Файл: Белоглазов, И. Н. Корреляционно-экстремальные системы.pdf

у (или одна координата х). Например, в КЭС I, пока­ занных на рис. 1.2, 1.5, 1.6, 1.8, 1.13, 1.17, используются случайные функции, зависящие от пространственных ко­ ординат х , у, и только КЭС I, изображенная на рис. 1.15, работает со случайными функциями, зависящими от вре­

мени.

2. Имеется обязательно д в а измерителя случайной функции /. В дальнейшем примем следующую термино­ логию. Первый измеритель случайной функции будем называть блоком памяти. Он измеряет значения функции в точке хП, г/п- В дальнейшем для обозначения хп, Уп бу­ дем употреблять термин «координаты памяти». Второй измеритель назовем датчиком поля. Он измеряет значе-

Рис. 1.18.

ния случайной функции в точке хД, уд, здесь хд, уд — ко­ ординаты датчика. Если речь идет о корреляционно-экс­ тремальных системах подкласса КЭС 16, то эта терми­ нология отражает действительную ситуацию; примени­ тельно же к системам подкласса КЭС 1а принятую тер­ минологию следует рассматривать как чисто условную.

3. Цели функционирования различных конкретных корреляционно-экстремальных систем класса КЭС I до­ стигаются единым способом с помощью совмещения ре­ ализаций случайных функций, т. е. посредством обеспе­

величины. При составлении этой схемы предполагалось, что аргументами случайной функции являются некото­ рые пространственные координаты х, у и лишь разверт­ ка координат х, у во времени преобразует реальные

30

случайные поля датчика и блока памяти g(x„, уд), Ф(*ш Уп) в случайные процессы: g[xn(t), yn{t)], <р(хп(*),

У пШ

В вычислительном устройстве реализация сигнала на выходе датчика g (x д, уя) сравнивается на основании некоторого статистического критерия с реализацией

ф(хш Уп), поступающей из блока памяти. В результате сравнения вычисляются сигналы коррекции, которые проходят через линейную часть КЭС I, описываемую передаточной функцией W (р) *\ и далее используются

вцепи обратной связи.

Ваналоговой КЭС I алгоритм вычислительного уст­

ройства сводится к корреляционной обработке реализа-

ций. В этом варианте (представленном на рис. 1.19) сигнал датчика g(x д, уд) перемножается с сигналами,

*) Передаточную функцию W(p) следует рассматривать как век­ торный дифференциальный оператор вследствие многомерности кон­ тура управления. Строгое определение векторного дифференциально­ го оператора здесь не используется и поэтому не вводится.

31

поступающими из блока памяти (рх(хп, //п), %/(хп, Ун), с помощью устройств перемножения корреляторов кана­ лов х и у, произведения сглаживаются фильтрами кор­ реляторов, и полученные сигналы коррекции подаются на линейную часть системы. На рис. 1.19 передаточные функции фильтров корреляторов учтены в Wx (p), Wy(p). В случае одномерной КЭС I структурная схема упро­ щается (рис. 1.2 0 ).

1.3. Примеры корреляционно-экстремальных систем второго класса (КЭС II)

Корреляционно-экстремальные системы второго класса (КЭС II), как уже отмечалось выше, отличаются тем, что совмещаемые ими реализации случайных нолей представляют собой д в у м е р н ы е изображения.

Предложения по реализации систем класса КЭС II охватывают пока меньшее число практических задач, чем соответствующие предложения по системам КЭС I.

Вчастности, в настоящее время еще нет предложений по реализации систем подкласса КЭС По, хотя прин­ ципиально подобные системы можно построить; отсутст­ вуют попытки реализации КЭС II с помощью ЦВМ. Последнее объясняется требованиями большого объема памяти ЦВМ и значительного времени для вычисления функции взаимной корреляции двумерных изображений.

Всвязи с этим ниже будут приведены примеры только аналоговых вариантов систем подкласса КЭС IIб.

Наибольшее распространение получают в настоящее время системы подкласса КЭС 116, решающие задачу определения координат движущихся объектов с по­ мощью сравнения карт местности. Общая схема таких систем изображена на рис. 1.21. Основные элементы этой схемы выполняют следующие функции.

1. Бортовой датчик карты реального курса (КРК)

воспроизводит текущее изображение местности, связан­ ное с положением объекта в данный момент времени. В качестве датчика можно использовать радиолокатор, фотоили кинокамеру, приемник инфракрасного излу­ чения, телескоп и т. д.

2 . Карта заданного курса (КЗК) представляет собой фотопленку с изображением местности, которую должен воспроизводить бортовой датчик в случае, если объект находится в заданной точке заданного курса. Эта карта

32

ной фиксированной точке пространства ее аргументов, либо получать оптическое изображение этой функции для некоторой фиксированной области значений ее аргументов. Второй способ обладает рядом существен­ ных преимуществ по сравнению с первым, однако исто­ рически сначала появились системы, в которых оптиче­ ский коррелятор вычисляет искомую функцию «по точкам». По-видимому, первой системой подобного типа является система «Atran» (Automatic terrain recongnition and navigation). В 1958 году появились публикации

Рис. 1.22.

о том, что эта система использовалась для управления по радиолокационным картам местности американскими снарядами класса «Земля-Земля» типа ТМ-76 «Масе» и «Ragulace II» [26]. Значительно позднее, в 1964 г. было опубликовано описание принципов работы системы

«Atran» [27].

На рис. 1.22 приведена упрощенная схема системы «Atran». Кратко остановимся на описании принципа ее работы и роли отдельных элементов.

КРК воспроизводится на экране 4 специальной электронно-луче­ вой трубки 1. Источник света 2 и объектив 3 служат для увеличения яркости изображения. Изображение КЗК фиксируется па фотопленке 6 в виде негатива по отношению к изображению КРК, а поэтому система должна отслеживать минимум функции взаимной корреля­ ции КРК и КЗК. С помощью специального двигателя 15 пленка с КЗК протягивается с фиксированной скоростью в связи с чем. система определяет не абсолютное значение скорости объекта, а только его ускорение и значение бокового отклонения от заданного

34