RU2040011C1

RU2040011C1 - Device for determining object characteristics by location measurements

Info

Publication number: RU2040011C1
Application number: RU92004809A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Антонович Грешилов; Юрий Евгеньевич Гагарин; Владимир Афанасьевич Ковригин
Original assignee: Анатолий Антонович Грешилов; Юрий Евгеньевич Гагарин; Владимир Афанасьевич Ковригин
Priority date: 1992-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: computer engineering. SUBSTANCE: only points obtained as result of reflection from same object components are chosen out of set of points

, where, for example, t- is distance to object in i-th observation; r_i is distance to object in 1-th observation, this procedure involving transition to new space of coordinates in the form of definite parameters and natural integer numbers. Required object characteristics are determined by points obtained in new space. Device has r_i and t_i storage units, digital oscillator, two digital-to-analog converters, two multiplier units, adder, matrix counter for maximum value selection on lines, matrix counter for maximum value selection on columns, characteristic calculating unit, and data output device. EFFECT: improved accuracy of determination of object characteristics, improved noise immunity. 1 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в системах обработки локационных сигналов. The invention relates to computer technology and can be applied in systems for processing location signals.

Известно устройство определения характеристик объектов по локационным измерениям. Семейство точек, полученных в процессе наблюдения за объектом (r₁, t_i)i

, где, например, r_i расстояние до объекта в i-ом наблюдении; t_i соответственно временная координата i-го наблюдения, аппроксимируется некоторой функциональной зависимостью, например с помощью метода наименьших квадратов, и по параметрам функциональной зависимости получают оценки характеристик исследуемого объекта.A device for determining the characteristics of objects by location measurements. The family of points obtained during the observation of the object (r ₁ , t _i ) i

where, for example, r _{i is the} distance to the object in the i-th observation; t _i, respectively, the time coordinate of the i-th observation, is approximated by some functional dependence, for example, using the least squares method, and according to the parameters of the functional dependence, the characteristics of the object under study are estimated.

Указанное устройство обладает недостатком. Семейство точек (r_i, t_i, i

, полученное в результате локационных наблюдений, содержит точки информацию от различных отражающих частей объекта. Если объект имеет значительные размеры то, например, r-e координаты точек, полученных от различных частей объекта, могут существенно отличаться. Точки, полученные в результате отражения от различных частей объекта, неразличимы. Традиционно вся совокупность точек наблюдения, за исключением значительно выпадающих, поступает на обработку. Полученные характеристики объекта в силу этого имеют недостаточную точность, а в ряде случаев можно получить и недостоверную информацию об искомых параметрах.The specified device has a drawback. Point family (r _i , t _i , i

obtained as a result of location observations, contains points of information from various reflecting parts of the object. If the object has significant dimensions, for example, the re coordinates of the points obtained from different parts of the object can differ significantly. The points obtained as a result of reflection from various parts of an object are indistinguishable. Traditionally, the entire set of observation points, with the exception of significantly falling out points, is sent for processing. The obtained characteristics of the object due to this have insufficient accuracy, and in some cases it is possible to obtain false information about the desired parameters.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения характеристик объектов. The closest technical solution to the proposed is a device for determining the characteristics of objects.

Недостаток известного устройства низкая точность определения характеристик объектов. A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the characteristics of objects.

Цель изобретения повышение точности определения характеристик объектов и увеличение помехоустойчивости в результате обработки данных, полученных по локационным измерениям. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the characteristics of objects and increase noise immunity as a result of processing data obtained from location-based measurements.

Цель достигается тем, что из всего семейства точек (r_i, t_i) выделяются точки наблюдения, принадлежащие одной отражающей части объекта. Это делается следующим образом. Расстояние до объекта определяется по формуле
r_i=

(1) где a, b, c искомые параметры.The goal is achieved in that out of the whole family of points (r _i , t _i ), observation points belonging to one reflecting part of the object are distinguished. This is done as follows. The distance to the object is determined by the formula
r _i =

(1) where a, b, c are the required parameters.

Точность измерений r_i,t_i известна. Таким образом, стоит задача в пределах точности измерений r_i и t_i отобрать среди точек (r_i, t_i) такие, которые принадлежали бы одной отражающей части объекта. Переведем совокупность точек r_i, t_i

в пространство параметров с координатами а, b, c, m, где m число точек из исходной совокупности, удовлетворяющих уравнению (1). Таким образом в новой системе координат переменными по отношению к r_i и t_i будут являться a, b, c.The measurement accuracy r _i , t _{i is} known. Thus, the task is, within the measurement accuracy r _i and t _i, to select among the points (r _i , t _i ) those that would belong to one reflecting part of the object. We translate the set of points r _i , t _i

into the parameter space with coordinates a, b, c, m, where m is the number of points from the original set that satisfy equation (1). Thus, in the new coordinate system, the variables with respect to r _i and t _i will be a, b, c.

В достаточно широкой области значений ri и ti уравнение (1) можно записать в виде r_iАt₂ + B| i

(2), то есть в виде двух прямых. Параметры этих прямых в новом пространстве с координатами А, В, m для каждой отражающей части объекта должны удовлетворять условию (2) и в пределах погрешности измерений r_i и t_i представляться одной точкой.In a sufficiently wide range of values of ri and ti, equation (1) can be written in the form r _i Аt ₂ + B | i

(2), that is, in the form of two lines. The parameters of these lines in a new space with coordinates A, B, m for each reflecting part of the object must satisfy condition (2) and, within the measurement error, r _i and t _{i are} represented by one point.

Возьмем одну точку (r₁, t₁) и будем менять значения параметров А, В таким образом, чтобы все время выполнялось уравнение (2). В результате в пространстве параметров мы получим прямую линию. В то же время это будет равносильно тому, что в системе координат r, t мы проведем через точку (r₁, t₁) множество прямых с различными значениями параметров А, В. Для всей совокупности точек (r_i, t_i), i

в пространстве параметров мы получим некоторую поверхность. Причем в пространстве с координатами А, В, m будут выделяться точки с большими значениями m. Координаты А*, В* этих максимумов соответствуют значениям параметров прямых, проходящих через наибольшее число точек из исходного семейства.We take one point (r ₁ , t ₁ ) and we will change the values of the parameters A, B in such a way that equation (2) is satisfied all the time. As a result, we get a straight line in the parameter space. At the same time, this will be equivalent to the fact that in the coordinate system r, t we draw through the point (r ₁ , t ₁ ) the set of lines with different values of the parameters A, B. For the whole set of points (r _i , t _i ), i

in the parameter space we get some surface. Moreover, in the space with coordinates A, B, m, points with large values of m will be highlighted. The coordinates A *, B * of these maxima correspond to the values of the parameters of the lines passing through the largest number of points from the original family.

Для прямой линии практичнее использовать ее нормальное уравнение r_icos θ + + t_isin θ p 0, где р расстояние от прямой до начала системы координат (0, 0); θ угол, образованный нормалью к прямой с осью абсцисс (t). В этом случае нет необходимости решать систему уравнений (2), а достаточно задать шаг по θ и по Р, выбрать V₁ значений θ и V₂ значений Р. Для каждой точки (r_i, t_i), задавая значения θ_к, вычислить P_l. Затем посчитать число точек, которое попадает в интервал (θ_к, P_l), К

l

Те значения (θ_к, P_l) которые набрали достаточное число точек, превышающих фон, и будут определять нужные нам прямые линии. Далее проводится обработка информации для получения характеристик объекта.For a straight line, it is more practical to use its normal equation r _i cos θ + + t _i sin θ p 0, where p is the distance from the straight line to the origin of the coordinate system (0, 0); θ is the angle formed by the normal to the line with the abscissa (t). In this case, there is no need to solve the system of equations (2), but it is enough to set the step in θ and in P, select V ₁ values of θ and V ₂ values of P. For each point (r _i , t _i ), setting the values of θ _k , calculate P _l . Then calculate the number of points that fall into the interval (θ _k , P _l ), K

l

Those values (θ _к , P _l ) that have accumulated a sufficient number of points that exceed the background will determine the straight lines we need. Next, information is processed to obtain the characteristics of the object.

Приближенные значения θ_к и P_l могут быть получены традиционными методами, то есть реально рассматривается небольшой диапазон значений θ и Р. Естественно, что шумы при таком отборе отсекаются.Approximate values of θ _to and P _l can be obtained by traditional methods, that is, a small range of values of θ and P is actually considered. Naturally, noises are cut off with this selection.

На чертеже приведена блок-схема устройства. The drawing shows a block diagram of a device.

Устройство содержит блок 1 памяти значений r_i, блок 2 памяти значений t_i, цифровой генератор 3 значений θ_к, цифроаналоговый преобразователь 4 значений θ_к в sin θ_к цифроаналоговый преобразователь 5 значений θ_к в cos θ_к, блоки 6, 7 умножения сумматор 8, матричный счетчик 9 выбора максимального значения по строкам, матричный счетчик 10 выбора максимального значения по столбцу, блок 11 вычислений характеристик, устройство 12 вывода информации.The device comprises a memory unit 1 of the values of r _i , a memory unit 2 of the values of t _i , a digital generator of 3 values of θ _k , a digital- _to -analog converter of 4 values of θ _k to sin θ _{k, a} digital- _to -analog converter of 5 values of θ _k to cos θ _k , multiplication blocks 6, 7, adder 8, a matrix counter 9 for selecting a maximum value in rows, a matrix counter 10 for selecting a maximum value in a column, a unit 11 for calculating characteristics, an information output device 12.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Сигналы с цифрового генератора 3 поступают на блоки 1, 2 памяти исходной информации, на преобразователи 4, 5 и на один из входов матричного счетчика 9. По каждому импульсу генератора 3 из блоков 1, 2 памяти последовательно поступают значения r_i и t_i, соответственно r_i на блок 7 умножения и t_i на блок 6 умножения. Сигналы sin θ_к и cos θ_к с преобразователей 4, 5 поступают на другие входы блоков 6, 7 умножения. С блоков 6, 7 умножения сигналы подаются на сумматор 8. С сумматора сигналы поступают на другой вход матричного счетчика 9. По каждому импульсу с цифрового генератора 3 в матричный счетчик 9 записывается столбец значений P_l. При этом размер матрицы определяется шагом дискретизации по θ и Р. С выхода счетчика 9 сигналы попадают на матричный счетчик 10 выбора максимального значения по столбцу, с выхода которого сигнал поступает на блок 11 вычислений характеристик и далее на устройство 12 вывода информации.The signals from the digital generator 3 are supplied to the blocks 1, 2 of the source information memory, to the converters 4, 5 and to one of the inputs of the matrix counter 9. For each pulse of the generator 3 from the blocks 1, 2 of the memory, the values r _i and t _i are received sequentially, respectively r _i to the multiplication block 7 and t _i to the multiplication block 6. The signals sin θ _k and cos θ _k from the converters 4, 5 are fed to the other inputs of the multiplication blocks 6, 7. From the multiplication blocks 6, 7, the signals are fed to the adder 8. From the adder, the signals are sent to another input of the matrix counter 9. For each pulse from the digital generator 3, a column of values of P _{l is} written to the matrix counter 9. In this case, the matrix size is determined by the sampling step in θ and P. From the output of counter 9, the signals go to the matrix counter 10 for selecting the maximum value in the column, from the output of which the signal goes to the block 11 for calculating the characteristics and then to the information output device 12.

Все блоки и устройства, приведенные на чертеже, являются типовыми. All blocks and devices shown in the drawing are typical.

Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется повышением точности определяемых параметров и защитой от шумов. The technical and economic effect of the use of the invention is determined by increasing the accuracy of the determined parameters and protecting against noise.

Claims

DEVICE FOR DETERMINING CHARACTERISTICS OF OBJECTS BY LOCATION MEASUREMENTS, consisting of two blocks of source information memory, an adder, a block for calculating characteristics, the output of which is connected to the input of an information output device, characterized in that it additionally contains two digital-to-analog converters, a digital generator, two multiplication units , a matrix counter for selecting the maximum value in rows and a matrix counter for selecting the maximum value in a column, while the inputs of the memory blocks of the initial information, in odes of digital-to-analog converters and one of the inputs of the matrix counter for selecting the maximum value in rows are connected to the output of the digital generator, the outputs of the memory blocks are connected to the inputs of the multiplication units, the other inputs of the multiplication units are connected to the outputs of the digital-analog converters, the outputs of the multiplication units are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to another input of the matrix counter for selecting the maximum value in rows, its output is connected to the input of the matrix counter for choosing the maximum value I on the column, the output of which is connected to the input of the characteristics calculation block which is connected to the device output.