Устройство для вычисления координат отображаемых объектов
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1751805
Авторы: Авгуль, Изотов, Решетников, Терешко
Текст
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ О РДИ НАТ ОТО Б РАЖА Е (57) Сущность изобретен держит: два вычислителя нусных преобразовате памяти, регистр, умнож ВЫЧИСЛ МЫХ ОБ ия: устр три син ля, шес итель, сч ЕНИЯ КОЪЕКТОВойство со- усно-косить блоковетчик, деИзобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может бцть использовано при разработке устройств отображения координатной информации дляавтоматизированных систем управления исистем автоматического проектирования,Цель изобретения - повышение точности устройства.На чертеже представлена функциональная схема,Устройство содержит первый 1 и второй2 вычислители, первый 3, второй 4 и третий5 синусно-косинусные преобразователи, спервого по шестой блоки 6 - 11 памяти, регистр 12, умножитель 13, счетчик 14, дешифратор 15, первый 16 и второй 17 генераторытактовых импульсов, первый 18 и второй 19блоки сравнения, первый 20 и второй 21 гдетриггеры, с первого по четвертый элементы22-25 задержки, с первого по тринадцатыйблоки 26-38 элементов И, с первого по пятый элементы 39 - 43 И, с первого по четвер-,тый блоки 44-47 элементов ИЛИ, с первогопо четвертый элементы 48 - 51 ИЛИ,начены сооттой информапервого по Я1 и 62 - перходы, а 63 - йства,ен для вычис- с лов поворота (ЯЕ в режиме а енным 6 опи- р редназначен и сср угла оси в соответниямипа 4 зп ру,ассов ру,за пав Б 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ шифратор, два генератора тактовых импульсовдва блока сравнения, два трйггера, четыре элемента задержки, 13 блоков элементов И, пять элементов И, четыре блока элементов ИЛИ, четыре элемента ИЛИ.26-3-44-8-33-46-13-36-12-1-45-7-32-46, 27-4- 45, 29-19-49-10-46, 49-20-26, 20-29-6-31-46, 20-27, 20-43-49, 20-30-18-23-1-44, 21-39-48- .42-14-15-20, 15-14, 16-42, 21-40-22-48, 30-47- 13, 15-50-35-47, 15-31, 15-32, 15-33, 15-34, 20-40, 20-28-5-2-9-34-46, 13-38-11-37-10, 50- 25, 50-51-13, 50-25-38, 17-41-51, 41-24-36, 11-2, 15-2, 11-35, 15-6, 15-7, 15-8, 15-9, 21-18, 21-27, 21-26. 1 ил. Позициями с 52-57 обоз ветственно с первого по шес ционные входы, с 58-,60 - с третий управляющие входы, 6 вый и второй управляющие вь информационный выход устроВычислитель 1 предназнач ления значений зи и соз уг изображений вокруг осей Х и слежения по формулам, привед сании устройства-прототипа,Вычислительный блок 2 и для вычисления значений 2 т поворота изображения вокруг ствии со следующими выражесоз 3 - соз асоз ру - з зп,В - соз а3 и ру - зогде Я - элементы резу,ьтирующей матрицы Б: зи фи соз у - соответствующиетригонометрические функции. определяемые управляемым значением угла поворотавокруг оси У, поступающим на вход устройства 54,Вычислители 1 и 2 могут быть реализованы в виде микропроцессоров, программно выполняющих данные преобразованияинформации или спецвычислителей для аппаратной реализации указанных математических соотношений,Умножитель 13 предназначен для выполнения операции перемножения матрици умножения матрицы на вектор. 15Синусно-косинусные преобразователиинформации 3 - 5 предназначены для вычисления значений з 1 п и соз по входящему значению угла р,Блокиб - 11 памяти предназначены для 20упорядоченного хранения значений элементов матриц размером 4 х 4, В исходномсостоянии в блоках памяти хранятся значения единичных матриц,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии в блоках 6 - 9 памяти хранятся элементы единичных матриц,а в блоках 10, 11 памяти хранятся элементырезультирующей матрицы преобразования, ЗОполученные в предшествующем цикле изменения ракурса наблюдения или при начальной установке ракурса, Триггеры 20 и21 находятся в нулевом состоянии и единичный сигнал с инверсного выхода триггера 3520 разрешает прохождение информации отекущих координатах (Х)ь отображаемыхобьектов через блок ЗО элементов И и блок47 элементов ИЛИ на первый информационный вход умножителя 13, Этим же сигналом с инверсного выхода триггера 20разрешается прием управляющего сигналаначала установки нового ракурса наблюдения на вход 60 и прохождение тактовыхимпульсов с выхода генератора 17 через 45элементы И 41 и ИЛИ 51 на управляющийвход умножителя 13. Импульсы с генератора 17 определяют периодичность выполнения операции умножения входящеговектора Х на результирующую матрицы Яр, 50хранящуюся в блоке 10 памяти, связанномсо вторым информационным входом умножителя 13 через блок элементов 46 ИЛИ,При этом частота следования импульсов свыхода генератора 17 должна быть ссгласована с частотой поступления информации отекущих координатах ХьРезультат перемножения )Г Яр поступает в регистр 12 через блок 36 элементов И. Разрешением на выдачу результата перемножения в регистр 12 является сигнал генератора 17, задержанный на элементе 24 задержки на время перемноженияоперандов в умножителе 13. Выход регистра 12 непосредственно связан с информационным выходом устройства 63.При изменении ракурса наблюдения на информационные входы 52 - 55 поступают соответственно значения уъ,уЪ ру О =(Ох, Оу, Ог), определяющие параметры нового ракурса наблюдения, Укаэанные данные могут поступать, например, с пульта ввода информации оператора, Процесс установки нового ракурса начинается после поступления управляющего сигнала на вход 60 устройства, По этому сигналу триггер 20 через элемент 43 И и элемент 49 ИЛИ устанавливается в единичное состояние. Тем самым запрещает.ся прохождение информации через блок 30 элементов И и элемент 41 И и разрешается выдача информации о значенияхух, ог, ру через блоки 26, 27, 28 элементов И соответственно на входы синусно-косинусных преобразователей 3, 4 и 5, а информация о значении величин сдвигов О - через блок 29 элементов И на вход блока 6 памяти. Кроме того, сигналом с выхода элемента 49 ИЛИ осуществляется обнуление регистров блока 10 памяти и выдается осведомительный сигнал на выход 62 устройства. Значения О записываются в соответствующие ячейки (регистры) блока б памяти таким образом, что в нем формируется матрица вида 1,0 0 ОАо= О 1 О 0О О 1 0-О, О-О,На выходах синусно-косинусных преобразователей 3-5 формируются значения з 1 п и соз соответствующих аргументов. Полученные значения с выходов преобразователей 3 и 4 поступают на информациойные входы блоков 7 и 8 памяти через соответствующие блоки 44 и 45 элементов. В результате в блоках 7 и 8 памяти будут сформированы следующие матрицы соответственносозе з 1 пуг 0 , 0- Рпдг созе О, 0А=О 0 1 ОО О О 11 О 0 0О соз Ъ з 1 п рх 0Ах= О - Зарх созрх 0О 0 0 1Единичный сигнал триггера 20 через элемент 39 И (открытый единичным сигнагде 3 п 3, созе вычисляются по формулам,. приведенным в описании назначения вычислителя 2.По сигналу с пятого выхода дешифрато ра 15 открывается блок 34 элементов И и разрешается выполнение операции перемножения матриц умножителем 13 аналогично вышеописанному по сигналам с первого, второго и третьего выходов дешифлом с инверсного выхода тригера 21), элемент 48 ИЛИ разрешает прохождение тактовых импульсов гененатора 16 черезэлемент 42 И на счетный вход счетчика 14.На выходах дешифратора 15 в зависимоси 5от состояния счетчика 14 формируются единичные сигналы, управляющие работой устройства в режиме вычисления значенийрезультирующей матрицы преобразованияЯр, 10По первому сигналу дешифратора 15разрешается прохождение информации изблока 6 памяти на первый информационныйвход умножителя 13 (через блок 46 элементов ИЛИ). Этим же сигналом дешифратора 15разрешается поступление на второй информационный вход умножителя элементов результирующей матрицы Яр, хранящейся вблоке 11 памяти (через блок 35 элементов Ии блок 47 элементов ИЛИ). Кроме того, этот 20же сигнал дешифратора является управляющим сигналом, инициирующим запуск работы умножителя 13 (через элементы 50 и 51ИЛИ). Результат перемножения ЯрАо свыхода умножителя через блок 38 элементов И, открытый задержанным на элементе25 задержки сигналом с первого выхода дещифратора 15, записывается в блок 11 памяти. По поступлении сигналов со второго итретьего выходов дешифратора 15 производятся аналогичные преобразования информации, в результате которых в блоке 11памяти будет сформирован результат перемножения Яр Ао А 7 Ах,По сигналу с четвертого выхода дешифратора инициируется работа вычислителя 2,на первый информационный вход которогопоступают значения 3 и ру и соз ру с выхода преобразователя 5, а на второй информационный вход вычислителя 2 поступают 40значения Яз 1, Язз результирующей матрицыиз блока 11 памяти, В результате работывычислителя 2 в блоке 9 памяти будет сформирована матрица вида ратора 15. В результате этого в блока 11 памяти будет сформирован результат перемножения Яр Ао Ау Ах Ау. Содержимое блоки 11 памяти представляет собой новое значение результирующей матрицы преобразования информации Яр,По сигналу с шестого выхода дешифратора 15 производится стирание информации в блоках 6 - 9 памяти и формирование в них единичных матриц. По сигналу с седьмого выхода дешифратора разрешается за- пись содержимого блока 11 памяти в блок 10 памяти через блок 37 элементов И. Этим же сигналом дешифратора производится сброс счетчика 14 и триггера 20. Тем самым запрещается прохождение тактовых импульсов генератора 16 и разрешается прием информации о текущих координатах Х объектов изображения через блок 30 элементов И. Кроме того, разрешается прохождение тактовых импульсов генератора 17 через элемент 41 И и элемент 51 ИЛИ в качестве сигналов управления (запуска) умножителем 13. Таким образом, устройство вновь переводится в режим преобразования Яр текущих координат Х в соответствии с параметрами, задаваемыми вновь рассчитанной результирующей матрицы преобразования,При поступлении на управляЮщий вход 58 единичного сигнала (сигнала о переводе устройства в режим слежения) триггер 21 устанавливается вединичное состояние; Единичным сигналом с прямого айхдда триггера 21 разрешается выполнение блоком 18 операции сравнения эталонныМ атрибутов В, объекта точки) слежения с атрибутами объектов Вь поступающих на информационный вход 56 устройства, Такими атрибутами могут быть либо номера объектов, либо их координаты, либо и то и другое. При В,т = В устройство продолжает осуществлять преобразование текущих координат Гв соответствии с параметрами, задаваемыми результирующей матрицы преобразования Яр. В то же время нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 21 осуществляется блокировка изменения информации о р, р поступающей на информационные входы 52 и 53, Тем самым после выбора точки слежения оператор лишается возможности сканировать линией визирования по углам уЪй р, что исключает возможносгь визуальной потери им выбранной точки слежения до окончательного перевода устройства в режим слежения.При поступлении на вход 56 информации об объекте (точке) с Вэ =:К с выхода блока 18 снимается едини гный сигнал, который выдается на управляющий выход 61 ус5 10 25 30 35 45 50 55 тройства. Этот же сигнал через элемент 23 задержки разрешает выполнение операции вычислителем 1. На информационные входы вычислителя 1 поступают значения величин смещения 0 и значения нового вектора координат объекта слежения Х, полученного в результате перемножения входящих координат объекта слежения Х на результйрующую матрицу преобразования Яр. Время задержки распространения сигнала на элементе 23 определяется временем перемножения ХсЯр в умножителе 13 и записи результата в регистр 12.Вычислитель 1 осуществляет расчет значений зи ф, созе, поступающих для запоминания в блок 7, и значений зи ф соз ф, поступающих для запоминания в блок 8 (соответственно через блоки 45 и 44 элементов ИЛИ). Информация о значениях зи у 4 3 и 4 поступающих на входы блока 19, используется для определения необходимости корректировки результирующей матрицы преобразования координат в режиме слежения,Так,еслизпф, =зпф, =О,то точка слежения не изменила свое место-положение и необходимость корректировки отсутствует, В противном случае с выхода блока 19 сйимается единичный сигнал, поступающий через элемент 49 ИЛИ на установочный вход триггера 20 и переводит его в единичное состояние. Устройство переводится в режим изменения (корректировки) результирующей матрицы преобразования Яр, Одновременно запрещается прием входящей информации через блок ЗО элементов И, о чем сообщается единичным сигналом на управляющий выход 62,Сброс режима слежения осуществляется подачей единичного сигнала на управляющий вход 59 устройства.Таким образом, устройство в режиме преобразования координат Х осуществляет их пересчет в соответствии с параметрами, задаваемыми результирующей матрицей преобразования ЯР, Изменение параметров преобразования может осуществляться рекуррентйо как при ручном изменении параметров ракурса при ручном наблюдения, зада ваемых значениями сдвигов точки наблюдения вдоль Соответствующих осей координат и поворотов изображения вокруг осей Х, У, Е, так и автоматически при переводе устройства в специальный режим слежения за заданной (произвольной) точкой отображаемого процесса, При этом в устройстве осуществляется автоматическая компенсация неконтролируемого вращения изображения вокруг оси У. Устройство обладает широкими функциональными возможностями и при этом обеспечивает высокую точность пересчета координат отображаемых объектов за счет исключения возможности неконтролируемого вращения отображаемых объектов вокруг оси, т.е. исключения "паразитного" крена изображения, что приводит к повышению качества информации, представляемой оператору, что приводит к принятию им более качественных и обоснованных решений.Область применения такого устройства для вычисления координат практически не ограничена в рамках использования средств отображения информации в АСУ самого различного назначения, Наибольший эффект от внедрения такого устройства может быть получен в АСУ, где от качества отображаемой информации и возможно 20 стей по ее представлению во многом зависит алгоритм работы оператора такой АСУ, Формула изобретения Устройство для вычисления координатотображаемых объектов, содержащее с первого по пятый блоки памяти, с первого по третий синусно-косинусные преобразователи, с первого по одиннадцатый блоки элементов И, первый и второй блоки элементов ИЛИ, с первого по четвертый элементы И,первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй генераторы тактовых импульсов, первый и второй триггеры, регистр, с первого по третий элементы задержки, первый и второй блоки сравнения и первый вычислитель, первые входы соответственно первого - четвертого блоков элементов И являются с первого по четвертый информационными входами устройства; а вторые входы соединены с прямым выходом первого триггера,подключенным к первым входам первого и второго элементов И, инверсный выход первого триггера соединен с первыми входами третьего элемента И и пятого блока элементов И, второй вход которого является пятым информационным входом устройства, шестым информационным входом которого является первый информационный вход первого блока сравнения, второй информационный вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, подключенным к первому входу второго элемента И, выход которого через первый элемент задержки подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу второго триггера, соединенному с третьйми входами первого и второго блоков элементов И, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второгосинусно-косинусного преобразователя, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго блоков элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым 5 выходами первого вычислителя, которые подключены к входам второго блока сравнения, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ. выход которого соединен с установочным входом первого 10 триггера, вход сброса которого соединен с первым выходом дешифратора, подключенным к входу сброса счетчика, счетный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого подклю чен к выходу первого генератора тактовых импульсов, а второй вход - к выходу первого элемента ИЛИ, выход счетчика соединен с входом дешифратора, выход четвертого блока элементов И - с первым информаци онным входом первого вычислителя, управляющий вход которого соединен через второй элемент задержки с выходом первого блока сравнения, который является первым управляющим выходом устройства, 25 второй .информационный вход первого вычислителя соединен с выходом регистра, адресный вход первого и адресные входы второго и третьего блоков памяти соединены соответственно с выходами второго и 30 первого блоков элементов ИЛИ, выходы первого - четвертого блоков памяти подключены к первым входам соответственно шестого - . девятого блоков элементов И, выход второго генератора тактовых импульсов 35 соединен с вторым входом третьего элемента И, выход третьего блока элементов И подключен к входу третьего синусно-косинусного преобразователя, установочный вход и вход сброса второго триггера являют ся первым и вторым управляющими входами устройства, управляющий вход первого блока сравнения соединен с выходом пятого блока элементов И, о тли ча ющеес я тем, что, с целью повышения точности уст ройства, оно содержит второй вычислитель, шестой блок памяти, двенадцатый и тринадцатый блоки элементов И, третий и четвертый блоки элементов ИЛИ, четвертый элемент задержки, пятый элемент И, третий 50 и четвертый элементы ИЛИ, выход третьго синусно-косинусного преобразователя соединен с первым информационным входом второго вычислителя, выход которогосоеди 55 нен с адресным входом четвертого блока памяти, второй - пятый выходы дешифратора соединены с вторыми входами с шестого по девятый блоков элементов И и входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам десятого блока элементов И и четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом умножителя, первый и второй информационные входы которого подключены соответственно к выходам четвертого и третьего блоков элементов ИЛИ, выход умножителя - к первым входам одиннадцатого и тринадцатого блоков элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к выходу третьего элемента И, соединенному с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, и выходу третьего элемента ИЛИ, выход тринадцатого блока элементов И соединен с входом шестого блока памяти, выход которого подключен к второму входу десятого блока элементов И, первому входу двенадцатого блока элементов И и второму информационному входу второго вычислителя, второй вход двенадцатого блока элементов И соединен с первым выходом дешифратора, шестой выход которого подключен к управляющим входам с первого по четвертый блоков памяти, а седьмой выход - к управляющему входу второго вычислите-,. ля, выход одиннадцатого блока элементов И подключен к входу регистра, выход которого является информационным выходом устройства, выход пятого блока элементов И соединен с первым входом четвертого блока элементов ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу десятого блока элементов И, первый вход пятого элемента И соединен с инверсным выходом первого триггера, второй вход является третьим управляющим входом устройства, выход пятого элемента И соединен с вторым входом второго элементаИЛИ, выход которого подключен к адресному входу пятого блока памяти, управляющий вход которого подключен к выходу двенадцатого блока элементов И, выход пятого блока памяти соединен с первым входом третьего блока элементов ИЛИ, второй - пятый входы которого соединены с выходами соответственно с шестого по девятый блоков элементов И, инверсный выход первого триггера является вторым управляющим выходом устройства,1751805 Редактор А.Долинич аз 2695 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Т ССС Произ твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель И ,Техред М.Мор агинайкотал . ,Корректор Н,Ревск
СмотретьЗаявка
4818758, 18.01.1990
МИНСКОЕ ВЫСШЕЕ ИНЖЕНЕРНОЕ ЗЕНИТНОЕ РАКЕТНОЕ УЧИЛИЩЕ ПРОТИВОВОЗДУШНОЙ ОБОРОНЫ
ТЕРЕШКО СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ, РЕШЕТНИКОВ АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ, АВГУЛЬ ЛЕОНИД БОЛЕСЛАВОВИЧ, ИЗОТОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G06F 3/153, G09G 1/08
Метки: вычисления, координат, объектов, отображаемых
Опубликовано: 30.07.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-1751805-ustrojjstvo-dlya-vychisleniya-koordinat-otobrazhaemykh-obektov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для вычисления координат отображаемых объектов</a>
Предыдущий патент: Устройство для профессионального отбора операторов
Следующий патент: Устройство для формирования изображений линий второго порядка на экране телевизионного приемника
Случайный патент: Электромеханическое программное устройство