Патент на изобретение №2310887

(54) ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ДАЛЬНОМЕР

(57) Реферат:

Изобретение относится к области телевизионной техники и может быть использовано в системах поиска и слежения. Техническим результатом изобретения является повышение точности. Телевизионный дальномер состоит из двух телевизионных датчиков, жестко связанных между собой, генератора развертки, двух рабочих селекторов, двух контрольных селекторов, измерительного устройства и вычитателя. Дополнительно в устройство введены два анализатора краев объектов, второе и третье измерительные устройства, блок элементов И-ИЛИ и сумматор. При этом в телевизионных датчиках дальномера используются вертикальные маркерные метки. 1 ил.

Изобретение относится к области телевизионной техники и может быть использовано в системах поиска и слежения.

Известен «Дальномер», выполняющий функции телевизионного дальномера, представленный в патенте №2105994. Он состоит из разнесенных друг относительно друга на базовое расстояние двух телевизионных датчиков. Общая синхронизация разверток осуществляется с помощью генератора развертки. Однако из-за наличия сложных волоконно-оптических узлов могут иметь место на некоторых участках поля зрения ухудшения точностей определения дальности до объектов, требующие частой и длительной настройки. Кроме того, нарушается точность измерения при наличии качки и вибрации.

Известен телевизионный дальномер, изложенный в патенте №2096809, бюл. №32, 1997 г. В нем также с помощью двух телевизионных датчиков, разнесенных на базовое расстояние и одинаково направленных, осуществляется преобразование световой энергии в электрические сигналы. Движение разверток может осуществляться с помощью генератора разверток. Строчные развертки сдвигаются в процессе настройки, в зависимости от положений горизонтальных маркерных меток. Сигналы от этих меток выделяются с помощью контрольных селекторов, а с помощью вычитателя определяется разность их кадровых координат, с помощью которых и осуществляется вышеупомянутая настройка. Сигналы от объектов, в том числе и движущихся, выделяются с помощью рабочих селекторов. Временное рассогласование между этими сигналами, характеризующее дальность, определяется в измерительном устройстве. Отображение дальности может осуществляться с помощью индикатора. Однако в процессе вибрации и качки точность определения дальностей до объектов в поле зрения телевизионных датчиков не всегда обеспечивается, так как за время одного кадра положение маркерных меток постоянно меняется. Кроме того, при сдвиге строчных разверток изменится поле зрения телевизионных датчиков. К тому же имеет место нестабильность линий задержек.

С помощью предлагаемого устройства увеличивается точность определения дальности без использования дополнительных настрочных узлов.

Достигается это использованием в телевизионных датчиках вертикальных маркерных меток и введением двух анализаторов краев объектов, второго и третьего измерительных устройств, блока элементов И-ИЛИ и сумматора, при этом выходы первого и второго рабочих селекторов через первый и второй анализаторы краев объектов соединены с первыми входами первого и второго измерительных устройств и соответственно с первым и вторым входами блока элементов И-ИЛИ, имеющего группу входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов третьего измерительного устройства и с первой группой входов сумматора, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с группой входов индикатора дальности и группой выходов вычитателя, первая и вторая группы входов которого соответственно соединены с группами выходов первого и второго измерительных устройств, вторые входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго контрольных селекторов, соединенных также с первым и вторым входами третьего измерительного устройства.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1, 2 – телевизионные датчики;

3, 4 – рабочие селекторы;

5, 6 – контрольные селекторы;

7 – генератор разверток;

8, 9 – анализаторы краев объектов;

10, 11, 12 – измерительные устройства;

13 – блок элементов И-ИЛИ;

14 – вычитатель;

15 – сумматор;

16 – индикатор дальности,

при этом первый и второй выходы генератора развертки 7 соединены с первым и вторым входами телевизионных датчиков 1 и 2, жестко связанных между собой и имеющих выходы, соответственно соединенные с входами рабочего селектора 3 и контрольного селектора 5 и с входами рабочего селектора 4 и контрольного селектора 6, а выходы рабочих селекторов 3, 4 через анализаторы краев объектов 8, 9 соединены с первыми входами измерительных устройств 11, 12 и соответственно с первыми и вторыми входами блока элементов И-ИЛИ 13, имеющего группу входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов измерительного устройства 10 и с первой группой входов сумматора 15, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с группой входов индикатора дальности 16 и группой выходов вычитателя 14, вторая группа входов которого соответственно соединена с группами выходов измерительных устройств 11, 12, вторые входы которых соответственно соединены с выходом контрольных селекторов 5, 6, соединенных также с первым и вторым входами измерительного устройства 10.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью двух телевизионных датчиков 1, 2, жестко связанных между собой и одинаково направленных, осуществляется преобразование световой энергии в электрическую. В телевизионных датчиках используются вертикальные маркерные метки. Строчные и кадровые развертки движутся синхронно благодаря общему генератору разверток 7, первый и второй выходы которого соединены с первыми и вторыми входами телевизионных датчиков. В качестве передающих трубок могут быть применены видиконы, обладающие повышенной разрешающей способностью. Вертикальные маркерные метки могут располагаться, например, на объективе с левой стороны от поля зрения. С помощью контрольных селекторов 5, 6 осуществляется выделение сигналов, характерных для вертикальной маркерной метки. Выделенные сигналы поступают в измерительное устройство 10, определяющее временное рассогласование между этими сигналами, которое зависит от погрешности расположения участков этих меток друг относительно друга в процессе движения развертки по кадру. В рабочих селекторах 3 и 4 осуществляется выделение сигналов по амплитуде и длительности, характерных для ожидаемых объектов. Выделенные сигналы поступают с выходов селекторов 3, 4 соответственно на входы анализаторов края объекта 8, 9, где в моменты, соответствующие краям объектов, выдаются импульсы соответственно на первые входы измерительных устройств 11, 12, на вторые входы которых поступают выделенные сигналы соответственно с контрольных селекторов 5, 6. Измерительные устройства 11, 12 определяют временные рассогласования между импульсами от анализаторов края объекта и сигналами от меток. Анализатор края объекта работает аналогично анализатору максимума огибающей, представленному, например, в книге «Радиотехнические системы» Ю.М.Казаринов, М., Высшая школа, 1990 г., стр.383, рис.18.2. Измерительные устройства 11, 12 работают аналогично преобразователю дальности, представленному, например, в книге В.В.Васин, Б.М.Степанов. Справочник-задачник по радиолокации. – М., 1977 г., стр.214. Разница лишь заключается в том, что вместо момента максимальной амплитуды определяется момент наличия края объекта. Измерительное устройство 10 работает аналогично «Устройству измерения малого временного интервала», изложенному в патенте №2195686 от 2002 года. Это же устройство можно использовать для увеличения точности определения временного рассогласования в измерительных устройствах 11, 12, информация с групп выходов которых вычитается в вычитателе 14 и далее разность складывает в сумматоре 15 с поправочной информацией, зависящей от погрешности размещения вертикальных меток, которая может иметь положительное или отрицательное значение. Таким образом, информация на выходе сумматора 15 характеризует дальности до всех объектов в поле зрения телевизионных датчиков 1, 2. Эта информация отображается на индикаторе дальности.

Предлагаемое устройство может быть использовано для определения дальности, в том числе и движущихся объектов в поле зрения телевизионного датчика в процессе поиска слежения. Оно может быть установлено на движущихся носителях, кораблях, поездах и т.д. Благодаря анализаторам краев изображений уменьшается зависимость точности определения дальности от разрешающей способности передающих трубок, что многократно увеличивает точностные характеристики дальномера и его функциональные возможности. При использовании телевизионных датчиков в стационарном варианте они могут иметь много каналов, большую базу и углы полей зрения.

Формула изобретения

Телевизионный дальномер, состоящий из двух телевизионных датчиков, генератора разверки, двух рабочих селекторов, двух контрольных селекторов, измерительного устройства и вычитателя, где первый и второй выходы генератора развертки соединены с первыми и вторыми входами первого и второго телевизионных датчиков, жестко связанных между собой и имеющих выходы, соответственно соединенные с входами первого рабочего селектора и первого контрольного селектора и с входами второго рабочего селектора и второго контрольного селектора, отличающийся тем, что используются в телевизионных датчиках вертикальные маркерные метки и вводятся два анализатора краев объектов, второе и третье измерительное устройство, блок элементов И-ИЛИ и сумматор, при этом выходы первого и второго рабочих селекторов через первый и второй анализаторы краев объектов соединены с первыми входами первого и второго измерительных устройств и соответственно с первым и вторым входами блока элементов И-ИЛИ, имеющего группу входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов третьего измерительного устройства и с первой группой входов сумматора, имеющего группу выходов и вторую группу входов, соответственно соединенные с группой входов индикатора дальности и группой выходов вычитателя, первая и вторая группы входов которого соответственно соединены с группами выходов первого и второго измерительного устройства, вторые входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго контрольных селекторов, соединенных также с первым и вторым входами третьего измерительного устройства.

РИСУНКИ