы управляемых делителей 17, 18 и 19 напряжения, управляющие входы которых подключены к выходам дещифраторов 16, а выходы соединены с входами блока 3 индикации рассогласования.

Фотоприемники 5 расположены перед притом с изображением мищени в безопасной зоне за пределами круга рассеяния точек попадания объектов в плоскости неподвижного луча, щирина которого превышает диаметр мищени. В той же плоскости находятся оптические оси объективов, фокусирующих изобрал{ение объекта на поверхности фотоприемников.

Устройство для определения местоположения объекта работает следующим образом.

Объект, пролетающий через плоскость мишени, пересекает плоский луч и отражает часть падающей на него энергии. На фотоприемниках 5 формируются мгновенные изображения объекта в виде освещенных участков поверхности. Эти изображения делятся зонами раздела светочувствительных площадок на две части, равные между собой только в случае попадания объекта в центр мишени. В момент пролета объекта через луч на выходах фотоприемников 5 возникают импульсы с амплитудой

ai K,Bli.(1)

где - интегральная чувствительность

фотоприемника; В - щирина изображения; 1г - длина освещенных частей фотоприемника.

Параметры отклонения объекта от центра мишени Р и Q, называемые в дальнейшем параметрами рассогласования, могут быть вычислены по формулам

J ai -и,

(2)

2 ai -t- а,

1Дз - «4 -г

«3 + «4

где

L -а, -f «2 --Сз-f «4.

Значения а, необходимые для вычисления параметров Р и Q, измеряются в устройстве следующим образом. Импульсы с амплитудами а; поступают на входы измерительных схем 6 и 7. Если уровень входного сигнала недостаточен для насыщения /-ГО каскада усилителя 8, 9 и 10, то на входе этого каскада появляется импульс с амплитудой

f/0- .(3)

где /(- коэффициент усиления каскада;

/ - порядковый номер каскада, считая от входа усилителя. Если же /-ЫЙ каскад насыщается сигналом, то амплитуда импульса на его выходе равна напряжению ограничения Уогр. В этом случае срабатывает связанный с данным каскадом пороговый элемент блока 14 и в соответствующем разряде регистра 15 записывается единица. Комбинация из единиц и

нулей Б регистре 15 образует код порядка / числа ui, а роль его мантиссы выполняет напряжение Uij, как это следует из выражения (3)

а, ,,/С-/.(4)

Значения Uij запоминаются в пиковых детекторах 11, 12 и 13.

На основании кодов /, хранящихся в регистрах 15, дещифраторы 15 порядков формируют сигналы управления делителями 17, 18 и 19 напряжения в соответствии с условиями

Ui такс Uij

f/.f/ocp.(5)

Делители 17, 18 и 19 напряжения имеют неодинаковое число фиксированных значений коэффициентов передачи. После каждой вспыщки излучения от объекта только

в одном из них устанавливается нен левой коэффициент передачи напряжения, причем номер этого делителя и величину коэффициента передачи указывает дешифратор 16 в соответствии с таблицей

Выбранные в каждой измерительной схеме 6 и 7 напряжения оказываются приведенными к одному порядку, что дает право выполнять над ними операции сложения и вычитания. Расчет параметров Р и Q по

формуле (2) выполняется в блоке индикации рассогласования 3, там же по известным значениям Р и Q вычисляются координаты X и Y точки пролета объекта через мишень, а результаты стрельбы регистрируются в блоке 4.

Благодаря введению управляемых делителей напряжения, блоков пороговых элементов регистраторов порядка и дешифраторов порядка устройство может определять местоположение объекта по единственной вспышке отраженного от него излучения без динамических погрешностей. Благодаря высокой точности и быстродействию устройство обеспечивает спортсмену возможность оперативно корректировать стрельбу на тренировках и в процессе пристрелки перед зачетными выстрелами, сокраш,ает время анализа результатов и увеличивает пропускную способность стрелкового тира.

Формула изобретения

Устройство для определения местополож.ения объекта, содержащее два измерительных канала, блок индикации рассогласования, вход которого соединен с выходами измерительных каналов, регистратор координат, вход которого соединен с выходом блока индикации рассогласования, каждый

измерительный канал содержит дифференциальный позиционно-чувствительный фотоприемник и две измерительные схемы, подключенные к выходам позиционно-чувствительного фотоприемника и включающие в

себя л-каскадный усилитель и п пиковых детекторов, каждый из которых подключен к выходу соответствующего каскада усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, каждая измерительная схема снабжена блоком пороговых элементов, входы которого соединены с выходами каскадов усилителя, регистром порядка, входы которого соединены с выходами блока пороговых элементов, дешифратором порядка, входы которого соединены с выходами регистра порядка, п п управляемыми делителями напряжения, информационный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего пикового детектора, управляющие входы - с выходами дещифратора порядка, а выходы являются выходами измерительной схемы.

16

V

xVv