Телевизионное следящее устройство

 

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛР СТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 3 5п Н .04 И 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИМ . Н ARTOPOCMV С ФИДЬТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕККЬЙ КОМИТЕТ СССР

Ш

,(61) 754701 (21} 3375573/18-09 .(22) 05.01.82 (46) 23.05.83. Бюл. 9 19 (72) Ю.B. Иартыаевский и В.A. корми (71) Томский институт автоматиэированных.систем управления и радиоэлектроники (53) 621.397(088.8) (Ьб) 1. Авторское свидетельство СССР

9 754701, хл. Н 04 N 7/18, 27.06.78

;(прототип); . (54)(57} ТЕЛЕВИЗИОННОЕ СЛЕДЯЩЕЕ

УСТРОЙСТВО по авт. св. 9 754701, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью повышения быстродействия,: зведены коипаратор скорости, элемент ИМИ, дополнительный реверсивиый счетчик, формирователь одиночного иииульса и четыре триггера, при этом первый вход компаратора скорости, соединен с выходом реверсивнаго счетчика по координате Х, второй вход компаратора скорости соединен с выходом реверсивного

„.SU„„1019672 Я счетчика по координате У, первый выход компаратора скорости подключен к первому входу элемента ИЛИ и к первому входу первого и второго триггеров, второй выход компаратора скорости подключен к второму входу элемента ИЛИ н к второму входу первого и второго триггеров, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом дополнительного реверсивного счетчи- ка, второй вход которого череэ третий триггер подключен к первому выходу формирователя управляющих импульсов, третий вход - через формирователь одиночного импульса к выходу четвертого триггера, а выход - к второму входу формирователя одиноч»- g ного импульса; причем выход четвер» того триггера соединен с третьим входом компаратора скорости, выход формирователя одиночного импульса соединен с третьим входом первого н второго триггеров, выходы которых соединены с вторым и третьим входами формирователя управляющих иьаульcos и распределителя импульсов.

1019672

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в оптической локации, телевизионных автоматах и системах астронавигации.

По основному авт. св. М 754701 5 известно телевизионное следящее устройство, содержащее последовательно соединенные блок передающей телевизионной трубки, формирователь импульсов, коммутатор и реверсивный счет- 10 чик, а также задающий генератор, первый блок совпадения, два блока

Совпадения по координатам Х и У, интегратор по координате Х, суммирующий и вычитающий входы которого подключены к выходам соответственно пер.вого и второго блоков совпадения по координате Х, интегратор по координате У, суммирующий и вычитающий входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго блоков совпадения.по координате У, реверсивные счетчики по координатам

Х и У, оба входа которых соединены с выходами блоков совпадения соответствующих каналов (Х, У), выходы реверсивных счетчиков соединены с входами коммутатора кодов, два управляющих входа которого подключены соответсТвенно к второму и четвертому выходам распределения импульсов, а выход коммутатора кодов подключен к установочному входу преобразователя, два управляющих входа которого подключены соответственно к четвертому и пятому выходам формирователя управляющих имнульсов, первый и второй выходы преобразователя подключены к пятому и шестому входам интегратора по координате Х, соответственно, а третий 40 и четвертый выходы преобразователя подключены к пятому и шестому входам интегратора по координате У, соответственно $1 3.

Известное Устройство позволяет 45 определять координаты точечных световых объектов. (ТСО), однако не обладает требуемым быстродействием, так как алгоритм сканирования следящего растра не учитывает траекторию движения ТСО.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Для этого в телевизионное следящее устройство введены компаратор скорости, элемент ИЛИ, дополнительный реверсивный счетчик, формирователь одиночного импульса и четыре . триггера, при этом первый вход компаратора скорости соединен с выходом реверсивного счетчика по координате Х, второй вход компаратора скорости соединен с выходом реверсивного счетчика по координате У, первый выход компаратора скорости подключен к первому входу элемента 65

ИЛИ и к первому входу первого и второго триггеров, второй выход компаратора скорости подключен к второму входу элемента ИЛИ и к второму входу первого и второго триггеров, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом дополнительного реверсивного счетчика, второй вход которого через третий триггер подключен к первому выходу формирователя управляющих импульсов, третий вход — через формирователь одиночного импульса к выходу четвертого. триггера, а выход — к второму входу формирователя одиночного импульса, причем выход четвертого триггера соединен с третьим входом компаратора скорости, .выход формирователя одиночного импульса соединен с третьим входом первого и второго триггеров, выходы которых соединены с вторым и третьим входами формирователя управляющих импульсов и распределителя импульсов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема телевизи-, онного следящего устройства; на фиг. 2 приведены диаграммы рабоTFJI i

Телевизионное следящее устройство содержит блок 1 передающей теле.визионной трубки, формирователь

2 импульсов, задающий генератор 3, первый блок 4 совпадения, блоки 5 и 6 совпадения по координате Х, бло и 7 и 8 совпадения по координате

У, интегратор 9 по координате У, интегратор 10 по координате Х, усилитель 11 постоянного тока по координате У, усилитель 12 постоянного тока по координате Х, коммутатор 13, формирователь 14 управляющих импульсов, реверсивные счетчики 15 и 16, распределитель, 17 импульсов, реверсивные счетчики 18 и

19 по координатами X и У, коммутатор 20 кодов, преобразователь 21, компаратор 22 скорости, элемент ИЛИ

23, формирователь 24 одиночного импульса, первый 25, второй 26, тре.тий 27 и четвертый 28 триггеры.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 передающей телевизионной трубки преобразует световое поле, находящееся в поле зрения оптичес, кой,системы, в электрический сигнал, который преобразуется формирователем 2 импульсов в импульсную последовательность, средняя частота которой пропорциональна световому .потоку, проходящему через апертуру диссектора. С выхода формирователя

2 импульсная последовательность пс .— тупает на первый сигнальный вход коммутатора 13, ча второй сигнальный вход которого поступает импульсная последовательность, вырабаты1019672 ваемая задающим генератором 3. Эта же импульсная последовательность поступает на вход формирователя 14 управляющих импульсов, который формирует из нее путем деления и выделения интервалов между импульсами, а также. генерации импульсов в эти интервалы, управляющие импульсы.

Управляющие импульсы с третьего выхода формирователя 14, поступают на вход распределителя 17 импульсов 30 и на управляющий вход коммутатора

13. В исходном состоянии триггер 28 устанавливается в фиксированное состояние и блокирует компаратор 22 скорости, а формирователь 24 одиноч-, 15 ного импульса формирует импульс, производящий параллельную запись числа И в реверсивный счетчик 1б.

При этом второй 26 и третий 27 триггеры находятся в нулевом состоянии.

С выхода. распределителя 17 импульсов распределенные на четыре канала импульсы сканирования поступают на сканирующие входы интеграторов 9 и

10 по координате У и по координате,, Х, напряжение на выходе которых изменяется скачком под действием сканирующих импульсов и через усилители 11 и 12 постоянного тока воздейст-вуют. на отклоняющие катушки блока

1. Таким образом на фотокатоде образуется следящнй растр по каналам Х и У. Одновременно под воздействиьм,управляющих импульсов коммут".тор 13 коммутирует импульсную последовательность с выхода формирователя 2 последовательно,на суммирующий и вычитающий входы первого реверсивного счетчика 15 „ Первый реверсивный счетчик 15 подсчйтывает разность .n„. - „>, i = 1, 3, где i, Ы 1 — 40 положение апертур, n„. = Ъ5;-Т, где

Л средняя частота импульсной

1 последовательности в i-м положении апертуры, а Т вЂ” время подсчета импульсов. В интервале между счетом импульсов на первых двух выходах фор"лирователя 14 управляющих импульсов вырабатываются импульсы списывания по координатам Х и У, которые через блоки 5-8 совпадения и коьалута- 50 тор 13 поступают на первый реверсивный счетчик 15 и списывает накопленную в нем разность до нуля. Нулевое состояние первого реверсивного счетчика 15 фиксируется первьм блоком 4 совпадения, сигнал с которого запрещает прохождение импульсов списывания через блоки 5-8 совпадения.

Таким образом на выходах блоков 5-8 выделяется сигнал рассогласования в виде пачки импульсов,. которые эа- 60 писываются в интеграторы 9 и 10, напряжение на выходе которых изменяется и через усилители 11 и 12 отклоняющие катушки блока 1 смещают следящий растр в сторону умень- 65 щения рассогласования между центром следящего pacipa и центром ТСО. Для уменьшения числа разрядов первого реверсивного счетчика 15 на второй сигнальный вход коммутатора 13 подают сигнал задающего генератора 3, частоту которого выбирают равной. средней частоте импульсной последо-вательности на выходе формирователя 2, когда фотокатод передающей телевизионной трубки освещен фоном.

Интеграторы 9 и 10 обладают в этом случае памятью по положению. Поэтому в случае неподвижного ТСО среднее значение сигнала рассогласования на выходах блоков 5-8 совпадения равно нулю и будет только флук- туационная составляющая. В случае подвижного ТСО среднее значение сигнала рассогласования отлично от нуля и пропорционально скорости перемещения иэображения TCQ по фотокатоду. Сигнал рассогласования по координатам Х и У с блоков 5-8 совпадения поступают на суьаиирующий и вычитающие входы реверсивных счетчиков 18 и 19, где усредняются в течение K-циклов сканирования и запоминаются. Поскольку среднее значение сигнала рассогласования пропорционально скорости перемещения

ТСО, то реверсивные счетчики 18 и

19 являются "памятью по скорости".

Коды скорости с выходов реверсивных счетчиков 18 и 19 поступают на коммутатор 20 кодов. Под воздействием управляющих импульсов с второго и четвертого выходов распределителя

17 импульсов коды скорости по координатам Х и У поочередно поступают на установочный вход преобразователя 21. Во время вычисления сигнала рассогласования по координате на К-м такте и преобразователе 21 устанавливается код скорости, вычисленный на (K-1)-м такте. В ин\ тервале между вычислением сигнала рассогласования на первый управляющий вход преобразователя 21 поступает сигнал считывания с четвертого выхода формирователя 14. Под воздействием сигнала считывания в зависи мости от знака скорости на одном из двух выходов преобразователя 21

;по координате Х появляется сигнал скорости в виде пачки импульсов, число которых в пачке равно скорости движения изображения ТСО по координате Х. Сигнал скорости преобразуется интегратором 10 в напряжение, усиливается по току усилителем 12 и посредством отклоняющей катушки блока 1 .перемещает следящий растр по координате Х в направлении движения ТСО. Аналогично работает канал. У.

Количество циклов усреднения скорости реверсивных счетчиков 18 и 19

1019672 определяется динамикой ТСО, а также качественными показателями следящего устройства и вводится с началом работы устройства записью числа

"N gy во второй.реверсивный счетчик 16, причем в .этом режиме сканирование следящего растра происходит по каналам Х и у поочередно. При обиулении второго реверсивного счетчика 16 им формируется импульс (фиг. 2в),,переводящий триггер 26 30 в единичное состоянке. Компаратор

22 скорости, представляющий собой к„>гический компаратор двоичных чисел, на одном из своих выходов выдает в виде пачки импульсов (фиг.. 2г) 5 последовательный код отношения величин скорости вежду каналавк Х и

У (например V> > V ) к удерживает другой выход в нулевом состоянии (фнг. 2д}, Пачка импульсов через 2О элемент ИЛИ 23 поступает иа суи4крующий вход второго реверсивного счетчика 16, причем количество импульсов в пачке пропорционально отношению проекции вектора скорости

Ч ТСО на координаты. Х н У. Триггерами 26 и 27 формирователь 14 и распределитель 17 переключаются на приоритетный режим,.позволяющий производить сканирование только по одной координате, например Х (фиг. 2а, б с момента й. да t< ).

Работа следящего контура в этом режиме аналогична описанной. Импульсная последоваъчрльность частоты сканирования, поделенная триггером Зз

25 на два, поступает на вычитающий вход второго реверсивного счетчика.

16 к списывает с него записанное ранее число отношения скоростей ,(фиг. 2ж). При повторном обнуленки 49 второго реверсивного счетчика 16, импульс обнуления (фкг. 2в) запус- кает формирователь.24 одиночного им пульса (ФОИ) к переводит триггеры

28-27 в нулевое состояние. Триггер 4j

28 блокирует ФОИ и компаратор 22 скорости,.а триггеры 26 и 27 снимают приоритет с работы форьярователя

14 и распределителя 17 импульсов.

Импульсом ФОИ (фиг. 2е) осуществляется запись числа "Хуст" во второй реверсквный счетчик 16 и устройство переходит с момента и (фиг. 2а, б) в.поочередное сканирование по каналам Х и У. В течение этого времени реверсивными счетчика 18 и 19 вычисляются средние значения проекций скорости движения ТСО по каналам Х и У. При изменении отношения

V> Ъ Ч„ работа устройства отличается от описанной только в появлении пачки импульсов иа другом выходе компаратора 22 скоростк и, таким . образом,. в режиме приоритета канала е

Динамическая ошибка слежения аЭ определяется по известной формуле 8= ЧтСо 1 /2 где V - проекция скорости движения ТСО на одну иэ осей координат, Т/2 — время сканирования апертуры диссектора по дан-„ ному направлению.

Очевидно, что уменьшение б& (увеличение .быстродействия) возможно путем увеличения частоты сканирова« ния Р „ 1/Т, где Т вЂ” период скаинровайия следящего микрорастра.

Исходя из того, что движение ТСО можно разложить иа проекции по ортогональным осям Х и У, а вероятность равенства этих проекций мала, видно, что.:очередность сканирования по каждому направлению для достижения максимального быстродействия должна быть различна.

Применение режимов с выбором очередности сканирования по каналам в зависимости от величины скорости движения ТСО позволяет увеличить быстродействие телевизионного следящего устройства при определении координат ТСО движущегося по направлению параллельному одной кз осей координат.Х, У на,75-803.

1019672

1019672

° в л

С ос тавитель 0. Канатчиков а

Редактор Т. Киселева ТехредЖ.Кастелевич Корректор В Бутяга

Заказ 3729/55 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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