Способ определения углового положения слабоизлучающего малоразмерного источника и устройство его реализующее
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 898 А 1 51)5 6 01 В 21/221 109 ИЕИ ЕНИЯ И У бъединениеий завод"ва СССР 1985 5/36, 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(56) Заявка ЕПВ М 0216571,кл, 6 01 В 3/78. 1987,Авторское свидетельствоМ 1259112, кл. 6 01 В 21/00,Патент СШАМ 3541335, кл. 6 01 О 9 Изобретение относится к оптико-электронной технике и может быть использовано при создании приборов, служащих для оп-. ределения угловых координат слабоизлучающих малоразмерных источников.Известны способы и устройства определения углового положения источника.Однако их использование ограничено тем, что они имеют невысокую точность, вследствие того, что за время анализа поля зрения формируется только один импульс от источника,Наиболее близким по технической сущности и достйгаемому результате к изобретению является способ для определения углового положения источника, обеспечивающий формирование изображения источника и фона. кодирование изображения в последовательность оптических сигналов, преобразование излучения в электрическое напряжение, определение положения корреляционной функции последовательности(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ СЛАБОИЗЛУЧАЮЩЕГО МАЛОРАЗМЕРНОГО ИСТОЧНИКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к оптикоэлектронной технике, Цель изобретения - повышение точности, Способ заключается в кодировании прямого и перевернутого изображений источника во временные последовательности оптических сигналов и определении углового положения по последовательностям сигналов. Использование перевернутого изображения позволяет повысить точность. 2 с.п. ф-лы, 2 ил,сигналов и нахождение углового положения источника излучения по величине времен. ного интервала между началом отсчета и пиком корреляционной функции, а устройство для осуществления указанного способа, содержит последовательно установленные в ходе лучей оптическую систему, анализатор иэображения со щелями, расположенными в виде кодовой последовательности, фотодетектор и коррелятор изображения,Недостатком этого способа и устройства является низкая точность определения угловых координат источника излучения в наиболее характерном случае, когда основную долю в общих помехах составляют помехи, вызванные засветкой фотоприемника фоном. Это обусловлено тем, что при увеличении числа импульсов в кодовой последовательности пропорционально растет мощность засветки фотоприемника, в результате чего отношение сигнал/шум не . улучшается.Цель изобретения - повышение точности определения углового положения источника.Поставленная цель достигается тем, чтоформируют перевернутое изображение последовательности оптических сигналов,осуществляют кодирование перевернутогоизображения, аналогичное кодированиюизображения источника во вторую временную последовательность оптических сигналов, преобразуют в электрический сигналвторую последовательность оптических сигналов, а угловое положение источника определяют по времени максимума проинтегрированного сигнала. В устройстве поставленная цель достигается тем,что между анализатором изображения и фотодетекторомдополнительно установлены оптически связанные вторая оптическая система и второйанализатор с кодовой последовательностью 20щелей, аналогичный первому анализатору,На фиг,1 изображена принципиальнаясхема устройства; на фиг.2 в качестве примера представлены различные вариантывзаимного положения источника и анализаторов иэображения,Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит последовательно расположенные в ходе лучей оптическую систему 1, анализаторизображения 2, оптическую систему 3, анэлизатор изображения 4, фотодетектор 5 иинтегрирующую ВС-цепь,Предлагаемый способ заключается вследующем,Оптическая система 1 формирует в плоскости Х ОУпрямое изображение источника и постоянного фона. В этой плоскостирасположен анализатор изображения 2,представляющий собой непрозрачный экран со щелями, расположенными в виде кодовой последовательности, кодирующийизображение источника и фона в простран-ственно-временную последовательностьоптических сигналов и движущийся по осиОХ со скоростью ч, За анализатором 2 на 45определенном расстоянии установлена оптическая система 3, формирующая перевернутое иэображение. источника, фона ианализатора 2 на дополнительном анализаторе 4, также представляющем собой непрозрачный экран со щелями, движущийсяпо оси О Хфс той же скоростью ч, причемположение каждой щели, их размер. а такжевектор скорости ч и ее абсолютное значениесовпадает с аналогичными характеристиками анализатора 2. Перевернутое иэображение анализатора 2 (обозначено пунктиром)также движется по оси О Х со скоростью ч,но в противоположном направлении. Анализатор 4 повторно кодирует последовательность оптических сигналов по закону кодирования прямого изображения, Выход фотоприемника 5 подключен к интегрирующей РС-цепи. По временному интервалу между началом отсчета и максимумом напряжения определяют угловое положение источника.Точность определения угловых координат повышается за счет повышения чувствительности предлагаемого устройства, которое достигается в результате снижения мощности засветки фотоприемника фоном при одинаковой амплитуде сигнала от источника,Излучение от источника поступает на фотодетектор только в том случае, когда изображение щели анализатора 2 и щель анализатора 4 совпадают с изображением источника. Число таких совпадений зависит от величины смещения источника от оптической оси Хо. Совпадение положения источника со щелями анализатора соответствует(+)изменению амплитуды поля Е 1 от источника на выходе фотоприемника 5.Амплитуда сигнала на выходе устройства максимальна при совмещении источника3с оптической осью устройства О О,Дисперсия помехи на выходе фотоприемника для предлагаемого способа имеет видо = Р 14 л .а д Р, (1)где Р 1 - постоянный коэффициент:о, - энергия фона в плоскости изображения Х ОУ;гп - коэффициент, характеризующий максимальную энергию засветки фотоприемника фоном, равный числу совпадений изображения щели анализатора 2 со щелями анализатора 4;д - ширина щели;,8 - длина щели анализатора;Для прототипа дисперсия помехи имеетоЗ=Р 1 4 г 4 и д ф 2)где и - число щелей анализатора,Отношение среднеквадрэтической ошибки определения углового положения источника, вычисленное для прототипа к среднеквадратической ошибке, вычисленное для данного способа равноПЯЙ р)Оп г О пд г 1 лр д Гпгде о, опр - отношение сигнал/помеха на выходе устройства, соответственно для данного способа и для прототипа.Например, для анализатора изображения, в котором щели расположены по закону Шермана (по аналогии с прототипом) в случае А(фиг.2), когда положение источника совпадает с оптической осью устройства О Оф, за время анализа поля зрения излучение от источника поступает на фотодетектор четырежды, в то время как в случае В, когда источник смещен относительно оптической оси О О на величину Х, излучение поступает на фотодетектор только один раз. То есть, при совмещении источника с оптической осью устройства амплитуда сигнала от источника на выходе устройства превышает амплитуду сигнала от источника, смеУ 1/ щенного относительно оптической оси О О на величину Х в 4 раза и имеет максималь- ное значение.При этом засветка фотоприемника фоном для предлагаемого способа и прототипа различна,В прототипе излучение фона поступает нафотоприемник (так же как и излучение источника), засвечивая все щели анализато- ра, т.е. и = 4 в предлагаемом способе излучение фона поступает на фотоприемник только при совпадении изображения -й щелианализатора 2 с 1-й щелью анализатора 4, т,е, коэффициент, характеризующий максимальную энергию засветки фотоприемника фоном, принимаетзначения в =О, 1,2, а при максимальной амплитуде сигнала от источника излучения щ = 1, Следовательно, при максимальной амплитуде сигнала на выходе устройства дисперсия помехи для п рототипа в 4 раза больше. чем для устройства, реализующего данный способ,Таким образом, при использовании анализатора изображения, в котором щели расположены согласно коду Шермана, в случае, когда положение источника совпа- дает с оптической осью устройства, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет повысить точность определения угловых координат источника в 4 раза (р= 4). При использовании любой другой кодовой последовательности щелей анализатора точность определения углового положенияисточника оценивается согласно выражению(3) и она тем выше, чем больше отношеиние - при этом в всегда меньше и, так какгппри одинаковом с прототипом количествещелей анализатора, находящихся Ъ поле5 зрения прибора, излучение фона поступаетна фотодетектор предлагаемого устройстватолько в определенные моменты времени,т,е, при совпадении изображения 1-й щелианализатора 2 с 1-й щелью анализатора 4.10 Кроме того, данный способ позволяетупростить конструкцию устройства, так какотпадает необходимость в элементах электронного коррелятора, выполняющих функцию линии задержки и перемножения15 задержанного и незадержанного сигналов,Формула изобретения1. Способ определения углового положения слабоизлучающего малоразмерногоисточника, заключающийся в формирова 20 нии изображения источника. кодированииизображения во временную последовательность оптических сигналов, преобразовании оптических сигналов в электрические,интегрировании электрических сигналов и25 определении углового положения источника по проинтегрированному сигналу, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияточндсти, формируют перевернутое изображение последовательности оптических сиг 30 налов, осуществляют кодированиеперевернутого изображения. аналогичноекодированию изображения источника, вовторую временную последовательность оптических сигналов, преобразуют в электри 35 ческий сигнал вторую последовательностьоптических сигналов, а угловое положениеисточника определяют по времени максимума проинтегрированного сигнала,2. Устройство для определения углового40 положения слабоизлучающего малоразмерного источника, содержащее оптически связанные оптическую систему, анализаторизображения с кодовой последовательностью щелей, фотодетектор и интегратор,45 вход которого подключен к выходу фотодетектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности, оно снабженооптически связанными и установленнымимежду анализатором изображения и фото 50 детектором второй оптической системой ивторым анализатором с кодовой,последовательностью щелей, аналогичным первомуанализатору..Каменска Заказ 2493 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва. Ж, Рауаская наб., 4/5 енно-издательский комб Патент", г, Ужгород, ул.Гагарин Произв
СмотретьЗаявка
4826132, 28.03.1990
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "УРАЛЬСКИЙ ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД"
ВОРОНИН ВИКТОР ИВАНОВИЧ, ДЕДКОВА НИНА ДМИТРИЕВНА
МПК / Метки
МПК: G01B 21/22
Метки: источника, малоразмерного, положения, реализующее, слабоизлучающего, углового
Опубликовано: 15.07.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1747898-sposob-opredeleniya-uglovogo-polozheniya-slaboizluchayushhego-malorazmernogo-istochnika-i-ustrojjstvo-ego-realizuyushhee.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения углового положения слабоизлучающего малоразмерного источника и устройство его реализующее</a>
Предыдущий патент: Фотоэлектрический способ измерения размеров и устройство для его осуществления
Следующий патент: Способ контроля микрогеометрии поверхности
Случайный патент: Устройство для удаления изделий из пресса