SU1244681A1 - Оптико-электронное коррел ционное устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в качестве активного сенсора в системах управлени  движением робота . Цель изобретени  состоит в повышении точности слежени  за априорно неизвестным объектом. Устройство содержит когерентный коррел тор с совместным преобразованием, на вход которого с объектива, первого управл емого оптического транспаранта , входного светоделител  и формировател  перевернутого изображени  проектируетс  пр мое и повернутое на 180 изображение объекта. 1 з.п.ф-лы 1 ил. Q е

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике , в частности к устройствам коррел ционного слежени  за объектом, и может быть использовано, Нсшример, в качестве активного сенсора в системах управлени  движением робота.

Целью изобретени   вл етс  повьше ние точности вычислени  коррел ционной функции изображени  априорно не- известного объекта.

На чертеже представлена функциональна  схема оптико-электронного устройства дл  слежени  за объектом Оптико-электронное устройство содержит расположенные на оптической оси лазер 1, коллиматор 2, первый управл емый оптический транспарант 3, входной светоделитель 4, сосого щий из полупрозрачного 5 и отражательного 6 зеркал, формирователь 7 перевернутого изображени , состо щий из хгинз 8 и 9, первый Фурье-преобразу- ющий элемент 10, второй управл емый оптический транспарант 11, считывающий светоделитель 12, второй Фурье- преобразующий элемент 13 и двумерный фотоприемник 14. С лазером 1 и с управл емыми транспарантами 3 и 11 св зан импульсный источник питани  15, один из выходов которого св зан также с источником 16 подсвета объекта. Изображение объекта 17 проектируетс  на первый транспарант 3 объективом 18.

Устройство работает следующим образом.

Источник подсвета 16, запускаемый от импульсного блока питани  15, периодически освещает объект наблюдени  17, Объектив 18 формирует изображение объекта Е(х,у) на фотопрово д щем слое транспаранта 3, .работающего в покадровом реж:име преобразовани  некогерентного изображени  в когерентное . Двумерный когерентный сигнал, сформированный лазером 1, коллиматором 2 и транспарантом 3, делитс  полупрозрачным зеркалом 5 на два изображени , смещенных относительно оптической оси первого Фурье-преобразующего элемента 10 на половину его апертуры. При этом второе изображение поступает на вход формировател  7 перевернутого оптического изображени , выполненного например, из двух одинаковых линз 8 и 9, установленных на двойном фокусном рассто нии одна от другой.

Таким образом, на входе коррел тора с совместным преобразованием (на элементе 10) сравниваютс  два изображени  E,x,y-d) и Е(-х, -y+d), г де d - половина апертуры второго транспаранта 11„ В фокальной плоскости элемента 10 формируютс  два оптических сигнала с. комплексными амплитудами, пропорциональными Фурьеобразам G.(,ч( и 0.(-ч), -ciJ),

х е сравниваемых изображений. Результат интерференции этих сигналов записываетс  на. втором управл емом оптическом транспаранте I G, ( Ч, Ч) + G, (-Ы, -.J,) --lG,+iG,l4 G, (cJ,,aJ)Gf (-и),.

0

-ageJ-ViJ + G, (.J,,J) G, (-. -)e - v2 , .

т.е. р ;1 истрируетс  обобщенна  голо- 1 рамма, котора  затем считываетс  когерентным пучком от светоделител  12. В выходной плоскости коррел тора возникает сложна  картина в центре , прошэрциональна  автокоррел ционным ф /нкци м Е Е, , Е Е , и двух светлых областей, наход щихс  на рассто нии 4 d одна от другой и представл ющих собой автосвертки Е, (x,y)i (-x,--y)E(x,y) Е (-х,-у) ,

0 ,у) ;-. Е(-х,-у)Е (х,у) Е(-х,-у) т.к. при коэффициенте увеличени  устройства формировани  перевернутого изобра :ени , равном 1, изображени  Е и E.J идентичны Е Е Е, но

5 развернуты на 180° одно относительно другого. Если изображение Е(х,у) обладает сшшетрией, т.е. Е(х,у) E (XvJ Е (У-,-у), то автосвертки идентичны автокоррел ци м:

0

Е(х,у) Е (-х,-у)Е(х,у) . (х,у); Е(х,у) Е(-х,-у)Е(х,у) . Е(х,у). В случае, когда центр изображени  объекта, на входе транспаранта 3 рас- положен строго на оптической оси, центры последних автокоррел ционных откликов смещены от основной оптической оси на рассто ние ,,0; У&ых - 2с. При по влении рассогла- 50 совани  5 т.е. смещении изображени  объекта на величины ( +.дх , ta У, ) пропорциональные угловому смещению объекта по азимуту дv и углу места 40, изображени  Е. и Е на входе 55 элемента 10 смещаютс  в противоположных напран лени х. Это приводит к тому , что центры автокоррел ций будут смещены на величину, пропорциональ У« вы . -.

У.ых i2d-±ay, . Ин- тенсивность пика и его координаты измер ютс  двумерным фотоприемником 14 и подаютс  на управление перемеще нием оси визировани .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Оптико-электронное коррел цион кое устройство, содержащее расположенные последовательно лазер, коллиматор , первый управл емый оптический транспарант, первый Фурье-преобразу- ющий элемент, второй управл емый оптический транспарант, считывающий светоделитель, второй Фурье-преобра- зующий элемент и двумерный фотоприемник , выход которого  вл етс  выходом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности вычислени  коррел ционной функции изображени  априорно неизвестного объекта, в устройство введены объек- ,тив, входной светоделитель, состо щий из полупрозрачного и отражательного зеркал, выходы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами входного светоделител , формнРедактор М.Циткина

   Составитель Г.Зелинский

   Техред Л.Олейник Корректор В.Бут га

   Заказ 3920/53 Тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб. , д.4/5

   Прои вопственно-полиграфическое предпри тие,г.Ужгород,ул.Проектна ,4

   )0

   44681 4

   рователь перевернутого изображени , источник подсвета объекта и импульсный источник питани , при этом объектив размещен на фокусном рассто - 5 НИИ перед первым управл емыъ оптическим транспарантом, выход которого оптически св зан с входом, входного светоделител , первый выход которого через формирователь перевернутого изображени  оптически св зан с нижней половиной входной апертуры первого .Фурье-преобразующего элемента, второй выход входного светоделител  оптически непосредственно св зан с верхней половиной входной апертуры первого Фурье-преобразующего элемента , а первый, второй, третий и четвертый выходы импульсного источника питани  электрически соединены соответственно с первым и вторым управл емыми транспарантами, с лазером и источником подсвета объекта.
2. 2. Устройство по п.1, о т л и - чающеес  тем, что формирователь перевернутого изображени  состоит из двух одинаковых линз, установленных на двойном фокусном рассто нии друг от друга.

   15

   20

   25