Устройство для определения координат треков Советский патент 1982 года по МПК G01T1/17 G01T5/02 

Изобретение отиосится к автоматике и вычислительиой технике и может быть применено для определения координат линейных треков и слежения треков частиц при обработке даииых эксперимента в ядерной 5 физике.

Р1звестно устройство для определения координат треков, содержащее блок сопряжения, регистры, вычислительные блоки, дешифратор, блок сравнения, блок управ- ю леиия, блок иамяти и блок формирования адресов 1. Это устройство характеризуется низким быстродействием, так как определяет кандидаты в треки методом последовательного перебора соординат, полученных 15 в результате просмотра камерного снимка.

Таким образо.м, в этом устройстве процессы просмотра спнмка п выделепня координат трека разделены во времени.

Наиболее близким к изобретению явля- 20 ется устройство для определения коордииат треков, содержащее блок сопряжения с ЭВМ, блок преобразования информации, массив регистров отображения is блок местных вычислителей 2.25

Быстродействие данного устройства также относителыю ппзко, так как определение начала трека осуществляется методом последовательного перебора координат, зафиксированных на одной строке. В этом зг

Зстройстве просмотр сиимка п выделенпе координат разделены во времени.

Цель изобретения заключается в повыщеппи быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения координат треков, содержащее блок ввода, блок управления, блок фор.мировання строк и матрицы, блок иамяти и блок формпроваиня адресов памяти, введены регистры с входиыми и выходными ключами, блок аиалнза, блок определения геометрических характеристик и блок сравнения, а выход блока формирования строк соединен с входом блока анализа, на второй вход которого подключены параллельно через выходные ключи два регистра, входные ключи которых соедннеиы с выходами блоков формирования строк, матрицы и управлеиия, причем блок управления соедииеи с третьим входом блока аиал1 за. Рлорые входы выходных ключей регистров соедипеиы с блоком формироваиия матрицы и с входом блока памяти, второй вход которого соединен со вторым входом блока анализа, выход которого соединен с б.юком памяти через последовате.чыю включен|Ные блокп ог ределеиия геометрических характеристик, сравиеиия и формироваиия адресов памяти, второй вход которого соедипси с выходом блока определения геометрпческпх характеристик.

На фпг. 1 представлена олик-схсма предлагаемого ycTpoiicTBa. Оно содер 1 ит блок ввода 1, блок управленпя 2, блок 3 4н)).мпроваипя строк, б.ток 4 формирования матригЦ), блок 5 входных ключей иервого регистра, блок 6 входных ключей второго регистра, нервыii регнстр 7, uTopoii perncTj) 8, блок 9 выходнвьх ключеГ 1 регпстра, блок 10 выходпых ключей 2 регнстра, блок аналнза 11, блок оиредс. геометрическнх характеристик 12, блок с)авнения 13, блок формпровання ад)ссов памяти 14 п блок памятн 15.

Блок ввода 1 соедннен с б.токо.м ун1)а лення 2 и с блоком 3 ф(;).мнровання стрелки, который соедннен с блоком 4 формирования матрпцв н с бл(Ичом анализа II, на второй вход которого параллельно подключены через выходные ключп 9, И) рсnicTpiii 7, 8, входпвю лючп 5, 6 кот())ых соедппены с выходами б.токов формнр(;ва1П1Я строк 3, форм1 роваиня матрпны -1 и блока управления 2, соединенного с IpcТ1 им входом б.тока аиа:п1за 11. ВХОДВ1 выходные ключей 9, 10 cocдпнeiHJI с блоком формпровання матрип.ы 4 н с выходом блока памятн 15, BTOpoii вход, которого соединен со втopы входом блока аналпза И, чей выход через носледователвно включеппв1е блоки определения гео.метрпческпх характеристик 12, с)авпонпя 13 н формироваппя адресов памяти 14 соедннеп с блоком памятп 15. Второй вход блока формпрованпя адресов памяти 14 соединен с выходом блока опреде.1ения геометрических характеристик 12.

Устройство работает следуюникм образом.

Блок ввода 1 осуп сствляет разложе 1пе нсследуемой картины на яче11ки но строкам п сто.тбпам, преобразование освещенности каждой ячейкп в электрпческнй сигпал н выдачу видеосигналов от каждой ячейкн. Реа.тизовать блок ввода можно с помонило телевпзпоппой камеры на п)нбо|5;1х с за)ядов()й связью, с номогцыо онтнко-механпческнх устройств, содержаниях .-(ннейку прпборов с зарядовой связью н др.

Синхроимпульсы, соировождаю1Н 1е видеосигналы, поступают и блок; С1)ормнрования строк 3, где осуществляется нх пересчет по модулю чнсла э.тементов в строке. В конце каждой строки в блок формнровання матрицы 4 из блока фо)мир()вания строк 3 поступают управ.тяюпдие нмну.1ьС1 1 для выработки номера строки.

Б.ток уиравлепг1Я 2 определяет |-) перехода от белого пзображення к черному и наоборот. Работа блока управления 2 поясняется време1Н1ой диаграммой si;, фпг. 2. При переходе от белого нзображення к черному блок 2 вырабатывает снгпа.т начала трека ILIH фона (бело.му нзображенню соответствует нулевон уровень вндсо1 мнульсов от ячеек картины, черном - едн11нчн1 п 1 ypoBeiHi). Прн переходе (Л черного изображения к белому блок 2 гя,рабат,1вае-1 конца трека илн фона.

(,овокуннос1ь 1 оорд1 нат нача,1а и J«)Hii,a вндеоснгна. от т)ека нлн фона в даль 1ейшем называть элементом трека нлн фона, а два элемента, имеющих хотя б , одну ()бн;ую точку - кандидатом трека H.iH фона. Прн этом элеме1гг, имеloHUiii o6HiyKj точку с 1 анлндатом, нрннад.1о/К1:т кандидату.

11о.1оженне линейного трека в .матрице но.пкктью онре,;1,с,1яется координатами }iaча.ьного и j OHe4Horo э.1ементов трека.

Э1u ве.тнчнны в нред.1агаемом устройстве онрс.челяются следующпм образом.

И;) снгна.кп нача.Ш и конца э.1е.ментов i-:o.ii, к юрдннат нз бл(;ка формирования LipoK 3 з; 1111е 1ваются в {зегнстры. Прн счпi i.iiKiiii :, ;iaH)HMCp, нечетной строкн заннсь к(;)рднн;гг нронз1юднтся че1)ез блок 1чмочей 5 в нервый регнстр 7, а прп счит; 1ианнн четной строкн - через б.юк клю4eii С) Во BTO)oii perHCTji 8.

Блок ана/шза 11 нроверяет принадлежность элементов па текун1,ей и предыдущей CTjJOKax одному кандидату, т. е. онределяет 1 алнчис на текуи;ей ст)оке хотя бы одио.Г ;i;iTCMHciiH( в э.тс-мента нредыдунгсй строки. Для этого и) :5рс.1я счн11 1ва11ия нечетной строкн открыты ix.iioчн 10, н код координат со второго peiHCTра 8 ностунает в блок анализа И, нри счнтываннн четно1| строкн ко.т с HCpBojo i)erncipa 7 через ;.;ючи 9 но;-|ун; ст в б.ю.л а1:а.1нза 11.

Б,лок 12 вырабатывает 1еометрнческнс хар.актерпстпки кандндатг)В в ;атрнце. т. е. д.шну, уго.т иаклона, нлои;адь и др.

1 )едно.южнм, что фнльтрання треков н )на н юизводитея но одном признаку: длнне кандидатов в .матрипе. В этом c.i час бло1 опреде.ченпя тео:.1ет)пческ.нх хаpaKTCpncTiHx 12 представляет co6uii ечетчнк, который подсчитывает число сигналов, 1иктунаю1цнх из блока аналпза II.

Блок: 13 с|)авннвает длппу капдидата, х|)аняи1уюся в блоке 12, с заданной.

.ме|)а строк из блока фо)мнровання .,ы 4 заннсываются в блок памяти 15, СС.1 на ст)оке еств эле.ме1гг.

Коордннаты элементов с выходных клюмеГ| 9, И) записываются в блок па.мяти 15 нрн налнчнн сигнала в блоке аналпза 11 нлн прн его отсутствни, еслп длппа ка ндпдата в бл( сравнения 13 больше задап о Ii.

Блок 14 формирует адреса для блока н;;мятп 15 по следующим логпчееким прави.1а.м: ес.чи есть спгиа.т в блоке анализа 11, а д;1нна кандидата в блоке 12 равr.j нх.тю, T(j адрес на.мятн увеличивается i:a единицу; если есть сигнал в блоке ана.лиза 11, а длима кандидата в блоке 12 не )авна 1улю, то адрес иамяти ле изменяется; если нет сигнала в блоке анализа 11, а длина каидидата в блоке 13 больше заданной, то адрес памяти увеличивается на единицу; если нет сигнала в блоке анализа 11, а длина кандидата в блоке 13 меньме заданной, то адрес памяти уменьшается иа два. Таким образом отделяются треки от фона. При нeoбxoди iocти иравила формирования адресов для блока памяти могут быть изменены таким образом, чтобы в блок памяти 15 записывались все координаты трека. Поясним работу предлагаемого устройства иа прнмере аналнза картины фиг. 3, где изображена матрица 10x10 элементов с треком и фоном. На первой строке в нервый регистр 7 будут записаны коды: 5 - координата начала элемента, 8 - коорднната конца, не принадлежащая элементу. В блок памяти 15, например, в первую ячейку, будет записаи код номера строки 1. На второй строке во второй регистр 8 будут заиисаиы коды 4 и 7. Чтобы определить приг адлежность элементов на первой и второй строках одному кандидату, блок анализа 11 будет проверять наличие хотя бы одной затемненной ячейки матрицы между 5 и 7 столбцами. Так как такая ячейка есть, то блок анализа 11 вырабатывает сигнал, но которому коды (5, 8) с первого регистра 7 записываются в первую ячейку блока памяти 15, блок формирования адресов 14 увеличивает адрес памяти на единицу, длина каидидата в блоке 12 становится равной 1, код номера строки (2) записывается во вторую ячейку блока иамяти 15. На третьей строке в первый регистр 7 будут записаны коды 3, 6. По сигналу блока анализа 11 во вторую ячейку блока намяти 15 будут записаны коды 4, 7, блок формироваиия адресов 14 ие изменит адрес памяти, блок 12 увеличит длниу каидидата иа , ьод номера строки (3) будет записаи во вторую ячейку намяти. Диалогичные .действия повторятся ири считываиии четвертой и пятой строк. На шестой строке во второй регистр 8 будут записаны коды 6, 9. Блок аналнза 11 ие выработает сигнала. Пусть длииа каидидата в блоке сравнения 13 к этому времени будет больше заданной. Поэтому коды (1, 4) с иервого регистра 7 записываются во вторую ячейку памяти, блок формирования адресов 14 увеличивает адрес намяти на единицу, длнна каидидата Р блоке 12 устанавливается равной нулю. Код номера строки (6) записывается в третью ячейку памяти. На седьмой строке записи в память не будет. На восьмой строке во второй регистр 8 будут записаны коды 4, 6, в третью ячейку памяти - код номера строки (8). На девятой строке в первый регистр 7 будут записаны коды 5, 6, в третью ячейку иамяти - коды (4, 6) со второго регистра 8. Блок формирования адресов 14 увеличивает адрес памяти на единицу, блок 12 увеличнвает длину кандидата на единицу и код номера строки (9) записывается в четвертую ячейку памяти. На десятой строке записи в память не будет. Предположим, что длина кандидата в блоке 12 к этому времени будет меньше заданной. Блок формироваиия адресов 14 уменьшает адрес памяти на два. Таким образом, к концу считывания матрицы в памяти будут храниться числа: в иервой ячейке - 1, 5, 8; во второй - 5, I, 4, т. е. коды, определяюшие положение в матрице начального и конечного элементов трека. При онисанни принципа работы устройства предполагалось, что в каждой строке матрицы имеется один элемент трека или фона. В реальных условиях зачастую таких элементов может быть несколько. Что6i i устройство работало и в этом случае, иеобходимо обеспечить мультиплексный режим работы регистров 7, 8 п блоков 12-15. Пре.тлагаемое устройство увеличивает скорость опрел,елеиия координат треков, так как ие требует фильтрации оцифрованной информации о координатах треков и фона иа SB-Vi, полученной нри просмотре камерного снимка. Сокрашается объем блфериой памяти в ЭВМ, так как в нее записываются только координаты треков, сокращается также объем буферной памяти в самом устройстве, потому что во время счнтывания с матрицы запоми1наются координаты элементов только с двух строк. Формула изобретения Устройство для определения координат треков, содержащее блок ввода, соеднненпьй с блоком уиравлеиня ц блоком формирования строк, который соединен с блоком формнроваиня матрицы, блок памяти II блок формирования адресов памяти, о тл н ч а ю ГЦ е е с я тем, что, с целью новыще ия быстродействия, в иего введены регистры с входнымн и выходными ключами, блок анализа, блок определения геометрн4ccKiix характеристпк и блок сравнения, а пыход блока формирования строк соединен с входом блока анализа, на второй пход которого подключены параллельно через выходные ключн два регистра, вход: ые ключн которых соедииены с выходами блоков форм1фования строк, матрицы п управления, причем блок управления соединен с третьим входом блока анализа, вторые входы выходных ключей регистров соединены с блоком формирования матрицы и с входом блока памяти, второй вход которого соединен со вторым входом блока анализа, выход которого соединен с блоком намяти через последовательно включенные блоки oпpeдe eния геометрических характеристик, сравиения и форми ювання адресов иамяти, второй вход которого соединен с выходом блока определения геометрических характеристик.

Источники информации, нрииятые во внимание прн экспертизе

СССР

1. Авторское свидетельство 5 Л 546909, кл. G 06 К 9/00, 1975.

2. Круииов В. Е., Федотов О. П. Прибор для расиознавания элементов треков - ПРЭТ. Принцины ностроения и логика робота. М., 1979, ИТЭФ - 39 (нрототип).

Синхро иfпульсы

nuoeouf-iAJ1п улье hi

Начало I} трека i или рона J L

гпре/ и (рона

П

п п

п

/ 25 5678910

2

II

5 В 7 8 9 to

Z

-1

Л

ts

Jflei-ienm

fpoH