Следящее сканирующее устройство

г р Гаеетищ танк к:-» и Э

3 .»в»(в" Ф

Соиээ Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕД (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.09.75 (21) 2169180/ с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.77. Бюллет.о G06K9/16

Государственный комитет

Совета 1йинистров СССР оо делам изобретений и открытий

62-50 (088.8) (45} Дата опубликования описания (72) Автор изобретения

С. М. Слободян

Институт оптики атмосферы Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) СЛЕДЯЩЕЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области автоматики, а именно к системам поиска, обнаружения и определения координат объектов, и может быть использовано для считывания информации при обработке ее на ЭВМ, в системах астроориенташти.

Известны устройства и системы поиска, обнаружения и слежения за светящимися объектами (1), (2J и (3).

Иэ известных устройств наиболее близкий по техни вской сущности является устройство, содержащее задающий генератор, генератор развертки, первый выход которого соединен с первыми входами формирователя сигнала ошибки и первого сумматора, второй выход генератора развертки подключен ко второму входу формирователя сигнала ошибки и к первому входу второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены, соответственно, с первым и вторым входами электроннолучевой трубки, выход которого подключен к третьему входу формирователя сигнала ошибки и входу переключателя режима работы, первый и второй выходы формирователя сигнала ошибки соединены, соответственно, с первыми входами первого и второго интеграторов, выход первого иэ которых подключен ко второму входу первого сумматора и к первому входу формирователя; обратного хода развертки, выход второго интегратора соединен со вторыми входами второго сумматора и формирователя обратного хода развертки, выход которого подключен ко вторым входам первого zt второго интеграторов (3}.

Целью изобретения является повышение чувствительности и помехозащищенности устройства.

Это достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены первый и второй ключи, триггер, логический элемент ИЛИ и формирователь импульсов развертки, первый, второй и третий выходы которо о соединены, соответственно, с пер;выми входами первого и второго ключей и со входом триггера, первый и второй выходы которо го подключены, соответственно, ко вторым входам первого и второго ключей, выходы которых соединены, соответственно, с третьими и четвертыми входами интеграторов, первый и второй выходы переключателя режима работы соединены соответственно с первым и вторим входами логического элемента ИЛИ, выход ко1орого подключен ко входам генераторов развертки и задающего, к третьим входам ключей и к первому входу формирователя импульсов развертки, ко второму, третьему и чет 555412.:вертому входам которого подключены, соответ. ственно, первый выход переключателя режима. работы, выходы формирователя обратного хода развертки и задающего генератора.

На фиг 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений в характерных точках схемы; на фиг. 3 — траектория сканирования апертуры и форма растра.

Устройство содержит последовательно соединенные электроннолучевую трубку 1, переключатель режима работы 2, логический элемент ИЛИ 3, задающий генератор 4 и формирователь импульсов развертки 5, выполненный по принципу счетчика с изменяющимся коэффициентом пересчета.

Между электроннолучевой трубкой 1 и формирователем импульсов развертки 5 включены первая и вторая идентичные цепи, содержащие последовательно соединеннью ключи б, 7, интеграторы 8, 9 каналов "Х" и "У" и сумматоры 10, 11. Другой

С выход формирователя 5 подключен к триггеру 12, управляющему работой первого 6 и второго 7 ключей.

Выход одного из интеграторов подключен к формирователю 13 обратного хода развертки. Выходы первого 8 и второго 9 интеграторов соединены с формирователем сигнала ошибки 14, включенным между электроннолучевой трубкой 1 и гене-. ратором развертки 15.

В режиме поиска, задаваемом переключателем 2, с задающего генератора 4 последовательность импульсов 16 (фиг.2) поступает на счетный вход формирователя импульсов развертки 5, производящего их подсчет. Коэффициент пересчета счетчика формирователя 5 изменяется через два цикла счета зпюра 17 от 1 до М (число полуоборотов спирали) . . Импульсы 37 с формирователя 5 поступают на вход триггера 12, усиленные 18 и инвертированные 19 импульсы с других выходов формирователя — на ключи 6, 7, управляющие входы которых нодключены к противоположным плечам триггера 12 (зпюры

20, 21), При этом на выходе ключей 6 — эпюра 22 и 7 . зпюра 23 формируется последовательность двуполярных импульсов, поступающих на интеграторы 8 (канал Х) и 9 (канал У}, Интеграторы каналов выполнены на транзисторах разной проводимости, включенных между плюсовым и минусовым источниками питания. Импульсы с выхода первого ключа 6 поступают на зарядный транзистор (типа н-р-и) интегратора 8 и на разрядный транзистор (анна р-и-р) интегратора 9, с выхода второго ключа7,импульсы поступают на разрядный транзистор:(яша ip.н-ip) интегратора 8 и .на зарядный транзистор (типа п-,р-н) интегратора 9. .Прн поступлении первого импульса с выхода ключа 6, например, положи.тельной полярности 22, на конденсаторе (имевшем в исходном состоянии нулевой потенциал) интегратора 8 формируется линейно-нарастающее напряжение развертки 24, ко,торое с выхода интегратора через сумматор 10 б

l5

И

ЭО

60 поетупает на отклоняющую систему электроннолучевой трубки 1, что приводит к сканированию апертуры луча трубки по оси "Х .

На выходе интегратора 9 сохраняется нулевой потенциал (исходное состояние) .

По окончанию импульса положительной полярности 22 (фиг.2), снимаемого с выхода ключа 6, сканирование апертуры по . оси Х прекращается, напряжение на выходе интегратора 8 запоминается и остается постоянным, а импульс отрицательной йолярности 22 (фиг 2) с ключа 6 поступает на разрядный транзистор интегратора 9. Напряжение развертки по оси "У". формируется интегратором 9 (эпюра 25) и через сумматор 11 подается в блок трубки 1.

Одновременная подача в отклоняющую систему электроннолучевой трубки 1 постоянного напряжения развертки по одной оси, например Х, точка 26. эпюра 24 и линейно-спадающего напряжения 25 — по другой оси, например У, и наоборот, приводит к перемещению апертуры луча по квадратной спиралевидной траектории с постоянной линейной скоростью сканирования.

По окончанию первого цикла сканирования (по Х и У) управляющим напряжением с триггера 12 ключ 6 закрывается, а ключ 7 открывается, пропуская на входы интеграторов 8, 9 разрядно-зарядные импульсы 23 (фиг, 2) и процесс формирования развертки по оси Х, а затем по оси У повторяется аналогично описанному.

При пересечении апертурой луча изображения. объекта фигура 27 видеоимпульс, полученный на выходе блока трубки 1, поступает на переключатель 2, где сравнивается с пороговым уровнем и после его превышения вырабатывается управляющий импульс "торможения" развертки. Последний через элемент ИЛИ 3, запирая ключи 6, 7, отключает входы интеграторов 8, 9 и прекращает поступление на формирователь 5 импульсов задающего генератора 4, запускает и подключает генератор развертки 15 к формирователн сигнала ошибки 14 и сумматорам 30, 11, В результате поиск прекращается, система переходит в режим анализа импульса, превысившего пороговый уровень, в процессе которого напряжения на выходах интеграторов 8, 9 ! остаются постоянными и равными напряжениям развертки в момент поступления видеоимпульса.

Апертура луча останавливается на изображении объекта за счет постоянных напряжений, поступающих с интеграторов 8, 9 в отклоняющую систему трубки, и совершает небольшие отклонения по крестообразной траектории фигура 27 (фиг. 3) относительно координат точки остановки при подаче напряжений, вырабатываемых генератором развертки 15 через сумматоры 10, 11 на отклоняющую систему электроннолучевой трубки 1.

Время анализа (торможения) определяется длительностью импульса, вырабатываемого переключателем режима работы 2.

Сигнал, получешьй при крестообразном скани.

555412 б

lO л

l5

И

35 иый сигнал ошибки. Последний после интегрирования в интеграторах 8, 9 и усиления в сумматорах 10, 11 поступает на отклоняющую систему, совмещая центры апертуры и изображения объекта, Если остановка апертуры произошла в результате обнаружения объекта, то сигнал, полученнь в результате сканирования апертуры по изображению объекта, поступает на переключатель 2, который аьграбатьгвает, например, с помощью узкополосно.,го фильтра и детектора, управляющий сигнал -остацг1вки, поступающий через элемент ИЛИ 3 на клю.щй, 7, генератор развертки 15, задающий генераюи 4 и формирователь 5, отключая задающий генератор и переводя формирователь в нулевое состояние, а систему — в режим слежения.

Если остановка апертуры произоШла в результате случайного выброса шума или помехи, то после окончания импульса "торможения" система переходит в режим поиска и сканирование апертуры щюдолжается с точки остановки по прежней, траектории.

В режиме слежения сигнал от объекта, получаемый при крестообразном сканировании, синхронно с импульсами генератора развертки 15 поступает на формирователь сигнала ошибки 14, выпабатьгваемьгй им дифференциальный сигнал ошибки интегрируется в интеграторах 8, 9 и через сумматоры 10, 11 напряжение координат объекта постудает на отклоняющую систему электроннолучевой трубки 1.

Если по каким-либо причинам, например, в результате возникновения непрозрачной или малопрозрачной неоднородности на нути распространения излучения от объекта, слежение будет прервано и сигнал от объекта будет отсутствовать в тсчение времени большего, чем постоянная времени детектора переключателя 2, то по окончанию разряда емкости детектора переключателя 2 со входов генератора 4, формирователя 5 ключей 6, 7, генератора развертки 15 снимается улравллгощее напряжение, включается генератор 4, открываются ключи 6, 7 и выключается генератор развертки 15, а система пе- реходит в режим повторного поиска.

В режиме повторного поиска формирование напряжений развертки и траектории сканирования апертуры аналогичны вышеописанному, за исключением того, что центр спирали в режиме повторного поиска совмещен с координатами объекта в момент его исчезновения, т.е. повторный поиск начинается с точки его потери. Причем просмотр области возможного местонахождения объекта производится и > всем возможным направлениям. При обнаружении объекта в режиме повторного поиска система ,переходит в режим слежения аналогично вышеописанному.

60 . второму входу первого сумматора и к первому ровании апертуры по изображению объекта, с выхода трубки поступает на формирователь сигнала ошибки 14, в котором определяется временное положение сигнала относительно импульсов генератора развертки 15 и вырабатывается дифференциальЕсли в режиме повторного поиска точка 28. (фиг. 3) объект не будет обнаружен, то по достижению апертурой границы контролируемого поля формирователь обратного хода развертки 13 вьграбатывает импульс обратного хода, устанавггивающий в исходное состояние формирователь 5 и поступающий на интеграторы 8, 9, происходит формирование обратного хода развертки и после разр1гда интеграторов дальнейшее сканирование апертуры. Работа системы аналогична режиму первоначального поиска.

Устройство обладает повышенной чувствительностью, помехозащищенностью, вероятностью правильного обнаружения, опознавания и захвата объекта как в режиме первоначального, так и в режиме повторного поиска.

Действительно, в устройстве, имеющем по,стоянную скорость сканирования в режиме поиска, ! длительность сигнала от объекта неизменна при выбранных размерах апертуры, иэображения объекта и скорости сканирования, что упрощает выбор оптимальной полосы пропускания фильтра и повышает вероятность обнаружения.

Кроме того, чувствительность и помехозащищенность устройства существенно повь1шается эа счет возможности введения дополнительного анализа участков растра, уменьшения размеров сканирования и скорости развертки (включение в точках ложных тревог медленного поиска анализа) без нарушегщя структурьг траектории поиска в случае ложной тревоги. Это позволяет использовать критерии последовательного анализа для повышения вероятности обнаружегпгя и помехоэащищенности.

Улучшение помехоэащищенности происходит также эа счет воэможности осуществления (при случайном исчезновении сигнала) повторного поиска объекта с точки его потери по всем возможным направлениям.

Формула изобретения

Следящее сканирующее устройство, содержащее задающий генератор развертки, первый выход котороro соединен с первыми входами формирователя сигнала ошибки и первого сумматора, второй выход генератора развертки подключен ко второму входу формирователя сигггала ошибки и к первому входу второго сумматора, - выходы первого и второго сумматоров соединены, соответственно, с первым и вторым входами электроннолучевой трубки, выход которого подключен к третьему входу формирователя сигнала ошибки и входу переключателя режима работы, первый и второй выходы формирователя сигнала ошибки соединены, соответственно, с первыми входами первого и второго шггсграторов, выход первого из которых лодки ьэчсн ко

555412 входу формирователя обратного хода развертки, выход второго интегратора соединен со вторыми входами второго сумматора и формирователя обратного хода развертки, выход которого подключен к вторым входам первого и второго интеграторов, отличающееся тем,что,сцельюповыше. ния чувствительности и помехозащищенности уст. ройства, оно содержит первый и второй ключи, триггер, логический элемент ИЛИ и формирователь импульсов развертки„первый, второй и третий выходы которого соединены, соответственно, с первыми входами первого и второго ключей и со входом триггера. первый и второй выходы которого подключены, соответственно, ко вторым входам первого и второго ключей, выходы. которых соединены, соответственно, с третьими и четвертыми входами интеграторов, первый и второй выходь1 переключателя режима работы соединены соответственно с первым и вторым входами логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входам генераторов развертки и задающего, к третьим входам ключей и к первому входу формирователя импульсов развертки, ко второму, третьему и четвертому входам которого подключены, соответственно, первый выход переключателя режима работы и выходы формирователя обратного хода развертки и задающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР N 344383, М кл г G 01 S 9/00 24 02 70

15,. 2. Авторское свидетельство СССР N 344469, M.Êë . - G 06 К 9/16, 23.06.70.

3. Авторское свидетельство СССР N 395866, М.Кл G 06 К 9/16, 10.06.71 (прототип) ..

555412

Составитель А. Лащев

Техред М. Левицкая

РедактоР 3. Афанасьева

Корректор С. Шекмар

Заказ 460/24

16

t7

Z0

Л

22 гз

Тираж 902 Подписное

ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

И по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4