Устройство для распознавания образов

(57) Иэобретенике и вычислительиспользовано для РАСПОЗНАВАНИЯ еханизмов. ель ся в повышении точности устроичетвертосуществлят остигаетс я введени позволяет ерение па еханизма ствгомноагн четчика, что ократное изм стируемого м работы, 2 ил аметров диа один цикл ег матор 25, вычитатель27, блок 28 элементовсчетчик 29, инверторпаратор 31, индикаторИЛИ-ИЕ 33, постоянноеустройство 34, вторуюжки.Блок 17;управленижит первый 36 и вторпервый 38, второй 39 именты И, первый 41 и вты ИЛИ, сдвоенный туратор 44, Тумблер 43жении "Обучение",Устройство работает 26, втоИПИ, ч 30, вто ы 32, э бретен рои клю носится к авто ой технике и м для диагностик и етвертыи рой коме и вычислительыть использова елем ханизмов. Цель из дежности рщее ап обретения - повышаспоз навания.1 представлена са фиг. 2 - схема ие на инию задерема устлока упя (фиг,ой 37 одери в триггеры тий 40 эл й 42 элем 43 и гене ан в поло мблер пока ующим раз реж ения ра знаванию о т бъек тов, нап р 1 мер и ре циз ио нных л опротяжных или подобных механизм с движущимися узлами, в объекте р познавания крепятся датчики. Датч ки могут иметь различное исполнен реагировать на механические возбу дения, ускорения, перемещения или в е,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ 1(71) Ижевский механический инстит(56) Авторское свидетельство СССРВ 1361589, кл. О 06 К 9/00, 1986. равления,Устройство (Фиг.) содержит датчики 1 сигналов, усилители 2, аналоговый коммутатор 3, первый фильтр 4,детектор 5, второй фильтр 6, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 7, дифференцирующий элемент 8, первый ключ9, первый источник 10 опорного напряжения, первый компаратор 11, второйисточник 12 опорного напряжения,триггер 13, формирователь 14, элементИЛИ 15, первый блок 16 памяти, блок17 управления второй блок 18 памяти,дешифратор 19, первый 20, второй 21и третий 22 счетчики, третий блок 23памяти, первую линию 24 задержки, сумотносится к автоматной технике и может бытьконтроля идиагностикиизобретения, заклю 1536412 акустические сигналы по трем взаимно перпендикулярньм координатам,Процесс обучения начинается подачей импульса "Пуск" на первый входустройства, По этому сигналу проис 5ходит установка в 0 первого, второго, третьего счетчиков и установка в сос,тояние "1" триггеров 36 и 37 блока 17 управления, Кроме того, по переднему Фрон ту этого импульса формирователь 14Формирует импульс, по которому проис;ходит подготовка АЦП 7 и триггера 13к работеНа время действия импульсас выхода формирователя 14 первый ключ 159 пропускает на свой выход первоеопорное напряжение, которое беретсязаведомо бсльшк второго опорного напряжения, Первый компаратор 1 н этомслучае имеет на своем выходе нулевойпотенциал . По окончании времени действия импульса с выхода формирователя14 первый ключ переключает на свойвыход напряжение с выхода дифференцирующего элемента 8, После принятиясигнала на выходе второго фильтра 6установившееся значение напряженияна выходе дифференцирующего элементастановится меньше второго опорногонапряжения, Благодаря этому триггер13 устанавливается в единичное состояние положительным фронтом с выходапервого компаратора 11 и производитзапуск АЦП 7 передним фронтом своеговыходного сигнала, Необходимость определения момента устаногившегося сиг нала на выходе второго Фильтра 6 вызвана присутствием переходных процессов в измеряемом сигнале при переключении сигналов с датчиков 1 с помощьюкоммутатора 3 и переключением отдельных полос первого Фильтра 4. Три сигнала с датчика 1 по координатам Х,У и Е усиливаются усилителем 2и подаются на аналоговый коммутатор3, который пропускает на свой выход только один из входных сигналовв зависимости от состояния счетчика20 дешифрируемого дешифратором 19,Этот сигнал поступает на первыйфильтр 4, выполненный н виде управляемой гребенки Фильтров, Амплитудночастотная характеристика этого Фильтра является регулируемой и пропускаеттолько определенную часть спектравходного сигнала, зависящую от кодана выходе счетчика 21. У выбраннойчасти спектра входного сигнала вьсцеляется огибающая на детекторе 5 и от. фильтровынаются сигналы несущей частоты на втором фильтре б, выполненномв виде Фильтра нижних частот, Напряжение с выхода второго фильтра 6 поступает на АЦП 7, где происходит преобразование его в цифровой код по переднему фронту сигнала с выхода триггера 13, По окончании преобразованияАЦП 7 формирует положительный фронтна служебном выходе, который черезтретий информационный вход блока 17управления и открытый элементом И 40по первому входу тумблер 43 проходит на второй выход блока 17 управ" ления. Этот сигнал далее поступает на синхрониэирующий вход записи второго блока 18 памятиПо его переднему фронту происходит запись цифрового кода с выхода АЦП 7 в соответствующую ячейку памяти, Адрес ячейки блока 18 памяти определяется цифровым кодом на втором 21 и четвертом 29 счетчиках, разрешающим сигналом на одном из выходов дешифратора19 и кодом на выходе блока 28 элементов ИЛИ. Код на выходе блока 28 повторяет код на,выходе второго ключа 27, открытого разрешающим сигналом счетвертого выхода блока 17 управления,и, следовательно, код, задаваемый вручную на первой группе входон устройства, поступает на третью группуадресных входов второго блока 18 памятн, При обучении устройства раэличным образам объекта датчики устанавливают в соответствующий объект, на первой группе входов устройства устанавливают код образа, По переднему фронту сигнал конца преобразоватесня со служебного выхода АЦП 7 проходит через открытый разрешающим потенциалом триггера 37 элемент И 39 и через элемент ИЛИ 42 блока 17 управления на счетный вход первого счетчика 20, переключая его в следующеесостояние, Соответственно изменяетсяположение разрешающего потенциала навыходе дешифратора 19, который подключает сигнал с другого дассчика на ныход коммутатора 3. Кроме того, такжепо переднему Фронту сигнала со служебного выхода АЦП 7 формирователь 14 формирует импульс длительностькоторого равна времени записи информацин но второй блок 18 памяти, По заднему Фронту ; этого импульса происходит сброс АЦП 7 и триггера 13 иподготовка их к следующему опросу, 5 153641При опросе всех датчиков в одномчастотном диапазоне импульс переполнения с выхода первого счетчика 20переключает второй счетчик 21 и следующее состояние, Таким образом проис 5ходит опрос всех датчиков по всем частотным диапазонам, Их показания вцифровом виде запоминаются во второмблоке 18 памяти. При опросе последнего датчика по последнему частотномуциапазону импульс переполнения с выхода второго счетчика 21 поступает навход четвертого счетчика 29 и переключает его в следующее состояние. Приэтом происходит повторение опроса всехдатчиков по всем частотным диапазонам,Число повторений определяетсякоэффициентом пересчета четвертогосчетчика 29 и временем переходных . 20процессов в диагностируемом объекте,При окончании опроса импульс переполнения с выхода четвертого счетчика29 поступает на второй вход блока 17управления, где устанавливает триггеры 36 и 37 в исходное состояние, снимая тем самым разрешение на работублоков памяти. После этого происходит смена образа исследуемого объек-..та, Процесс обучения повторяется путем подачи импульса "Пуск" на первыйвход устройстваПосле обучения по всемпредусмотренным заранее возможным состояниям контролируемого объекта процессобучения заканчивается,В режущие распознавания образов ис 35следуемого объекта тумблер 43 блока17 управления переключается в режим"Распознавание". При этом закрываются второй ключ 27, запрещая внешнюю 40установку номера образа исследуемогообъекта, и элемент И 40, запрещая подачу импульсов синхронизации записино второй блок 18 памяти. Кроме того,процесс распознавания закончится лишьпосле опроса всех ячеек памяти всехзанесенных во второй блок 18 памятиобразов исследуемого объекта, длячего импульс переполнения с выходавторого счетчика 21 подаетсй на счетный нхоц четвертого счетчика 29 путемгереключения тумблера 43. Сброс триггера 36 в этом случае осуществляетсяимпульсом переполнения четвертого счетчика 29, Процесс распознавания также55начинается с установки датчиков 1 висследуемый объект, подлежащий контролю, При подаче импульса "Пуск" на первый вход устройства начинается про 2 6цесс опроса датчиков, аналогичный процессу опроса н режиме "Обучения", Однако цифровые данные исследуемого объекта записываются в первый блок 16 памяти. При определенном числе опросов всех датчиков по всем частотным диапазонам импульсом переполнения с третьего счетчика 22 триггер 37 устанавливается н исходное состояние, При этом устройство переходит в режим сравнения полученных данных с.данными, хранящимися во нтором блоке 18 памяти. При этом разрешающие потенциалы, поступающие на элемент И 38, открывают его и разрешают работу генератора 44, Кроме того, разрешающий потенциал с первого выхода блока 17 управления переводит первый 16 и второй 18 блоки памяти в режим считывания, Импульсы с генератора 44, поступая на первый счетчик 30 и далее на второй 21, третий 22 и четвертый 29 счетчики, опрашивают ячейки памяти блоков 16 и 18 памяти. При этом информация, считанная с одноименных ячеек памяти пер-;Ф.ного блока 16 памяти, в котором имеется информация об исследуемом обекте, и второго блока 18 памяти, в котором хранятся данные об этом объекте с соответствующим образом, подается на отдельные входы нычитателя 26, Разность между ними по абсолютной величине подается на информационный вход сумматора 25, на счетный вход которого подается с некоторой задержкой на линии 35 задержки импульс с генератора 44, осуществляя суммирование хранящейся в сумматоре 25 информации с цифровым кодом с выхода вычитателя, При сравнении всех ячеек памяти первого блока 16 памяти с ячейками отдельного образа блока 18 памяти на сумматоре имеется число, показывающее степень расхождения исследуемого объекта с сравниваемым образом, Это число сравнивается с числом, хранящимся н ПЗУ 34 на нтором цифровом компараторе 31, Если оно меньше этого числа, то принимается решение о совпадении исследуемого объекта с данным образом, на его выходе появляется логическая единица, В противном случае этого не происходит. Импульс переполнения с третьего счетчика 22 поступает на вход приема третьего блока 23 памяти, записывая н него по. адресу, определяемому кодом. на четвентом счетчике 29, логический сигналс выхода второго компаратора 31Импульс переполнения с выхода четвертого счетчика 29 через линию 24 задержки поступает на вход обнуления сумматора 25, Этот импульс поступает5 также через замкнутые контакты тумблева 43 на пятый выход блока 17 управления и далее на счетный вход четвертого счетчика, переключая его в следующее состояние. Процесс сравне 1 ия данных первого блока 1 б памяти с другими датчиками памяти блока 18 памяти продолжается, По окончании Процесса сравнения данных импульс переполнения с третьего счетчика 22 через элемент ИЛИ 41 устанавливает триггер 36 блока 17 управления в исходное состояние, прекращая работу всего устройства, При этом один из индикаторов 32 показывает соответствуощую индикацию об объекте, Если ни один из заранее записанных в блок 18 памяти образов не совпадает с образом исследуемого объекта, на выходе зле мента ИЛИ-НЕ 33 появляется логическая, единица, включающая один из индикаторов 32, обозначающий неопознанный обраэ объекта, который в дальнейшем необходимо будет проанализировать и, вслучае необходимости, записать егоданные в отдельные ячейки блока 18памяти. Для устранения индикации последней ситуации в процессе сравненияданных элемент ИЛИ-НЕ 33 закрываетсялогической единицей с седьмого выхода блока 17 управления, При подачеследующего сигнала "Пуск" третий блок23 памяти обнуляется по переднемуФронту сигнала с седьмого выхода блока 17 управления.Формула изобретения Устройство для распознавания образов по авт,св. В 1361589, о т л ич а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности устройства, выход переполнения второго счетчика соединен с вторым входом блока управления через четвертый счетчик, вход "Сброс" которого соединен с входом "Сброс" устройства, информационный выход нетвертого счетчика соединен с третьим адресным входом первого и второго блоков памяти,1536412 с кт ГКНТ СССР н ноизводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород,аг арина, 101 Составитель А, ГлотовРедактор А.Маковская Техред М.Дйдык Заказ 111 Тираж 552ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская на Подписиоткрытиям д. 4/5