SE526060C2 - Anordning för positionsdetektion - Google Patents

Description

20 25 30 35 40 45 50 526 060 Kort beskrivning av uppfinningen Syftet med uppfinningen är att tillhandahålla en ny anordning för avståndsdetektion som övervinner en eller flera nackdelar hos den kända tekniken.

Detta àstadkommes med anordningen för avståndsdetektion såsom definieras i krav 1.

En fördel med en sådan anordning är att den kan identifiera positionen för den maximala intensiteten med hög frekvens.

En annan fördel är att den innefattar en enkel krets som kan tillverkas på samma chip som detektionssegmenten.

Ytterligare en fördel är att den ger positionen för segmentet med maximal intensitet som en binårkod.

Utföringsformer av uppfinningen beskrivs i de beroende kraven Kort beskrivning av figurerna Uppfinningen kommer att beskrivas i detalj nedan med referens till ritningarna i vilka: Figur 1 visar en schematisk översikt av en utföringsform enligt föreliggande uppfinning.

Figurema 2 till 1 1 är diagram som visar funktionen av ett antal utföringsformer enligt föreliggande uppfinning.

Figurerna 12 till 22 år exempel på kretslösningar för ett antal utföringsformer enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utfiiringsformeiz Figur l visar en första utföringsform av anordningen för positionsdetektion 10 enligt föreliggande uppfinning, innefattande en array av fotodetektionselement 20 som har n = 16 segment 25 och en parallellt aritmetiskt behandlingsdel 30 anordnad att identifiera segmentet 25 med maximal intensitet genom att jämföra utdatavärdena (UV) från segmenten 25 av arrayen med fotodetektionselementet 20.

Den parallella aritmetiska behandlingsdelen 30 innefattar åtminstone ett jämförande steg 40a-d som år anordnat att successivt välja/ välja bort utdatavärdena UV från segmenten 25, tills segmentet 25 med maximal intensitet valts.

Det första steget 40 är anordnat att ta emot utdatavården UV från respektive segment 25 av arrayen av fotodetektionselement som indatasegment (IS) och de tillkommande stegen 40b-d är ordnade att ta emot utdatavården UV från föregående steg 40a-c som indatasegment IS Enligt föreliggande uppfinning kan den parallella aritmetiska behandlingsdelen 30 innefatta Vilket lämpligt antal av jämförande steg 40a-d som helst, beroende på 10 15 20 25 30 35 40 45 50 526 060 3 antal segment 25 i arrayen av fotodetektionselement 20 och vilken typ av jämförande steg 40a-d som används.

När arrayen med fotodetektionselement 20 belyses med ljus, matas signalerna som bildar en intensitetsfördelning, som visas genom en intensitetskurva 50 i figur 1, ut från segrnenten 25 i arrayen med fotodetektionselement 20 på samma gång.

Signalernas utvärden från segmenten 25 skickas till den parallella aritmetiska behandlingsdelen 30 som har n indatanslutningar 35. Arrayen med fotodetektionselement 20 är företrädesvis en fotodiod-array men det kan också bestå av något annat lämpligt arrayarrangemang för fotodetektion som kan svara med hög hastighet.

Arrayen med fotodetektionselementet 20 har företrädesvis en svarsbandbredd på upp till 1 GHz och dess prestanda bör inte försämras av att man utför sampling vid hög hastighet. På grund av den parallella utformningen år den parallella aritmetiska behandlingsdelen 30 kapabel att utföra jämförningsoperationen i en hastighet överstigande tiotals MHz. På grund av den smidiga utformningen av den parallella aritmetiska delen 30 så är det möjligt att behandla ett väldigt stort antal segment 25 parallellt, varför extremt hög upplösning kan uppnås vid hög hastighet för maxvårdes detektionen. Upplösningen (normaliserad av längden på fotodiod- arrayen) kan t.ex. vara bättre än 1/1000 då antalet n segment 25 är fler än ett tusen Så som förklarats ovan, jämfört med en anordning för positionsdetektion som använder konventionell PSD eller CCD, gör positionsdetektionsanordningen 10 enligt föreliggande uppfinning det möjligt att detektera positionen vid hög hastighet och hög upplösning.

Företrâdesvis anordningen för positionsdetektion 10 enligt föreliggande uppfinning konstruerad så att den kan tillverkas på ett enda chip som innefattar både fotodetektions-arrayen 20 och den parallella aritmetiska behandlingsdelen 30.

En möjlig metod är att använda konventionell CMOS-teknik varigenom både arrayen av linjära fotodioder och elektroniska signalbearbetningskomponenter kan tillverkas i samma process och på samma chip. På grund av denna konstruktion är det möjligt att göra mycket stora arrayer av fotodioder med tillhörande signalbearbetningslcretsar varigenom den önskvärda upplösningen kan uppnås.

Enligt en utföringsfonn, omfattar den parallella aritmetiska behandlingsdelen 30 minst ett parvis jämförande steg 40 som är anordnat att parvis jämföra utdatavârden UV av valda indatasegment IS och för varje sådant valt par välja det indatasegment IS med högst utdata värde UV och välja bort indatasegmentet IS med lägst utdatavårde UV. Ett möjlig sätt att utforma en parallell aritrnetisk behandlingsdel 30 baserad på jämförande steg av denna typ beskrivs i detalj enligt utföringsform 1:1 nedan. Enligt denna utföringsform, som visas schematiskt i figur 12 innefattar varje parvis jämförande steg, för varje par av indatasegment IS, en valkrets som omfattar en komparator 1 12 för val av indatasegmentet IS med det högsta utdatavärdet och en tvåkanalig multiplexer 113 som enligt svaret från komparatorn 112 ger utdatavärdet UV för det valda indatasegmentet IS som utsignal. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 526 060 4 Som beskrivs mer detaljerat nedan, har utföringsformen 1.1 möjlighet att ge positionen försegmentet med maxvärdet utan några extra logiska kretsar genom att tillhandahålla utgångsignalerna från komparatorerna som en binär signal. Det är vidare möjligt att ange positionen för det segment som har det minsta värdet genom att negera komparatorerna Enligt en utföringsform, omfattar den parallella aritmetiska behandlingsdelen 30 minst ett första steg 40 utformat som ett blockjåniförande steg som är anordnat att dela utdatavärdena UV från valda indatasegment IS i minst två block, räkna ut blockmedelvärdet för utdatavärdena UV för varje block, jämföra blockmedelvärdena och välja det block som har högst medelvärde. Ett möjlig sätt att utforma en parallell aritmetisk behandlingsdel 30 baserad på järnförande steg av denna typ beskrivs i detalj enligt utföringsforrnen 1:2 nedan. Enligt denna utföringsform, schematiskt visad i figur 13 innefattar varje blockjårnförande steg ett antal Valkretsar (SC). Varje sådan valkrets omfattar en m kanals ingångsvalmultiplexor l 123 (ISMm), en m kanals medelvärdeskrets (LZISJ 122 (AVC), och en 2 kanals m m utgångsvalmultiplexor 124 (OSM). Medelvârdeskretsen 122 tar som indata emot utdatavärdet UV från m indatasegmenten IS 12 1 och ger medelvärdet av utdatavärdena UV från indatasegmenten IS som utdata. Valmultiplexorn för indata 123 tar som indata emot utdatavärdet UV från ett av de m indatasegmenten IS som är anslutna till medelvärdeskretsen 122 i samma valkrets och utdatavärden UV från m- 1 ingångssegment IS som är anslutna till medelvärdeskretsar 122 i andra valkretsar, och förser den utvalda av dessa som utdata Valmultiplexom för utdata 124 tar emot som indata utdata från medelvärdeskretsen 122 och indatasegmentet 123, och tillhandahåller den utvalda av dessa två som utdata till nästa steg.

Som kan ses i figur 13, om ett blockjåmförande steg B föregås av ett annat blockjärnförande steg A, är varje medelvärdeskrets 122 i steg B anordnat att som indata ta emot utdata från m medelvärdeskretsar 122 i steg A, medan valmultiplexorema för indata 123 i steg B are anordnade att som indata ta emot utdata från en av de m valmultiplexorerna för utdata 124 av valkretsarna SC i steg A anslutna till medelvärdeskretsen 122 i samma valkrets i steg B och utdatavârdena UV från m- 1 valmultiplexorer för utdata 124 i valkretsarna VK i steg A anslutna till medelvärdeskretsar 122 i andra medelvärdeskretsar i steg B. Detta kommer att beskrivas utförligare nedan i den detaljerade beskrivningen av utföringsform 1.2.

Jämfört med utföringsformen 1.1 är utföringsformen 1.2 baserad på en enklare krets men den behöver istället externa logiska rutiner för att styra multiplexorernas successiva inställningar.

Utföringsfonnerna 1.3 och 1.4 nedan är exempel på möjliga kombinationer/ variationer av olika jämförande steg som presenteras i ovanstående utföringsformer. Mer specifikt innefattar utföringsform 1.4 minst två blockjåinförande steg som jämför samma uppsättning av indatasegment IS men uppdelade i block som överlappar blockkanterna i det andra steget så att ett _ topputdatavårde UV beläget nära en blockkant i ett steg inte år placerat nära en blockkant i det andra steget, varvid det genomsnittliga utdatavärdet UV för det blocket kommer att vara högre än från alla andra block, varvid nämnda block väljs ut. 10 15 20 25 30 35 40 45 526 060 5 Enligt ytterligare en utföringsform, omfattar den parallella aritmetiska behandlingsdelen 30 ett tröskeljämförande steg anordnat att jämföra utdatavårdena en parallell aritmetisk behandlingsdel 30 baserat på ett enkelt jårnförelsesteg av denna typ beskrivs i detalj som utföringsfonn 2.2 nedan. Enligt denna utföringsform som visas schematiskt i ñgur 17 år varje segment 221 av arrayen av fotodetektionselementet 20 anslutet till en av komparatoms ingångar 222, medan den andra ingången är kopplad till en successiv approximationssekvenskrets 223 anordnad att ge tröskelsignaler till komparatorerna 222 och registrera utdata från komparatorema 222. Sekvenskretsen 223 utför ett iterativt altererande av tröskelvårdet tills endast en komparator 222 indikerar att motsvarande indatasegment IS är högre än tröskelvärdet.

Anordningen för positionsdetektion 10 enligt föreliggande uppfinning är främst avsedd att användas i en trianguleringsavståndsmätare men den kan självklart användas i vilken annan applikation som helst där positionsdetektion med hög hastighet och precision är önskvärd. Översikt av utfóringsformer Allmänt Definitions Deflnitioner 0 N PM = 'antal bildpunkter (pixlar), normalt väljs detta antal som en multipel av 2.

Detta betyder att N .d = 2k. I beskrivningarna och figurerna år k = 4, för PLX att få figurer som år enkla och ”lätta” att förstå. Det är hur som helt möjligt att låta k vara vilket nummer som helst genom enkla justeringar av kretsens utformning. 0 Det finns en fotodiodförstårkare för varje bildpunkt.

Hädanefter kallad PDA 0 S, = utdatasignalen från izte PDA-cellen 0 PDA-kretsen kan ha försörjning för en individuell eller en global offset och/ eller iörstårknings korrigering och/ eller korrelerad dubbelsampling CDS.

Jämföra 2 och 2 Allmän beskrivning Metodema som beskrivs nedan hänvisar alla till ett iterativt jämförande av signaler om två och två. I vissa fall år signalema grupperade in i bins och medelvärdet av bin signalerna tas, sedan används ett två och två jämförande nätverk för att på ett iterativt sätt hitta det största binmedelvärdet och i den sista iterationen hitta den PDA som har störst signal/värde. 10 l5 20 25 30 35 40 45 526 060 6 Utfóringsform 1.1 successivt jämföra 2 och 2 Beskrivning Ett exempel på en utformning av en krets visas i figur 12.

För en 16 bildpunkters linjär array kräver denna metod 4 steg av komparatorer och 2 till 1 multiplexorer.

Steg 1: PDA:ema 1 1 1 kopplas två och två till komparatorema 112 och 2 till 1 multiplexorema 1 13. Detta ger 8 komparatorer/multiplexorer i första steget Steg 2: I det andra steget kopplas 4 komparatorer/ 2 till 1 multiplexorer till utgångarna till föregående stegs multiplexorer.

Steg 3: I det tredje steget kopplas 2 komparatorer/ 2 till 1 multiplexorer till utgångarna till föregående stegs multiplexorer Steg 4: I det fjärde steget kopplas 1 komparator/ 2 till 1 multiplexorer till utgångarna till föregående stegs multiplexorer.

Detta ger ett totalt av 8+4+2+ l= 15 komparatorer/ 2 till 1 multiplexorer Metod Figur 2 visar ett diagram som illustrerar funktionen av denna utföringsform.

I steg l jämförs alla 16 PDA-signaler 2 och 2, den största signalen från varje jämförelse matas fram genom 2 till 1 multiplexorn till steg 2.

I steg 2 jämförs därefter de 8 största signalerna från föregående steg två och två, den största signalen från varje jämförelse matas fram genom 2 till 1 multiplexorn till steg 3.

I steg 3 jämförs därefter de 4 största signalerna från föregående steg två och två, den största signalen från varje jämförelse matas fram genom 2 till 1 multiplexom till steg 4.

I steg 4 jämförs därefter de 2 största signalerna från föregående steg två och två, den största signalen från varje jämförelse matas fram genom 2 till 1 multiplexorn.

Detta är den största signalen/ värdet från de 16 PDA:erna.

Att avkoda vilken PDA som håller den största signalen/ värdet är just en avkodning av komparatorernas utdataläge med början från den sista komparatom och bakåt.

Komparatorernas utdata ger en direkt binär representation av PDA-nurnret.

Negeríng av komparatorer-nas utgångar ger resultatet att den PDA som har minst signal /värde hittas. Ett linjärt array som har 1024 bildpunkter kräver 10 nivåer/ steg med 512+256+l28+64+32+l6+8+4+2+l= 1023 komparatorer/ 2 till 1 multiplexorer.

Utfórlngsform 1.2 successivt jämföra 2 och 2 med bínmedelvärdets storlek delat på 2.

Beskrivning Ett exempel på en utformning av en krets visas i ñgur 13.

Denna metod är utformat för att minska antalet komparatorer och använder enbart en. För en 16 bildpunkters linjär array kräver denna metod 3 steg/ nivåer av 10 15 20 25 30 35 40 45 526 060 7 medelvärdesbildning och två 2 till 1 multiplexorer och en fjärde steg/ nivå som innehåller en komparator. Medelvårdeskretsen tar ett medelvärde av två signaler, detta betyder att 1+l _6Z+ 2 UT Steg 1: PDA:ema 121 är anslutna på ett 2 och 2 sätt till en medelvärdeskrets 122 och en 2 till l multiplexor 123. Till medelvärdeslcretsen och till den första 2 till 1 multiplexom är en arman 2 till 1 multiplexor 124 ansluten. Detta ger 8 medelvärdeskretsar/multiplexorer i första steget.

Steg 2: I det andra steget är 4 medelvärdeskretsar/två 2 till 1 multiplexorer anslutna till utgängarna på föregående stegs multiplexorer Steg 3: I det tredje steget är 2 medelvärdeskretsar/två 2 till 1 multiplexorer anslutna till utgängarna på föregående stegs multiplexorer Steg 4: l det fjärde steget är en komparator 125 kopplad till utgångarna från multiplexorema i föregående steg.

Detta ger ett totalt av 8+4+2+1= 14 medelvärdesbildare/ två 2 till 1 multiplexorer och en komparator.

Metod Figur 3 visar ett diagram som illustrerar funktionen av denna utföringsform.

För ett 16 bildpunkters array är metoden såsom följer och hänvisar till att endast en komparator används för att bestämma vilken halva som år den största i flertal iterationer. För en 16 bildpunkters array kommer det därför att krävas fyra iterationer.

Första iterationen: Två medelvärden är anslutna till den enda komparatom I A = -8-' (S, + S, + S.) och l B = š * (S, + Sw + + Sw) och vi använder komparatom för att bestämma vilket medelvärde som är det största. Detta uppnås genom att ställa alla 2 till 1 multiplexorer 124 i ett sådant läge att alla medelvärden från genomsnittskretsen 122 är kopplade till komparatorn 125.

Andra iterationen: Det största medelvärdet frän den första iterationen delas i två halvor som var och en innehåller fyra signaler/värden och ytterligare en jämförelse görs.

Tredje iterationen: Det största medelvärdet från den andra iterationen delas i två halvor som var och en innehåller två signaler /värden och ytterligare en jämförelse görs. 10 15 20 25 30 35 40 526 060 8 Fjärde iterationen: Det största medelvärdet från den tredje iterationen delas i två halvor som var och en innehåller en signal /värde och ytterligare en jämförelse görs.

Detta är den sista iterationen där vi jämför två envârdes signaler.

Avkodning av vilket PDA som har störst signal /värde år bara en avkodning av komparatoms utdatatillstånd i varje iteration med början från den första iterationen gående framåt till den fjärde iterationen. Komparatoremas utdatatillstånd i varje iteration ger direkt en binâr representation av det PDA- nummer med den signal som har högst signal/ värde. Att negera komparatorns utdata ger resultatet att det PDA-nummer med minst signal / värde hittas.

En linjär array som har 1024 bildpunkter kräver 9 steg med 512+256+128+64+32+16+8+4+2= 1022 medelvärdeslcretsar och två 2 till 1 multiplexorer och en komparator Utfóringsform 1,3 successivt jämföra 2 och 2 med bin storlek = JNPM Beskrivning Ett exempel av en lcretskonstruktion visas i figur 14.

Denna metod använder en bra blandning av komparatorer/medelvärdeslcretsar och multiplexorer. Denna metod år en blandning av 1.1 och 1.2 och kan beskrivas som om du gör en 2 och 2 järnförning i två steg i två iterationssteg.

De 16 signalerna från PDA:ema 131 har blivit grupperade i fyra medelvärdessignaler/vârden 132, 1 A1 =Z*(SI +..+S4), I* Az=z (S5+..+S,), 1 =Z*(S,+..+S,,) och I* A4 :z (S13 +..+S|6) .

Fyra 4 till 1 multiplexorer 133 år också kopplade till de 16 PDA:ema på följande sätt.

Till den första multiplexom går PDA-signalerna l,5,9, 13 till den andra 2,6,10,14 till den tredje 3,7,l 1,15 till den fjärde 4,8,l2,l6.

En 2 till 1 multiplexor 134 kopplas till medelvärdeskretsen och 4 till 1 multiplexom.

Ett tvåstegsnât av 3 komparatorer 135, 137 med 2 üll 1 multiplexorer 136 är kopplade till dessa fyra signaler. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 526 060 'f 9 Steg 1: De fyra 2 till 1 multiplexorema 134 är kopplade 2 och 2 till en komparator 135 och en 2 till 1 multiplexor 136. Detta ger 2 komparatorer/multiplexorer i första steget.

Steg 2: I det andra steget kopplas en komparator till utgångarna från föregående stegs multiplexorer 136.

Det ovan beskrivna nätet används i två iterationer. Det jämförande steget innefattar 2+1= 3 komparatorer och två 2 till 1 multiplexorer. Medelvärdes och valsteget/ nivån består av fyra medelvårdes-, 4 till 1 och 2 till 1 multiplexorer.

Metod Figur 4 visar ett diagram som illustrerar funktionen för denna utföringsfonn.

Första iterationen: I steg 1 jämförs alla fyra medelvärdessigrialer 2 och 2, den största signalen från varje jämförelse matas framåt genom 2 till 1 multiplexom till steg/ nivå 2.I steg 2 jämförs därefter de två största signalerna fi~ån föregående steg 2 och 2. Den första iterationen har genom detta bestämt vilket binmedelvärde av de fyra som var störst.

Andra iterationen: I steg 1 jämförs därefter de 4 signalerna från de största signalerna från föregående steg 2 och 2, den största signalen från varje jämförning matas fram genom 2 till 1 multiplexorn 134 till steg/ nivå 2.

I steg 2 jämförs därefter de 2 största signalerna från föregående steg 2 och 2, den största signalen från den här jämförelsen är den största signalen /värdet från de 16 PDA:ema Avkodning av vilket PDA som har högst signal/värde är bara en avkodning av komparatoremas utgångstillstånd med början från den sista komparatorn och bakåt. Komparatoms utgångar ger en direkt binär representation av PD-numret.

Att negera komparatoms utgång ger resultatet att PD-numret med minst signal /värde hittas. Ett linjärt array som har 1024 bildpunkter kräver 10 steg/ nivåer med 512+256+128+64+32+l6+8+4+2= 1023 komparatorer/ 2 till 1 multiplexorer.

Utfóringsform 1,4 successivt jämföra 2 och 2 med överlappande bins.

Beskrivning Ett exempel på. en formgivning av en krets visas i figur 15 Ett sätt att skapa överlappande bins är enligt följande metod. BIN 1= S1 to S8 , BIN 3: S9 110 S15 ,B1N 2: S4 ÉO S12 .

“Problemet” är att bins som består av 8 signaler och ett 2 och 2 jämförande nätverk använt i två iterationer inte kommer att användas effektivt i denna bin- konfiguration. I en effektiv uppsättning är antalet bin det samma som antalet PDA- signaler i binnen. Denna slutsats leder till att för en 16 signals/ bildpunkter-s array skall vi använda oss av metoden som skissas nedan vilken kan kort beskrivas som istället för att göra 2 och 2 jämförelse i tvâ steg så gör vi det i tre. 10 15 20 25 30 35 40 526 060 10 Med referens till figur 15 består denna lösning av 16 PDA:er 141, två steg av medelvärden av tvâ kretsar 142, 143. Medelvärdeskretsarna används för att generera överlappande medelvärden av fyra signaler. Efter medelvärdeskretsarna kommer ett kretskluster som består av en 4 till 1 multiplexor 144, en 9 till 1 multiplexor 145, därefter en arman 2 till 1 multiplexor 147, parallellt med denna multiplexor finns en medelvärdeskrets av två 146 och dessa två kretsar är anslutna till en 2 till 1 multiplexor 148.

Det fmns fyra 2 till 1 multiplexorer 148 som är kopplade till ett fyrsignals jämförande2 och 2 nätverk som består av tre komparatorer 149, 1411 och två 2 till 1 mulfiplexorer 1410.

Metod Figur 5 visar två diagram som illustrerar funktionen av denna utföringsform.

Jämförelse 1: För den första jämförelsen är multiplexom 148 i sådan position och kopplad till medelvärdeskretsen 146 så att vi kan jämföra /jämföra medelvärdena från fyra överlappande bins, BIN 1= S1 till S8, BIN 3= S9 till S16 ,BIN 2= S4 till S12 och BIN 4= S13 fill S16.

Där vi använder det jämförande nätverket för att hitta den största av de fyra binmedelvärdena, där BIN 4= S13 to S16 är delat med 8 för att försäkra att det inte är större än något av de andra tre medelvärdena Jämförelse 2: I den andra jämförelsen är de två 2 till 1 multiplexorerna 147, 148 satta så att 4 till 1 multiplexom 144 är kopplad till det 2 och 2 jämförande nätverket 4 till 1 multiplexorema 144 år satta i sådan position att det bin med det största medelvärdet från jämförelse 1 delas nu i fyra mindre och överlappande bins Betydelsen till detta är enklast att visa om vi tar en titt pà signalkurvfiguren (fig. 5) där medelvärdet av BIN 2 för bägge kurvorna visade sig vara det största i Jämförelse 1. Som kan ses på denna figur så är BIN 2 delad i fyra nya mindre bins och deras respektive dela med 4 medelvärden. Detta leder till att vi har fyra nya signaler kopplade till det jämförande 2 och 2 nätverk vilket vi använder för att finna det största binmedelvärdet. Vi ser från signalkurvans figur att detta var BIN 3 för toppkurvan och BIN 2 för bottenkurvan.

Jämförelse 3: I den tredje jämförelsen styr vi multiplexorema 147, 148 så det jämförande nätverket är kopplat till 9 till 1 multiplexorema 145. Sedan använder vi resultaten från Jämförelse 2 för att styra multiplexorema 145 så att de fyra PDA- /bildpunktssignaler som skapade det största binmedelvärdet i Jämförelse 2 är anslutna till det jämförande2 och 2 nätverket. Från signalkurvans ñgur ser vi att det sista jämförelsen ger att bildpunkts-/PDA-signal 10 respektive 8 visar sig vara de största för topp- respektive bottenkurvan. 526 060 11 Detta kan koncentreras i följande formel även då PDA-signaler används i en bin: N PM, = antal pixlar Nm = Antal bin Aniål öšfeflaíppande bin och pixlar i den sista hm = zxNm k = antal íterationer Detta ger: (2xN,,,,)xN,';,N = Nm, Antag att N pia, = 16 så ger detta zxNgg =16=2“ =>N;;¿ =23 =>k+1=3==~k=2 Samma formel applicerad på en 1024 array ger två olika resultat. 2xN,';;;, = 1024 = 2*° => Ng; = 2” = 2” = s” Detta ger: 1. Ng; =2°=>k+1=9=>k=s ochzvm =2 2. Ng; =_s* =>k+1=3=>k=z oem/Bm =s Ett armat val för att optimera kretstopologin är att välja att antalet bildpunkter i den sista bin skall vara udda Denna kretstopologi kommer INTE att optimera någon besluts metod då den INTE âr en potensfilnktion av två, även om den kommer att minimera antalet medelvårdeslaetsar.

För en sådan topologi blir formlema följande: Npw -_- antal pixlar N m, = Antal bin Antal överlâppande bin' och pixlar i den sista bin= ZxNM -1 k = antal iterationer ; Detta ger: (zxNa/zv " n-xNš/N = N pm: Amag Nm = 2 => m* = Npiu, 2 nivåmsskei Allmän beskrivning 10 15 20 25 30 35 40 45 526 060 12 Metoderna som beskrivs i denna avdelning baseras på att du på ett iterativt vis beräknar ett medelvärde av alla signaler efter att en tröskel och diskriminering har applicerats till signalerna, detta medelvärde benämns hârefter Sk ä: där k står för k:e iterationen. Medelvärdet / tröskeln jämförs en efter en med varje signal S,- dår j är j:e signalvärdet. Om signalvärdet är högre än medelvärdet sätts utdatavärdet från en urskillningskrets till S,- armars 0. Detta kan uttryckas som IF sj > ETHEN OutSi= s,- ELSE OutSi= 0 Från dessa diskriminerade signaler räknas ett nytt medelvärde ut.

Genomsnittsberälmingen kan på ett mer formellt sätt beskrivas som följer: }¶= sumwutsi) /N där OutSi= si om si> m,,_, armafs år outsi=o; N= Antalet av Siaß0.

Utfóringsform 2.1 rampgenerator Beskrivning Ett exempel på en utformning av en krets visas i figur 16.

Till varje PDA/bildpunkt 2 1 l är en komparator 212 kopplad, till den andra av ingångarna på komparatorn är en signal/ värde generator 214 kopplad.

Komparatorernas utgångar är kopplade till en logsk lcrets 2 13 som detekterar topp- och bottensignalvärdena Metod Figur 6 visar ett diagram som illustrerar funktionen av denna utföringsform.

Värde/ signalgeneratorn 2 14 genererar en sågtandsformad signal / uppsättningar av värden som funktion av tid. Signalen / värdet går från det lägsta möjliga värdet till det högsta möjliga värdet från PDA:ema. Den logiska kretsen 2 13 avkodar de bildpunkter som har de högsta och /eller de lägsta signalerna/ värdena. Denna specifika utföringsfonn skall ses som känd teknik men inkluderas här på grund av att några av utföringsformema senare innefattar mer intelligenta metoder för att hitta de bildpunkters som har störst / lägst signaler / vården Utfóringsform 2.2succesiv approximeringströskel Beskrivning Ett exempel på en formgivning av en krets visas i figur 17.

En komparator 222 ansluts till varje PDA / bildpunkt 221, en approximationssekvenskrets 223 ansluts till komparatorernas andra ingång.

Komparatorernas utgångar är kopplade till en ingångsterminal hos den successiva approximationskretsen 223 som detekterar om det fanns några signaler som var 10 15 20 25 30 35 40 45 526 G60 13 större än det sista applicerade tröskelvärdet. Approximationssekvenskretsen 223 räknar ut ett nytt tröskelvärde som den för in till Komparatorema Metod Figur 7 visar ett diagram som illustrerar funktionen av denna utföringsform.

Titta på signalkurvans figur för att få en översikt över hur metoden fungerar.

Utgången från approximationssekvenslrretsen 223 genererar en uppsättning av värden där signalen /värdet går från det lägsta möjliga värdet till det högsta möjliga värdet från PDA:ema. Detta signalområde kallas hädanefter Urange.

Iteration 1.

Den första iterationen börjar med att en tröskelspänning som är lika med 0.5xUrange appliceras. Sedan detekterar approximationssekvenskretsen 223 om det farms någon signal som var större än tröskeln.

Om JA räknar den sedan ut det nya tröskelvärdet som är den gamla tröskeln +Urange / 4, om inte räknar det ut ett nytt tröskelvårde som är den gamla tröskeln - Urange / 4.

Iteration 2.

Den andra iterationen börjar med att det gamla tröskelvärdet uträknat i Iteration 1 används.

Sedan detekterar approximationssekvenskretsen 223 om det farms någon signal som var större än tröskeln.

Om JA räknar den sedan ut det nya tröskelvärdet som är den gamla tröskeln +Urange/ 8, om inte räknar det ut ett nytt tröskelvärde som är den gamla tröskeln -Urange/ 8.

Iteration 3.

Den tredje iterationen börjar med att det gamla tröskelvärdet uträknat i Iteration 2 används.

Sedan detekterar approximationssekvenskretsen 223 om det farms någon signal som var större än tröskeln.

Om JA räknar den sedan ut det nya tröskelvärdet som är den gamla tröskeln +Urange/ 16, om inte räknar det ut ett nytt tröskelvârde som är den garnla tröskeln -Urange/ 16. Iterationsprocessen är beroende av hur många steg som implementeras men för en 8-stegig lösning får man en upplösning på 1 / 256. 1/2, 1/4, 1/8....1/256.

Utfóringsfonn 2.3 successiv genomsnittberäkning och tröskel Beskrivning Exempel på formgivning av kretsar visas i figurema 18 och l9.< Det fmns en komparator 232 för varje bildpunkt som har en av sina ingångar ansluten till PDA/ bildpunkt 231 signalen /värdet På det andra ingången är en signal/värdegencrator ansluten. Utgången från komparatorn 232 styr en 2 till 1 multiplexor 233. Till de två ingångar-na av 2 till l multiplexorn 233 är två signaler/värden anslutna. En av signalerna är PDA-signalen från PDA:n på komparatoms íngång.235, 236,Den andra är en signal/ värde som är noll, O 234.

Vidare fmns det två medelvärden av 16 kretsar 235, 236. 10 15 20 25 30 35 40 45 526 060 14 1 16 own-Xml”. i=l Medelvärdeslqetsen 235 tar medelvärdet av signal/värdena från 2 till l multiplexorema 233.

Den andra medelvårdeskretsen 236 tar medelvärdet av komparatorernas signalutdata, vilka kan vara noll, 0 eller ett, l. De två medelvärdessignalerna matas sedan till division och iterationssekvenskretsen 237.

Metod Figur 8 visar ett diagram som illustrerar denna utföringsforms funktion.< Titta på signalfigurkurvan under metodbeskrivningen.

Detta år en iterativ metod enligt följande: iteration 1 I den första iterationen är utdata fi~ån divisions- och iterationssekvenskretsen 237 noll O eller noll. Om vi antar att alla PDA-signaler är större än noll, 0. Detta ger då att alla komparatorers utdata är ett, 1 och att signalerna/värdena från 2 till 1 multiplexorerna 233 är lika med PDA-signalerna/ värdena. Efter detta läser kretsen 237 av de två medelvårdena 235, 236 och beräknar det slutgiltiga medelvärdet.

Detta medelvärde matas sedan till komparatorkretsarna. iteration 2 I den andra iterationen matas medelvärdet från föregående iteration till komparatorema. Resultatet av detta blir att alla komparatorer som har en PDA- signal som är mindre än den genomsnittliga signalen får noll, 0 på sin utgång.

Komporatorema med PDA-signaler/vädren som är högre får en etta,l. Detta ger också att utgångarna från 2 till l multiplexorerna 233 blir lika med noll, O för alla komparatorer där PDA signal / värdet var lägre än medelvärdes-signalen/vârdet och är lika med PDA-signal/vårdet för alla komparatorerna där PDA-signal/vårdet var högre än medelvärdessignalen från divisions- och iterations-sekvenskretsen 237.

Från dessa nya komparator och 2 till l multiplexorers signaler kan vi beräkna två nya medelvärdessignaler i medelvärdeskretsarna 235, 236. Dessa två nya medelvärdessignaler matas till divisions- och iterationssekvenskretsen 237 för att räkna ut ett nytt slutgiltigt medelvärde. Detta medelvärde är större än genomsnittet som beräknats i Iteration 1 eftersom det endast innefattar signaler som är större än medelvärdet som beräknats i Iteration 1. Denna nya medelvärdessignal matas till komparatorema.

Iteration 3.

Samma procedur upprepas. Endast de signaler som är större än genomsnittet används för att beräkna ett nytt medelvärde. Denna procedur upprepas tills det endast fmns ett maximalt signalvärde kvar. Detta uppnås vanligtvis inom mycket få iterationer vilket kan ses på signalkurvomas figurer 18 och 19. Denna metod är beroende av att vi gör en division. För att göra eventuella hårdvaruimplementeringar enklare vill vi undvika division med ett godtyckligt heltal. Detta kan undvikas om vi räknar antalet komparatorsigrialer och därefter avrundar detta nummer till närmaste största nummer som är multiplicerbart med 2 upphöjt till k, I.E l,2,4,8 10 15 20 25 30 35 40 45 526 060 15 Utfóringsform 2.4 successiv medelvärdesberäkning och tröskel med delat med 2 bins Beskrivning Ett exempel på en formgivning av en krets visas i figur 20.

Denna metod baseras på samma kretstopologi som Metod 1.2 utom i det att det jämförande 2 och 2 nätverket har blivit utbytt av en divisions- och iterationssekvenslaets. Beskrivningen för en 16- bildpunkts linjär array lyder enligt följande: Först finns det en sektion av PDA-kretsar 241. En medelvärdeslcrets av två 242 ansluts till PDA-kretsarna på ett två och två sätt där ouvušânvi. i=l En 2 till l multiplexor, 243 ansluts parallellt med medelvärdeskretsen. Dessa två kretsar ansluts sedan till en 2 till 1 multiplexor 244. Kretsarna 242, 243 och 244 är ett kluster som repeteras i tre steg/ nivåer vilka innefattar 8, 4, 2 av detta kluster.

Det sista steget innehåller två kretskluster som är kopplade till en av ingångarna av de två komparatorerna 245. Det andra ingången på de två komparatorema ansluts till en divisions- och iterationssekvenskrets 2410. Utgångarna från de två komparatorerna 245 ansluts sedan till kontrollingången på två 2 till 1 multiplexorer 247. Komparatoms utgång år också ansluten till en medelvärde av 2-lcrets 249 där Owaågmi. i=l ingången av 2 till 1 multiplexorerna ansluts till två signaler, en ingång är ansluten till en noll, O signal/värde, den andra ingången år ansluten till dess motsvarande komparators irigàngssignal. Utgångarna från 2 till 1 multiplexorerna ansluts sedan till en medelvärde av 2-krets 248, där OUIe-š-Éflw. i=l De två medelvärde av 2-kretsarna 248, 249 år sedan anslutna till divisions- och iterationssekvenskretsen 2410.

Metod Figur 9 visar ett diagram som illustrerar funktionen av denna utföringsform Denna metod är en iterativ procedur där vi grupperar in bildpunktema i halvor och beräknar och tröskelvârderar medelvärdena för halvoma. Den halva som ligger över tröskelvärdet/medelvärdet divideras sedan i två nya halvor. Detta betyder att vi har halvor som stegvis har 8, 4, 2, 1 bildpunkter för en 16- bildpunkters linjär array.

Se signalkurvans figur för att se hur metoden fungerar för en ”riktig” signal.

Iteration 1 10 15 20 25 30 35 40 526 060 16 Den första iterationen börjar med att tröskelsignalen från divisions- och iterations- sekvenskretsen är noll, 0. Vi antar att alla PDA-signaler/vården år större än noll, 0.

Detta ger att komparatorns utgångar alla är ett, 1 och att alla utgångar-na från 2 till 1 multiplexorema 247 har medelvårdessignalen från var halva av arrayen. Med detta kan vi beräkna ett nytt medelvärde som vi matar ut och tröskelvärdevärderar ingångssignalerna med. Detta ger att en hälft är mindre och därför blir noll, 0 vid komparatoms och 2 till 1 multiplexorns utgång .

Iteration 2 Den andra iterationen börjar med att vi dividerar den största halvan från Iteration 1 i två nya halvor. Sedan tröskelvärderar vi mot det sista medelvärdet från Iteration 1 vilket år likvärdigt med det största av medelvärdena för halvoma i det iterationssteget.

Iteration 3 Den tredje iterationen börjar med att vi dividerar den största halvan från Iteration 2 i två nya halvor. Sedan tröskelvärderar vi mot det sista medelvärdet från Iteration 2 vilket är likvärdigt med det största av medelvärdena för halvoma i det iterationssteget.

Iteration 4 Den fjärde iterationen börjar med att vi dividerar den största halvan från Iteration 3 i två nya halvor, vilka i detta iterationssteg visar sig vara två enskilda bildpunkter.

Sedan tröskelvärderar vi mot det sista medelvärdet från Iteration 3 vilket år likvärdigt med det största av medelvårdena för halvorna i det iterationssteget. Detta iterationssteg slutar med att vi fnner den PDA som har störst signal / värde och värdet självt.

Utfóringsform 2,5 successiv medelvärdesberäkning och tröskelvärdering med bin storlek = Nim, <0; Beskrivning Ett exempel på en formgivning av en krets visas i figur 21.

Kretstopologin för denna metod påminner om den krets som återfinns i Metod 1.3.

De 16 signalerna från PDA:erna 251 har blivit grupperade i fyra medelvårdessigrialer/vården 252 1 A, =¿-*(s,+..+s,), 1* Af: (s,+..+s,), 1 =Z*(S, +..+S,,), och 1 .A4 =Z*(S,, +..+S,6) . 10 15 20 25 30 35 40 45 50 526 060 17 Fyra 4 till l multiplexorer 253 är kopplade till de 16 PDA:ema i följande ordning.

Till den första multiplexorns är PDA-signalerna 1,5,9, 13 till den andra 2,6, 10, 14 till den tredje 3,7,1l,15 till den fjärde 4,8,12, 16. En 2 till 1 multiplexor 254 är ansluten till medelvärdeskretsen och 4 till 1 multiplexom.

Utgångarna från 2 till 1 multiplexorerna 254 är sedan kopplade till en av ingångarna på komparatorema 255. Den andra ingången på komparatorerna 255 är kopplad till en divisions- och iterationssekvenskrets 2510. Styringången på 2 till 1 multiplexorema 256 är kopplade till varje komparators utgång. PDA eller medelvärdet av 4 signalen är kopplad till en av 2 till 1 multiplexorns ingångar, den andra ingången på 2 till 1 multiplexom är kopplad till en noll, 0 signal/ värde.

Utgångarna på 2 till 1 multiplexorema 256 år anslutna till en medelvärdes av 4- krets 258. Komparatorernas utgångar år anslutna till en annan medelvärdes av 4- krets 259. Medelvärde av 4-k:retsarna år anslutnas till divisions- och iterationssekvenskretsen 2510.

Metod Figur 10 visar ett diagram som illustrerar funktionen av denna utföringsform.

Metoden kan kortfattat beskrivas som att du först finner fjärdedelen med störst medelvärde, sedan dividerar du denna fjärdedel i dess konstituerande bildpunkter och finner det största PDA-/bildpunktsvärdet Se signalkurvans figur under beskrivningen av metoden.

Första steget och iterationen Den första iterationen börjar då en tröskelnivå som är noll,0 signal /värde appliceras. Sedan beräknas medelvärdet av fyra för de 4 indatamedelvärdena.

Denna nya tröskelnivå förs till komparatorernas ingångar, alla PDA-signaler som är mindre än tröskeln tvingas att vara noll,0 signal/värde. Detta ger upphov till en ny beräkning av ett medelvärde och därmed tröskelvärde. Iterationen fortgår tills det endast finns ett bin kvar som är större än tröskelvårdet. Då detta inträffar går processen vidare till det andra steget.

Andra steget och iterationen Det andra steget startar då det bin som är störst divideras i dess bildpunkter.

Sedan börjar vi iterationsprocessen och applicerar det sista tröskelvårdet till komparatorerna. Värdena som är mindre än tröskelvårdet förkastas och ställs till noll / 0 signal/värde. Ett nytt medelvärde och tröskelvärde beräknas och förs till komparatorema, processen fortgår tills det bara fmns en eller två bildpunkter kvar.

Utfóringsform 2.6 successiv medelvärdesberäkning och tröskelvärdering med diskriminering med överlappande bins Beskrivning Ett exempel på en formgivning av en krets visas i figur 22.

Denna metods kretstopologi lyder enligt följande: Först är det 16 PDA-kretsar 26 1 som kopplas två och två till ett lager av medelvärde av 2 kretsar 262. Dessa medelvärdeskretsar år anslutna till ett andra lager av medelvärde av 2 kretsar 263. Dessa medelvärde av 2 kretsar är anslutna på ett sådant sätt att vi genererar en uppsättning rörliga medelvärden med en överlappning av två. Däremellan finns det även en uppsättning medelvärdeskretsar som används för att generera det fiärde medelvärdet/ signalen i Steg 2. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 526 060 18 Efter medelvärdeskretsama finns ett kretskluster som består av en 4 till 1 multiplexor 264, en 9 till 1 multiplexor 265, därefter en annan 2 till 1 multiplexor 267, parallellt med denna multiplexor firms en medelvärde av två-krets 266 och dessa två kretsar är anslutna till en 2 till 1 multiplexor 268.

En uppsättning av 4 komparatorer 269 är anslutna till 2 till 1 muliplexorn 268.

Tröskelvärdet som är genererat i divisions- och iterationssekvenskretsen 2614 är anslutet till den andra ingången på komparatorema 269. Utgångama från komparatorema 269 är anslutna till kontrollingången på 2 till 1 multiplexom 2610.

PDA-/medelvärdessigrialen är ansluten till en av ingångarna på 2 till 1 multiplexorn 2610 och noll / O signal/ värde är kopplat till det andra ingången. Utgángen av 2 till 1 multiplexorema 26 10 är anslutna till en medelvärde av 4-krets 2612.

Komparatorernas utgångar är anslutna till en annan medelvärde av 4-krets 2613.

De två medelvärdeskretsarna är anslutna till divisions- och iterationssekvenskretsen 26 10. ' Metod Figur ll visar två diagram som illustrerar funktionen av denna utíöringsfonn.

Denna metod hänvisar till att vi i iterativa steg finner det största binmedelvärdet.

Dessa bins är till 50 % överlappade. För en 16 bildpunkters array betyder detta att vi genomför tre steg med dess iteratíoner där vi kommer fram till vilket binmedelvärde som var det största vid varje steg. I det sista steget finner vi den bildpunkt som har störst signal / värde.

Steg 1: För det första steget är multiplexorerna 268 ställda i sådan position och anslutna till medelvårdeslzretsarna 266 så att vi tröskelvärderar medelvärdena från fyra överlappande bins, BIN l= S1 till S8, BIN 3= S9 till S16, BIN 2= S4 till S12 och BIN 4= S13 till S16. Den första iterationen i Steg 1 börjar med att vi tröskelvärderar mot ett noll / O-signal / värde. Sedan beräknar vi medelvärdet från detta och använder denna nya medelvârdessignal / värde som det nya tröskelvärdet i Iteration 1 Alla PDA-signaler/värden som är mindre än detta tröskelvärde diskrimineras och sätts till noll / O-signal / värde. Den andra iterationen börjar med att vi beräknar ett nytt medelvärde med de diskriminerade signalerna och använder detta som tröskel.

Denna procedur fortgår tills det bara firms en bin kvar. Vi använder den iterativa tröskeln med medelvärde och diskrimineringsprocedur för att hitta den största av de fyra binmedelvärdena, där BIN 4= S13 to S16 är delat med 8 för att försäkra att det inte är större än något av de andra tre genomsnitten.

Steg 2: I Steg 2 är de två 2 till 1 multiplexorer 267, 268 styrda så att 4 till 1 multiplexorn 264 ansluts till de fyra komparatorema 269. 4 till l multiplexor-erna 264 ställs i ett sådant läge att den bin med det största medelvärdet från Steg 1 nu delas i fyra mindre och överlappande bins. Betydelsen av detta är enklast att visa om vi tar en titt på signalkurvans figur där medelvärdet av BIN 2 för bägge kurvorna visade sig vara det största i Steg 1. Som kan ses på denna ñgur så är BIN 2 delad i fyra nya mindre BINS och deras respektive delade med 4 medelvärde Detta leder till att vi har fyra nya signaler kopplade till tröskel- och diskrimineringsnätverket vilket vi använder för att fmna det största binmedelvärdet. Vi ser från signalkurvans flgur att detta var BIN 3 för toppkurvan och BIN 2 för bottenkurvan.

Steg 3: 526 060 19 I Steg 3 styr vi multiplexorerna 267, 268 så att komparatornâtverket år anslutet till 9 till 1 multiplexorema 265. Sedan använder vi resultaten från Steg 2 för att styra multiplexorerna 265 så att de fyra PDA- / bildpunktssignalerna som skapade det största binmedelvârdet i Steg 2 är anslutna till det jämförande, tröskel- och dískrimineringsnåtverket. Från signalkurvans figur ser vi att den sista iterationen framställer att bildpunkt/PDA-signal lO respektive 8 visar sig vara de största för topp- och bottenkurvan.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 40 45 50 526- 060 20 PATENTKRAV Anordning för positionsdetektion (10), innefattande en array av fotodetektionselement (20) som har n segment (25) och en parallell aritrnetisk behandlingsdel (30) som är anordnad för att identifiera det segment (25) som har maximal intensitet genom att jämföra utdatavärdena (UV) från segmenten (25) i arrayen av fotodetektionselement, kännetecknad av att den parallella aritrnetiska behandlingsdelen (30) innefattar minst ett jämförande steg (40a-d) som är anordnat att successivt välja/”vålja bort" segment (25) tills det segment som har maximal intensitet väljs, det första steget (40a) tar emot utdatavärdena (UV) från respektive segment (25) i arrayen av fotodetektionselement som indatasegment (IS) och eventuella ytterligare steg (40b-d) som tar emot utdatavärden (UV) från det föregående steget (40a-c) som ingångsegment (IS): Anordning för positionsdetektion enligt krav 1, kännetecknad av att den parallella aritmetiska behandlingsdelen innefattar minst ett parvis jämförande steg som är anordnat att parvis järnföra utdatavärdena (UV) av valda indatasegment (IS), och för varje sådant par välja det indatasegment (IS) med högst utdatavärde (UV) och välja bort det indatasegment (IS) med lägst utdatavärde (UV). Anordning för positionsdetektion enligt krav 2, kännetecknar! av att varje parvis jämförande steg, för varje par av indatasegment (IS), innefattar en valkrets (VK) som innefattar en komparator för att välja det indatasegment (IS) med högst utdatavärde och en tvåkanals-multiplexor som svarar på komparatorn och tillhandahåller utdatavärdet (UV) av de valda indatasegmenten (IS) som dess utdata. Anordning för positionsdetektion enligt vilket som helst av kraven 1 till 3, kännetecknad av att den parallella aritmetiska behandlingsdelen innefattar minst ett första steg i formen av ett blockjämförande steg som är anordnat att dela utdatavärdena (UV) från valda indatasegment (IS) i minst två block, beräkna blockmedelvärdet av utdatavärdena (UV) för varje block, jämföra blockmedelvärdena och välja det block som har det högsta medelvärdet. Anordning för positionsdetektion enligt krav 4, kännetecknad av att varje blockjämförande steg innefattar minst två Valkretsar. där varje valkrets (VK) innefattar en m kanals valmultiplexor för indata (ISMmL en m kanal medelvärdeskrets (AVC) och en 2-kanals valmultiplexor för utdata (OSM) där medelvärdeskretsen som indata mottar utdatavärdena (UV) från m indatasegment (IS) och ger medelvärdet av utdatavärdena (UV) från indatasegmenten (IS) som utdata, där valrnultiplexorn för indata som indata mottar utdatavärdena (UV) från ett av de m indatasegmenten (IS) som är anslutna till medelvärdeskretsen i samma valkrets och utdatavärden (UV) fràn m-l indatasegment (IS) som är 10 15 20 25 30 35 10. 526 060 21 kopplade till medelvärdeskretsar i andra Valkretsar, och tillhandahåller den som valts av dessa som utdata. där valmultiplexom för utdata som indata mottar utdata från medelvärdeskretsen samt valmultiplexom för indata och förser den utvalda av dessa två som utdata till nästa steg. Anordning för positionsdetektion enligt krav 5, kännetecknad av att om ett blockjäxriförande steg föregås av ett annat blockjårriförande steg, är varje medelvärdeskrets anordnad att som indata motta utdata från m medelvärdeskretsar i föregående steg, medan valmultiplexorema för indata anordnas att som indata motta utdata från en av de m valmultiplexorerna för utdata av de valda kretsarna i föregående steg kopplade till medelvärdeskretsen i sarnrna valkrets och utdatavärdet (UV) från m-l valmultiplexorerna för utdata av de valda kretsarna (VK) i föregående steg kopplade till genomsnittskretsama i andra Valkretsar (VK). Anordning för positionsdetektion enligt vilket som helst av kraven 4 till 6, kännetecknad av att den innefattar minst två blockjärnförande steg som jämför samma uppsättning indatasegment (IS) men är delat i två block som överlappar blockkanterna i det andra steget så att topputdatavärdet (UV) placerat nära en blockkant i ett steg inte ligger nära en blockkant i det andra steget, varvid medelutdatavärdet (UV) för det blocket kommer att vara högre än alla andra block, nämnda block väljs. Anordning för positionsdetektion enligt vilket som helst av kraven 1 till 7. kännetecknad av att den parallella aritrnetiska behandlingsdelen innefattar ett tröskeljärriförande steg ordnat att jämföra utdatavärdena (UV) från alla valda indatasegment (IS) med ett tröskelvärde och välja bort alla indatasegment (IS) som har ett utdatavärde (UV) som är lägre än tröskelvärdet. Anordning för positionsdetektion enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att den parallella aritrnetiska behandlingsdelen innefattar tillräckligt antal parvis jämförande steg för att kunna välja bort alla utom ett av n segmenten. Avståndsmätare kännetecknad av att den innefattar en anordning för positionsdetektion enligt vilket som helst av kraven 1 till 9.