Способ интерполирования в фотоэлектрических растровых преобразователях

Способ интерполирования в фотоэлектрических растровых преобразователях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(»)877571

Союз Советских

Социалистических

Рес ублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 280379 (21) 2752408/18-24 с присоединением заявки H (я)м. к,.

G 06 G 7/30

G 08 С 9/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1081 бюллетень М 40 (5Ç) УАК 681. 335 (088. 8) Дата опубликования описания 3010.81 (72) Авторы изобретения

В. A. СолОматин и В. A.Øèëèí

Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИНТЕРПОЛИРОВАНИЯ В ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

РАСТРОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ

Изобретение относится к вычислению линейных и угловых перемещений фотоэлектрическими методами и может быть использовано при построении аналоговых спецвычислителей.

Один из известных способов интерполирования перемещений основан на использовании растров и преобразовании фотоэлектрических сигналов P1) .

Укаэанный способ характеризуется . низкой точностью определения перемещений, Наиболее близким к предлагаемому является способ интерполирования в фотоэлектрических растровых преобразователях, основанный на формировании сигнала изменяющейся фазы и определении фазового сдвига относительно опорного сигнала j23.Недостатком известного способа является сравнительно низкая точность интерполирования, т.е. точность определения фазового сдвига в долях ыага растра.

Цель изобретения - повьааение точности интерполирования.

Указанная цель достигается тем, .что в способе интерполирования в фотоэлектрических растровых преобразователях, основанном на формировании и оптических сигналов, соответствующих и окнам считывания, преобразовании оптических сигналов в электрические, формировании и-фазного перно дического напряжения прямоугольной формы, умножении каждого электрического сигнала на периодическое напря.жение прямоугольной формы соответствующей фазы, суммировании перемноженных сигналов, интегрировании суммарного сигнала, сравнении;- проинтегрированного сигнала с нулевым уровнем, выделении моментов сравнения, каждый из и исходных электрических сигналов

15 одновременно дополнительно умножают на периодическое напряжение прямоугольной формы, сдвинутое на одну фа.зу в сторону опережения, дополнительно перемноженные сигналу суьиируют, 20 интегрируют, сравнивают проинтегрированный дополнительный сигнал с нуле-вым уровнем, выделяют дополнительные моменты сравнения, суммируют выделен ные моменты сравнения.и дополнительные моменты сравнения, формируют рейзультирующее напряжение прямоуголь-. ной формы, соответствующее сумме моментов сравнения, выделяют фазовый сдвиг между первой фазой и-фазного

30 периодического напряжения прямоуголь877571 ной формы и результирующим напряжением прямоугольной формы.

На фиг. 1 изображена функциональная схема фаэовой системы интерполирования шага для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - различные положения растрового сопряжения, на фиг. 3 — четырехфазное периодическое напряжение прямоугольной формы, на фиг. 4 и 5 — зпюры напряжений,соответствующие различным положениям растрового сопряжения, действующие на выходах ключей (а,б,в,г,а, б,в,г ) сумматоров (д,д ), интеграторов (е,е ) нуль-органов (ж,ж ) формирователя прямоугольного напряжения (f).

Устройство содержит генератор 1 15 четырехфаэного периодического напряжения прямоугольной формы, растровое сопряжение 2, первый, второй, третий и четвертый фотоприемники 3-6, первый, второй, третий, четвертый, пятый,шес-,ф той, седьмой и восьмой ключи 7-14, первый и второй сумматоры 15 и 16, первый и второй интеграторы 17 и 18, первый и второй нуль-органы 19 и 20, формирователь 21 прямоугольного напря- жения, измеритель 22 фазового сдвига.

Способ осуществляется следующим образом.

Окна считывания можно представить как сопряжение двух растров с одинаковыми периодами, причем в каждом последующем окне растры сдвинуты на

1/4 периода (фиг. 2,1). Номера окон обозначены как 23-26.

Пусть в положении Н (фиг. 2) пропускание окна 23 равно 1, окна 24 равно 0,5, окна 25 равно О, окна 26 равно 0,5. Пропускание каждого окна является моделирующим параметром, т.е. если через него проходит излучение, то его интенсивность будет - 4p изменяться в зависимости от текущего положения растрового сопряжения 2.

Фотоприемники 3-6, воспринимающие поток излучения, прошедший через соответствующие окна растрового со- 45 пряжения 2, преобразуют излучение в электрический сигнал. Опрос фотоприемников 3-6 производится с помощью ключей 7-14, путем подачи на них сигналов от генератора 1 четырехфазйого периодического напряжения прямоугольной формы. Коммутирующий сигнал 1-й фазы подключает сигнал с окна

23 считывания, 2-й фазы - с окна 24, 3-й фазы — с окна 25, 4-й фазы — с окна 26 (фиг. 4 а,б,в,г).

Таким образом, коммутирующее напряжение модулируется по амплитуде пропускания соответствующего окна считывания, Эти сигналы поступают на первый.сумматор 15. 60

Коммутирующий сигнал 1-й фазы подключает сигнал с окна 24, 2-й фазы— с окна 25,. 3-й фазы — с окна 26, 4-й фазы —,с окна 23, т .е. опрос начинается с окна 24. 45

Эпюры сигналов изображены на фиг. 4 а,б,в,г . Эти сигналы поступают на второй, сумматор 16. Таким образом, осуществляется сдвиг в начале опроса на четверть периода коммутации (один такт). Под тактом коммутации понимается наибольший промежуток времени, в течение которого одновременно все коммутирующие напряжения не изменяются. При 4-фазном коммутирующем напряжении (фиг. 3) такт коммутации равен четверти периода коммутации, при п-фазном коммутирующем напряжении такт коммутации составляет и-ю часть периода.

На выходах первого и второго сумматоров 15 и 16 формируются соответствующие сигналы (фиг. 4 д.д ), а после интегрирования первым и вторым интеграторами 17 и 18 сигналы приобретают пилообразную форму (фиг.4 е е ) . У этих сигналов выделяют моменты перехода через "О", импульсы соответствующие моментам перехода через "О", подают на формирователь

21 прямоугольного напряжения с двумя устойчивыми состояниями (триггер), изменяющий свое состояние после прихода очередного импульса. Сигнал на выходе формирующего устройства представлен на фиг. 4У. Допустим, что происходит перемещение измерительного растра на четверть периода растрового сопряжения, т.е. происходит сдвиг пространственной фазы картины, образуемой растровым сопряжением на 90 (фиг. 2б). Рассуждая, как и в предыдущем случае, получаем, что эпюры сигналов, поступающих на сумматоры 15 и

16, имеют вид, показанный на фиг.5 д, .д . Эпюра сигнала на выходе формирователя 21 имеет вид фиг. 5t

Таким образом, пространственная фаза картины, образуемой растровым сопряжением изменяется на 90, а фаза сигнала на выходе формирователя 21 на 180 . В случае, когда осуществляется одноканальная коммутация, как это имеет место при интерполяции по известному способу, изменение пространственной фазы соответствует изменению фазы результирующего электрического сигнала в масштабе 1:1 .

Повышение точности при интерполировании IIG данному способу происходит за счет того,что имеет место увеличение масштаба преобразования пространственной фазы во временную. В известном способе этот масштаб равен

1:1, а при интерполировании по предлагаемому способу масштаб преобразования равен n/ :1., например при измео нении пространственной фазы на 90 ьвременная фаза сигнала на выходе формирователя 21 изменяется на 90 m/й.

Случай, когда n = 4. изложен same, Формула изобретения

Способ интерполирования в фотоэлектрических растровых преобразо877571 вателях, основанный на формировании и оптических сигналов, соответствующих и окнам считывания, преобразовании оптических сигналов в электрические, формировании и-фазного периодического напряжения прямоугольной формы, умножения каждого электрического сигнала на периодическое напряжение прямоугольной формы соответствующей фазы, суммировании перемноженных сигналов, интегрировании суммарного сигнала, сравнении проинтегрированного сигнала с нулевым уровнем, выделении моментов сравнения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности интерполирования, каждый из п исходных электрических сигналов одновременно дополнительно умножают на периодическое напряже- . ние прямоугольной формы, сдвинутое на одну фазу в сторону опережения,дополнительно перемноженные сигналы суммиру-25 ют,интегрируют, сравнивают проинтегрированный дополнительный сигнал с нулевым уровнем, выделяют дополнительные моменты сравнения, сумммируют выделенные моменты сравнения и дополнительные моменты сравнения, формируют результирующее напряжение прямоугольной формы, соответствующее сумме моментов сравнения, выделяют фазовый сдвиг между первой фазой и-фазного периодического напряжения прямоугольной формы и результирующим напряжением прямоугольной формы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Богданов Э.О. Фоторезисторы и их применение. "Энергия", 1978, с,56, рис. 42.

2. Мироненко A.Â, Фотоэлектрические измерительные системы. "Энергия", 1976, с. 132-135. рис. 3-16 (прототип).

877571 и

1усиа

2уаэа о

+ дав

Фиг.3 ) Фив.J

Фи а. +

Составитель О. Отраднов

Техред С.Мигунова Корректор А, Гриценко

Редактор В. Петраш филиал IIGII "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9618/75 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5