Устройство для определения координат экстремума яркости объекта

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЭКСТРЕМУМА ЯРКОСТИ ОБЪЕКТА, содержащее двухкоординатный фотопреобразователь, отклоняющая система которого соединена с выходами соответствующих интеграторов, и генератор квадратурных напряжений, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и быстродействия устройства, оно йЯйЛйОТЕЯд содержит дифференцирующий элемент,, вход которого соединен с сигнальным выходом фотопреобразователя, и модулятор скорости , входы которого подключены к генератору квадратурных напряжений и к выходу дифференцирующего элемента, а выходы соединены с входами соответствующих интеграторов . 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модулятор скорости выполнен в виде аналоговых умножителей, первые входы которых являются одними из входов модулятора , вторые объединены и являются его другим входом, а выходы - выходом. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модулятор скорости состоит из двухсторонних ограничителей, одни входы которых являются входами модулятора, дру (Л гие подключены к соответствующим выходам парафазного усилителя, а выходы двухсторонних ограничителей являются выходами модулятора. сд to СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,.Я0„„1152005 А

G 06 К 9/36; Н 04 N 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / a 9,,„„„

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЭКСТРЕМУМА ЯРКОСТИ ОБЪЕКТА, содержащее двухкоординатный фотопреобразователь, отклоняющая система которого соединена с выходами соответствующих интеграторов, и генератор квадратурных напряжений, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно (:д

b3

CO

CO (д

ôèã. 7 (21) 3566182/24-24 (22) 14.03.83 (46) 23.04.85. Бюл. № 15 (72) В. С. Чернышев и Е. И. Ковригин (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектрони(53) 681.327.12 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 344469, кл. G 06 К 9/16, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 160777, кл. Н 04 N 1/04, 1964 (прототип). содержит дифференцирующий элемент,. вход которого соединен с сигнальным выходом фотопреобразователя, и модулятор скорости, входы которого подключены к генератору квадратурных напряжений и к выходу дифференцирующего элемента, а выходы соединены с входами соответствующих интеграторов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модулятор скорости выполнен в виде аналоговых умножителей, первые входы которых являются одними из входов модулятора, вторые объединены и являются его другим входом, а выходы — выходом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модулятор скорости состоит из двухсторонних ограничителей, одни входы Q которых являются входами модулятора, другие подключены к соответствующим выходам парафазного усилителя, а выходы двухсторонних ограничителей являются выхо- (. дами модулятора.

1152005

Изобретение относится к области фотоэлектронных следящих автоматических систем и может быть использовано в системах автоматического контроля и измерения параметров светящихся объектов.

Известно устройство для определения координат экстремума яркости объекта, определяющее координаты центра точечных светящихся объектов путем крестообразного сканирования апертурой фотоприемника по изображению объекта (1).

Однако в данном устройстве координаты центра объекта могут и не совпадать с его экстремумом яркости и, кроме того, устройство может работать только по точечному объекту.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, включающее двухкоординатный фотопреобразователь мгновенного действия (например, диссектор) с отклоняющей системой по координатам Х и У, генератор квадратурных напряжений, два фазовых детектора, выходы которых соединены с входами соответствующих интеграторов, а выходы последних — с отклоняющей системой фотопреобразователя (2).

В известном устройстве сигнал, корректирующий и выводящий кружок, описываемый апертурой луча, на максимум яркости, получается на основе фазового метода (используя напряжения, задающие апертуре движение по окружности, и разность напряжений видеосигналов при прохождении апертурой участков изображения объекта с различной яркостью). Процесс определения экстремума яркости в устройстве заканчивается, когда окружность, описываемая апертурой, занимает на изображении объекта соответствующую ее диаметру изофоту (линия равной яркости) и центр этой окружности принимается за экстремум (максимум) яркости.

Однако это справедливо только при симметричном распределении яркости относительно экстремума (т. е. когда изофоты представляют концентрические фигуры). В противном случае получается ошибка в определении экстремума, которая тем больше, чем больше диаметр сканирующей скорости. Искажать ее форму или уменьшать диаметр (т. е. исходные напряжения, управляющие апертурой) до размеров, близких к диаметру апертуры, в известном устройстве нельзя — нарушится работа фазовых детекторов.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности устройства по определению координат экстремума яркости независимо от формы ее распределения на изображении объекта.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее двухкоординатный фотопреобразователь, отклоняющая система которого соединена с выходами соответствующих интеграторов, и генератор квадратурных напряжений, содержит дифференцирующий элемент, вход которого соединен с сигнальным выходом фотопреобразователя, и модулятор скорости, входы которого подключены к генератору квадратурных напряжений и к выходу дифференцирующего элемента, а выходы соединены с входами ссютветствующих интеграторов.

При этом модулятор скорости выполнен в виде аналоговых умножителей, первые входы которых являются одними из входов модулятора, вторые объединены и являются его другим входом, а выходы — выходом.

Модулятор скорости состоит из двухсторонних ограничителей, одни входы которых являются входами модулятора, другие подключены к соответствующим выходам парафазного усилителя, а выходы двухсторонних ограничителей являются выходами модулятора.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг.,2 — изображение объекта в пространстве трех измерений (Х,У, Z, где Z — характеризует яркость точки на фотокатоде, имеющей координаты Х, Y).

Устройство содержит генератор 1 квадратурных напряжений, модулятор 2 скорости, интеграторы 3 и 4, фотопреобразователь 5 с отклоняющей системой и дифференцирующий элемент 6.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства положение апертуры луча фотопреобразователя (ФП)

5 на фотокатоде, где спроецировано изображение объекта (фиг. 2), определяется выходными напряжениями интеграторов 3 и 4.

Предположим, что в момент включения апертура луча заняла место в точке А на изображении объекта. Возникающий при этом скачок напряжения видеосигнала дифференцируется элементом 6 и проходит на управляющий вход модулятора 2, что вызывает появление на его выходах гармонических сигналов от генератора 1. Входное напряжение интегратора определяет скорость изменения выходного напряжения. Следовательно, в данном случае входные напряжения на интеграторах 3 и 4 или выходные напряжения блока 2 определяют скорость движения сканирующего луча, поэтому блок

2 назван модулятором скорости.

Управление скоростью движения луча осуществляется через управляющий вход.

Модулятор 2 выполнен, например, в виде двух аналоговых умножителей, одни входы которых соединены вместе, образуя управляющий вход. Амплитуды квадратурных гармонических напряжений на выходах моду1152005

Фиг. 2

Составитель Т. Ничипорович

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

За каз 2327/40 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород. ул. Проектная, 4 лятора 2 определяются величиной его управляющего напряжения, пропорционального производной видеосигнала, т, е. изменением яркости при движении апертуры луча ФП 5 по изображению объекта (фиг. 2)

Эти напряжения, пройдя интеграторы 3 и 4 уменьшаются пропорционально коэффициенту передачи интеграторов и задают сканирующей апертуре луча круговое движение с м ы и мет ом. ал мда р

Вследствие того, что апертура луча находится на участке изображения с непостоянной яркостью, меняются величина и знак производной видеосигнала, которые определяют диаметр кругового движения и направление его перемещения.

Если, например, луч в течение одного полупериода движется так, что яркость возрастает, а в течение второго — уменьшается, то на выходе интегратора, соответствующего координате, по которой происходит изменение яркости, образуется приращение постоянной составляющей напряжения, которое смещает луч в сторону возрастания яркости (к ее экстремуму — максимуму или минимуму, в зависимости от знака управляющего сигнала). На выходе другого интегратора приращения напряжения не образуется.