УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ РАЗМЕРА СЛЕДЯЩЕГО СТРОБА ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ

Предлагаемое устройство формирования размера следящего строба для оптических следящих систем относится к области разработки цифровых оптических следящих систем управления и наведения.
Для повышения помехоустойчивости следящих систем в условиях ограниченной производительности применяемых в них вычислительных средств используется пространственное стробирование сигнала, т.е. выделение области изображения, где предполагается нахождение полезного сигнала. В разных источниках выделенные области имеют различные наименования - следящее окно, следящий строб, рамка с окном анализа, область поиска изображения и т.д. Размер следящего строба определяется как вручную оператором (в зависимости от наблюдаемой обстановки), так и автоматически (пропорционально размеру отметки от объекта сопровождения).
Известен ряд оптических систем обработки изображений, где автоматически формируется следящее окно, следящий строб, рамка с окном анализа, область поиска изображения [1-5].
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому устройству является «Устройство формирования следящего строба для оптических следящих систем» [6], содержащее блок определения параметра размера, сглаживающий фильтр, вычислитель скорости изменения параметра размера, блок формирования коэффициента размера, интегратор, элемент задержки и два умножителя.
Недостатком данного устройства является то, что при резком уменьшении параметра размера отметки и последующем его сохранением на неизменном уровне, следящий строб не успевает уменьшиться в достаточной мере, а после прекращения уменьшения размера отметки от цели размер следящего строба также перестает уменьшаться, оставаясь на прежнем уровне. Завышенный размер следящего строба повышает вероятность попадания в строб сигнала помехи, а значит снижает вероятность правильной селекции отметки от цели.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение вероятности правильного обнаружения отметки от цели.
а
i-l
Решение поставленной задачи достигается введением дополнительной зависимости размера строба от размера отметки от цели. Для этого предлагается подавать на вход интегратора вместо сигнала с выхода второго умножителя взвешенную сумму этого сигнала и сигнала отклонения размера отметки от цели  от его задержанного преобразованного значения b.
Структурная схема предлагаемого устройства формирования размера следящего строба приведена на фиг.1.
Устройство содержит:
1 - блок определения параметра размера.
2 - сглаживающий фильтр.
3 - вычислитель скорости изменения параметра размера.
4 - блок формирования коэффициента скорости.
5 - второй умножитель.
6 - интегратор.
7 - элемент задержки.
8 - первый умножитель.
9 - дополнительный сумматор
10 - третий умножитель
11 - вычитающее устройство
a
a
i-l
ν
ν
i
b
Устройство формирования размера следящего строба работает следующим образом. Изображение объекта поступает на вход блока 1 определения параметра размера, на выходе которого формируется параметр размера A, характеризующий его геометрические размеры. В сглаживающем фильтре 2 формируются сглаженные значения параметра размера , по которым в вычислителе 3 скорости изменения параметра размера вырабатываются значения скорости изменения параметра размера ν. В блоке формирования коэффициента скорости 4 по величине скорости ν, сглаженному значению параметра размера  и задержанному в элементе задержки 7 значению скорректированного параметра размера b формируется коэффициент скорости K. Значения скорости изменения параметра ν через второй умножитель 5 с коэффициентом скорости K подаются на первый вход сумматора 9, второй вход которого соединятся с умножителем 10, а выход - с входом интегратора 6, на выходе которого формируется скорректированный параметр размера b, поступающий на входы элемента задержки 7 и первого умножителя 8, выполняющего умножение входного сигнала на величину K.
a
i-l
На выходе вычитающего устройства 11, соединенного одним входом со сглаживающим фильтром 2, а другим - с выходом элемента задержки 7, формируется сигнал отклонения размера отметки от цели  от его задержанного преобразованного значения b. Этот сигнал затем поступает на умножитель 10, в котором он умножается на масштабный коэффициент c. Выходной сигнал с умножителя 10 добавляется в сумматоре 9 к сигналу, поступающему с умножителя 5.
Конкретное значение коэффициента c подбирается по результатам моделирования и натурных испытаний.
Время задержки τ элемента 7 задержки определяется исходя из того, чтобы оно было больше времени завершения переходных процессов во втором умножителе 5, интеграторе 6 и блоке 4 формирования коэффициента скорости.
i
Значения b, вычисляются по формуле
i
i-l
i-l
ν
a
b=b+(-b)×c+ν×K
a
a
i-l
i
i
Отличие от прототипа заключается в наличии слагаемого (-b)×c. Из данной формулы видно, что в прототипе (случай c=0) при ν=0 величина b, а значит и размер строба, не будет меняться, сколько бы времени не прошло, в то время как в описываемом устройстве при ν=0 с течением времени b будет неограниченно приближаться к , чем и достигается технический эффект соответствия размера строба размеру целевой отметки, что приводит к увеличению вероятности правильной селекции отметки от цели.
Предложенное техническое решение реализовано в составе действующей аппаратуры.
Эффективность предложенного решения подтверждена натурными испытаниями.
Источники информации.
1. Патент РФ №2173881 C2 от 25.06.1999 г. G01S 13/56, G06K 9/62, F41G 7/00.
2. Патент РФ №2388010 C1 от 28.08.2008 г. G01S 13/66.
3. Волкова Г.А. Исследование алгоритмов вторичной обработки радиолокационной информации. Учебное пособие к лабораторной работе МАИ (ТУ).
4. Патент РФ №2406055 C2 от 17.12.2008 г.
5. Коротаев В.В., Краснящих А.В. Телевизионные следящие системы / Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2008, стр.88, рис.2.17.
6. Патент РФ на полезную модель №116244 от 20.05.2012 г. G01S 13/56.