Оптический коррелятор для определения рассогласования

305493 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советскиз Сониалистическиз РеспубликЗависимое от авт. свидетельства5334/18-2 влено 1 О.Х 1.1969 (Л 1 ПК С 06 д 9/О присоединением заявки ПриоритетОпубликовано 04 М,1971, Бюллетень18Дата опубликования описания 29 Х 11.1971 Комитет по делам зобретений и открыт при Совете Министро СССР(088,8) Авторыизобретения В, И, Луковников оськ Заявитель ский политехнический институт им,Киров ПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССОГЛАСОВАНИЯявляетсяического 3 Изобретение предназначается для определения взаимного положения двух изображений, например в навигационных, вычислительных устройствах, и применяется при автоматизации различных технологических процессов. 5 Для точечных изображений эта задача решается с помощью оптического коррелятора, который состоит из объектива, формирующего изображение обьекта вблизи эталонного изображения, транспаранта, являющегося свое образным дублем (картой) объекта; конденсора, собирающего световые пучки, прошедшие через отверстия карты, в корреляционное пятно; фотоприемника, фотокатод которого совмещен с плоскостью корреляции, и элек тронного блока, определяющего тем или иным способом координаты взаимного расположения изображений по изменениям корреляционного светового пятна.Известные устройства имеют значительные 20 размеры. С их помощью используют такие способы определения угла поворота изображений относительно друг друга вокруг оптической оси коррелятора, которые не дают возможности производить его измерение во всем 25 диапазоне и не позволяют одновременно определять все три угловые координаты рассогласования.Целью настоящего изобретенияуменьшение габаритов подобного опт 0 коррелятора, осуществление одновременного определения всех трех координат при небольших рассогласованпях между изображениями, расширение пределов измерения угла поворота до +-л, а так же увеличение чувствительности и точности всего устройства.Предлагаемое устройство характеризуется размещением внутри полого вала электродвигателя, работающего в режиме стабильных крутпльных колебаний, основных элементов коррелятора: объектива, эталонного изображения, сочлененного с качающимся ротором, конденсора и фотоприемника. Между конденсором и фотоприемником помещен электролюминесцентный преобразователь, который одновременно является усилителем света, что повышает чувствительность устройства, и специфическим оптическим затвором, осуществляющим просмотр корреляционного поля по полуплоскостям, чем упрощается электронная часть коррелятора и повышается точность определения угла места и азимута. Одновременное управление с помощью коммутатора электролюминесцентным преобразователем и распределителем выходных импульсов фотоприемника по каналам электронного блока обработки информации позволяет осуществить одновременное определение всех трех координат при небольших рассогласованиях между изо- бражениями65 На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - оптико-электромеханический узел коррелятора, продольный разрез; на фиг.,5 - электролюминесцентный преобразователь, входящий в состав оптико-электромеханического узла коррелятора, вид спереди; на фиг, 4 - электролюминесцентный преобразователь, поперечный разрез; на фиг. 5 - эпюры напряжений, подаваемых на соответствующие электроды электролюминесцентного преобразователя.Предлагаемый модифицированный оптический коррелятор состоит из оптико-электромеханического узла 1, переключателя режимов работы 2, блока стабилизации крутильных колебаний электродвигателя д, коммутатора 4, распределителя выходных импульсов оптикоэлектромеханического узла 5, олока обработки информации б и источника питания 7.Оптико-электромеханический узел предстазляет собой двухфазный асинхронный электродвйгатель с полым валом, содержащим кор"пус 8, внешний статор 9 с двумя фазовыми обмотками 10, полый ротор 11, закрепленный с помощью пластмассового соединительного кольца 12 во внутреннем кольце подшипника 13, внутренний статор 14, неподвижно соединенный с задней крышкой электродвигателя 15, и переднюю крышку 1 б,Внутри электродвигателя размещены: объектив 17, эталонное изображение 18, и конденсор 19, сочлененные через переходное кольцо с ротором, электролюминесцентный преобразователь 20 и фотоэлектронный умножитель 21 в пластмассовом изоляционном футляре 22, В передней крышке электродвигателя и промежуточном фигурном кольце 23 помещен фотодатчи к, состоящий из кольцевого фотопотенциометра 24, кольцевого осветителя 25 и бесконтактного движка 2 б в виде диска с глазком. Внутри глазка имеется цилиндрическая линза 27. Глазок скреплен через переходное кольцо с ротором электродвигателя. Входящий в состав оптико-электромеханического узла электролюминесцентный преобразователь представляет собой (см, фиг. 3 и 4) размещенную в корпусе 28 с пластмассовой изолирующей обкладкой 29 совокупность слоев фотопроводника 30 и люминофора 31, разделенных промежуточным проводящим слоем 32, которые расположены между одной системой 33 прозрачных электродов в виде четырех квадрантов, нанесенных на стекло, и второй 34 в виде сплошного диска. К выводам первой системы электродов 35, 36, 37, 38 и второй 39, 40 приложены напряжения, эпюры которых, размеченные согласно номерам выводов, представлены на фиг. 5.Сформированное объективом 17 изображение объекта просвечивает эталонное изображение 18 и далее конденсором 19 фокусируется на электролюминесцентном преобразователе 20 в виде корреляционного светового пятна, которое уменьшает свою освещенность, если угол поворота между изображениями уве 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 личивается, и смещается с оси коррелятора, если углы азимута и места не нулевые. С целью определения угла поворота с повышенной точностью во всем диапазоне +;т, эталонному изображению 18 придаются крутильные колебания при малых углах или вращение при больших углах. Осуществление того и другого режима работы производится с помощью олока переключения режимов 2, управляемого выходной величиной угла поворота, за счет подключения одной из обмоток статора 10 непосредственно к источнику питания /, а второй - через блок стабилизации крутильных колебаний 3 или через 90"-ую фазадвигающую цепь (для вращения). Блок 3, построенный, например, на основе фазовращателя, воспринимает сигнал с фотодатчика 24, и на его основе формирует сигналы управления, стабилизирующие крутильные колебания ротора двигателя 11.Поскольку электролюминесцептньш преобразователь 20 является усилителем света, то это повышает чувствительность коррелятора. Одновременно, ввиду подачи на электроды 3 э, 3 б, 37, 38, 39 напряжений (см. фиг. 5) он является специфическим оптическим затвором, периодически поочередно пропускающим свет с верхней, правой и нижней, левой полуплоскостей и всего поля корреляции на фотоэлектронный умножитель 21 (ФЭУ). Распределитель 5, подключенный к выходу ФЭУ 21 и уп равляемый одновременно с электролюминесцентным преобразователем 20 одним и тем же коммутатором 4, направляет сигналы ФЭУ 21, пропорциональные освещенности соответствующих полуплоскостей и всего корреляционного поля, по каналам блока обработки информации б. При этом блок обработки информации определяет угол поворота по временному интервалу между опорным импульсом, фиксирующим начало отсчета и вырабатываемым в соответствии с сигналом с фотодатчика 24, и импульсом максимума, фиксирующим при качании эталонного изображения момент времени, когда угол поворота равен нулю. Импульс максимумасоответствует максимальному значению огибающей амплитуд импульсов с ФЭУ, вырабатываемых в момент полностью открьпого корреляционного поля. Блок б одновременно с определением угла поворота замеряет азимут и угол места путем вычитания амплитуд импульсов, вырабатываемых в моменты открытия верхней и нижней (угол места) или правой и левой (азимут) полуплоскостей корреляционного поля. Такой способ замера по полуплоскостям точнее и проще, чем поквадрантный. Макет предлагаемого устройства был испытан и показал полную работоспособность,Предмет изобретения 1. Оптический коррелятор для определения рассогласования между изображениями, содержащий блок обработки информации, опти 305493ко-электромеханический узел в виде объектива, транспарант с эталонным изображением, конденсор, фотоприемник, анализатор изображения, размещенные внутри полого ротора двухфазного асинхронного колебательногдвигателя, в корпусе которого расположен фотодатчик, отличающийся тем, что, с целью одновременного определения углов места, азимута, а так же угла поворота в пределах +,т, он содержит распределитель выходных импульсов и связанный с ним коммутатор. а так же блок, соединенный с обмоткой возбуждения двигателя переключения режимов грубого и точного отсчета угла поворота, подключенный к выходу коррелятора по углу поворота и блок стабилизации крутильных колебаний. связанный с фотодатчиком, выполненным в виде кольцевых фото потенциометра и осветителя, разделенных диском с отверстием.внутри которого размещена цилиндрическаялинза, соединенным с ротором двигателя.2. Копрелятор по п. 1, отличающийся тем,5 что, с целью увеличения его чувствительностии прошения электронной части коррелятора,анализатор изображения выполнен в видеразмещенного между конденсором и сЬотоприемнпком электролюминесцентного преобразо 10 вателя, который имеет две системы прозрачных электродов, одна из которых выполненав виде четырех отдельных квадрантов, а другая в виде одного диска, причем системы эчек.тподов подключены к источнику питания че 15 пез коммутатор в таком порядке, чтобы перно.дически поочередно возбуждались верхняя,правая, нижняя, левая и обе полуплоскостилюминофора, 305493305493 лрал Ри 2 9 Зб Составитель В. ЖовчнскийТехред А. А. Камышникова Корректор Л, А, Царькова Редактор Е. Гончар Заказ 1965/9 Изд853 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2