Устройство для сигнализации об изменении обстановки

 

Изобретение относится к средствам автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах тревожной сигнализации, при специальных видах кино-и фотосъемки, в робототехнических системах и т. д. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности устройства. Это достигается тем, что устройство содержит синхрогенератор, цифровой коррелятор, счетчик, оперативный блок памяти, триггер и элемент И, датчик обстановки, датчик уставки выполнен в виде регистра памяти, пороговый блок - в виде цифрового компаратора. Устройство обладает существенно большей чувствительностью при сколь угодно медленных изменениях обстановки. Это обеспечивается в частности цифровой схемой обработки сигналов. Устройство автоматически корректирует сигналы эталонной обстановки непрерывно тем самым отслеживая динамику ее изменения. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах тревожной сигнализации при изменении обстановки охраняемого объекта, при специальных видах кино- и фотосъемки, в робототехнических системах, при счете объектов и т. д.

Известно устройство для определения изменения обстановки путем сличения исходной обстановки и текущей, реализуемое, например, в частном простом случае с помощью датчика, усилителя, порогового элемента и при учете количества циклов работающего оборудования [1] Недостатком такого устройства является его ограниченные информационные и, следовательно, функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, реализуемое на основе фоточувствительного сканирующего прибора с зарядовой связью и основанное на вычитании видеосигналов двух последовательно считываемых изображений контролируемой обстановки. Эта разность суммируется и сравнивается с заданным датчиком уставки порогом. При достижении порога принимается решение об изменении обстановки [2] Недостатком такого устройства являются ограниченные чувствительность и точность, определяемые необходимостью обработки аналоговых сигналов, а также принципиально небольшим временем (менее 0,1 с) хранения видеосигнала первого (эталонного) кадpа специально разработанным для этих целей повышенной сложности.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. повышение чувствительности и точности устройства за счет неограниченного (при необходимости) увеличения времени наблюдения при сравнении видеосигналов эталонного и текущего кадров от контролируемой обстановки, которое реализуется с помощью цифровых устройств, обеспечивающих необходимую точность обработки информации.

На чертеже изображена схема устройства для сигнализации об изменении обстановки.

Устройство включает в себя датчик обстановки 1, выполненный, например, в виде фотодатчика с кадровой организацией, на вход которого проектируется изображение обстановки А. Очевидно, природа источника информации и способ работы датчика обстановки 1 не имеют принципиального значения для работы устройства. Организует работу датчика 1 и всего устройства синхрогенератор 2, с выходов которого выдаются, например, импульсы "обратных ходов" разверток строчной f_c, кадровой f_к и тактовой f частот. Как обычно для телевизионных систем f>f_с>f_к.

Счетчик адреса 3 на каждом такте разложения изображения датчика 1 выбирает для видеосигнала соответствующую ячейку памяти оперативного блока памяти 4. Цифровой коррелятор 5 вычисляет меру идентичности эталонного видеосигнала из оперативного блока памяти и из датчика обстановки 1, которая (в виде значения функции взаимной корреляции) сравнивается с помощью цифрового компаратора 6 с пороговым значением, записанным в регистр памяти 7, на входы которого может быть задана новая уставка У. Выходной сигнал "меньше" цифрового компаратора 6 через элемент И 8 подается на вход триггера 9, который управляет режимами "запись" и "чтение" счетчика адреса 3. Изменение состояния выхода В триггера 9 сигнализирует об изменении обстановки.

Устройство работает следующим образом.

Изображение А обстановки, воспринимаемое датчиком 1, раскладывается им с помощью синхрогенератора 2, например, на пороговые отсчеты видеосигнала (идет поток логических "1" и "0" с тактовой частотой f), которые одновременно подаются на соответствующие информационные входы блока 4 и коррелятора 5, на второй вход которого подается выходная информация блока 4.

Режим работы блока 4 определяется состоянием его входов "чтение" (RD) и "запись" (WR), которые и определяют режим работы устройства. В режиме "запись" блок 4 записывает эталон, т. е. эталонное изображение обстановки, в режиме "чтение" выдает информацию об эталонном изображении на второй вход коррелятора 5. Очевидно, если эталонное и текущее изображения одинаковы, то значение функции взаимной корреляции из коррелятора 5 максимально, в противном случае минимально. Значения функции взаимной корреляции сравниваются в компараторе 6 с пороговым, хранящимся в регистре 7. При значении функции взаимной корреляции меньшем, чем пороговое, компаратор 6 вырабатывает сигнал "меньше", который и служит сигналом изменения обстановки. По этому сигналу через элемент И 8 срабатывает триггер 9, который переключает в режим "запись" блок 4. На следующем кадровом периоде в блоке 4 записывается новый эталон, а коррелятор 5 вычисляет минимальное значение функции взаимной корреляции из блока 4, на цикле "запись" информация не выдается, что соответственно вновь ведет к срабатыванию компаратора 6 и новому переключению триггера 9, который обеспечивает работу блока 4 в режиме "чтение".

Таким образом, на выходе В устройства формируется в процессе работы последовательность импульсов, сигнализирующая об изменении обстановки.

Кадровый период определяет цикл работы устройства, в конце него и производится оценка значения функции взаимной корреляции, а также необходимые по логике работы переключения, например, через элемент И 8, приведения элементов устройства в исходные (нулевые) состояния.

Следовательно, по сравнению с прототипом, устройство обеспечивает значительно большую чувствительность (так как не ограничено время сравнения текущей изменяющейся обстановки с эталонной), а также требуемую и предельно стабильную точность работы во все время его эксплуатации.

Системное устройство для сигнализации об изменении обстановки выполнено так, что может быть реализовано в виде одной или нескольких интегральных микросхем, не требует настройки, что соответствует современным требованиям к радиоэлектронной аппаратуре.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ ОБ ИЗМЕНЕНИИ ОБСТАНОВКИ, содержащее датчик обстановки, синхрогенератор и пороговый блок, к первому входу которого подключен датчик уставки, отличающееся тем, что введены цифровой коррелятор, счетчик, оперативный блок памяти, триггер и элемент И, датчик уставки выполнен в виде регистра памяти, пороговый блок в виде цифрового компаратора, тактовый выход синхрогенератора соединен с первым входом датчика обстановки и входом счетчика, выход которого подключен к адресному входу оперативного блока памяти, выход которого соединен с первым входом цифрового коррелятора, выход которого подключен к второму входу цифрового компаратора, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу триггера, второй вход цифрового коррелятора объединен с информационным входом оперативного блока памяти и подключен к выходу датчика обстановки, выход кадровых импульсов синхрогенератора соединен с вторым входом элемента И и вторым входом датчика обстановки, третий вход которого подключен к выходу строчных импульсов синхрогенератора, первый выход триггера соединен с входом "Запись" оперативного блока памяти и является выходом устройства, второй вход триггера подключен к входу "Чтение" оперативного блока памяти.

РИСУНКИ

Рисунок 1