Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
* ‘ Было выяснено также, что при поиске цели в пределах очень большого поля наблюдатель в процессе тренировки начинает действовать по определенной системе, мысленно разделяя все поле обзора на отдельные зоны (20Х20и), внутри которых осуществляется случайный поиск, а переход от зоны к зоне происходит упорядоченно по строкам или столбцам. Среднее время обнаружения в этом случае уменьшается примерно в 1,5 раза. Однако этот вопрос требует дополнительных исследований, равно как и более точной, чем это делалось в описанных опытах, регистрации истинной траектории движения центра поля зрения глаза.
В случае детерминированного времени поиска цели произведение тN2 (т — время анализа одного элемента, N2 — общее число анализируемых элементов) соответствует максимальному значению времени обзора. Среднее значение времени обзора можно найти, полагая, что в среднем цель находится в центре поля обзора, и для ее обнаружения нужно проанализировать N42 элементов, т. е. затратить время Т = rNz/2 вместо xN2 при случайном поиске. Таким образом, в случае стационарной поисковой ситуации детерминированный поиск оптимальнее случайного.
Однако в более общем случае поисковая ситуация нестационарна, т. е. цель может появиться в определенной точке поля сразу же после того, как эта точка была проанализирована поисковой системой. При детерминированном поиске повторный контроль произойдет лишь после того, как все элементы поля обзора просмотрены, т. е. через время xNа. При случайном поиске существует вероятность обнаружения цели более чем один раз, примерно равная вероятности одного обнаружения. Действительно, гри га = 1 Рп (га) — 0,37/га! и Рп (1) = 0,37. Так как Рп (0) =
т=п
= 0,37, то очевидно 2 Лх(т) (1) •
гп=2
Следует также заметить, что при случайном поиске вероятность одного обнаружения уменьшается медленнее, чем время обнаружения, так как Р = 1 — е~аТ.
Пусть, например, а = 1 с-1, тогда при Т — 1 с Р — 0,63, а при Т = 0,5 с Р = 0,39.
Изложенные выше принципы случайного поиска имеют общий Характер и лишь в конкретных примерах, выделенных петитом, базируются на статистических материалах поиска цели глазом Человека.
Одна из возможных реализаций такого поиска в оптико-^ектронном приборе с электронным сканированием рассмотрена
Книге Г. П. Катыса «Автоматическое сканирование».
2
М, М. Мирошников
33
В этом приборе перемещение сканирующего электронного луча осуществляется от двух генераторов развертки, синхронно! вырабатывающих импульсы с длительностью т и случайной ампли. тудой. В результате сканирование поля производится отдельными «взглядами» длительностью т, перемещающимися по полк)| случайным образом. Закон перемещения определяется плот-| ностью распределения случайных амплитуд импульсов, вырабатываемых генераторами развертки, которая может подчиняться конкретным статистическим требованиям, заданным, например, в виде^ вероятностной плотности нахождения искомого объекта в элементарной ячейке поля обзора.
Г лава 2 ТРАЕКТОРИИ СКАНИРОВАНИЯ ПРИ РЕГУЛЯРНОМ ПОИСКЕ (ТИПЫ РАЗВЕРТОК)
В оптико-электронных приборах используются различны^ траектории сканирования. Вид конкретной траектории определяет прежде всего форму контролируемой области поля обзора (форму растра).
Круглая форма поля образуется осесимметричными траекториями, которые создаются за счет двух составляющих сканирования. Одной из них является вращательное движение с постоянной угловой скоростью. Второй может быть как вращательное, так и колебательное движение.
Прямоугольная форма поля создается обычно двумя колеба тельными перемещениями, хотя в некоторых случаях используемся сочетание вращательного и поступательного движения.
Осесимметричные траектории сканирования могут быть разделены на ряд классов в зависимости от типа слагающих движений и соотношения между их скоростями. При этом обычно раз-1 личают спиральную и розеточную траектории сканирования.
§ 1.ТРАЕКТОРИИ СКАНИРОВАНИЯ ПРИ КОЛЕБАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ СКАНИРУЮЩЕГО ПОЛЯ
Если имеет место колебательно-вращательное движение сканирующего поля, то спиральная траектория (архимедова спираль) образуется в том случае, когда за время одного колебания вдоль некоторой оси Оу последняя совершает несколько оборотов вокруг неподвижной точки О (рис. 13).
34
г иральная траектория характеризуется шагом спирали а, тй зависит от угловой скорости вращения сканирующего которь ^ линейной скорости V перемещения поля в процессе его
"соЛ^ния вдоль оси Оу.
а — 2 этУ/ю.
При этом предполагается, что колебание сканирующего поля оисходит по линейному закону, а время обратного хода равно ПР нулю (рис. 14), т. е.
ПТ,
V
где г — амплитуда колебательного движения; i Т — время полного колебания (период).
Рис. 13. Спиральная траектория сканирования при колеСательно-вращателыюм движении сканирующего поля
Рис. 14. Закон движения сканирующего поля вдоль оси для спиральной траектории
Практически всегда имеют место потери времени, обусловленные обратным ходом развертки. В телевизионных системах они составляют 3—8% от времени обзора, в системах с оптико-механическим сканированием потери могут достигать 30% и более.
