Винахід відноситься до оксецентним системам з відображенням ультразвукових хвиль і може бути використано при орієнтації в умовах поганої відімоті або для сліпих. Мета винаходу - підвищення роздільної здатності локації за рахунок різних типів об'єктів по їх відбивної здатності. Для цього періодично випромінюють ультразвуковий сигнал в напрямку огляду, приймають відбитий від об'єкта ультразвукової сигнал. Визначають інтервал часу між зондирующим і відбитим ультразвуковими сигналами, пропорційний відстані до об'єкта. Формують звуковий сигнал, що залежить від діазонію інтервалу часу. При цьому амплітуду відбитого ультразвукового сигналу порівнюють з пороговим рівнем, заданим в залежності від коефіцієнтів відображення ультразвукових коливань від поверхні об'єктів. Звуковий сигнал подається на звуковий індикатор з моменту рівності амплітуди відбитого ультразвукового сигналу порогового рівня і з початкового тону звукового сигналу визначають тип об'єкта. Граничний рівень вибирають рівним амплітуді ультразвукового сигналу, відбитого від об'єкта з максимальним коефіцієнтом відображення, розташованого на максимально лоцируємого відстані. 1 з.п.ф-ли, 3 мул.
Винахід відноситься до звуколокаціонним системам з відображенням ультразвукових хвиль і може бути використано при орієнтації людини в умовах поганої видимості або для сліпих.
Відомий спосіб ультразвукової локації для сліпих, при якому періодично випромінюють ультразвуковий сигнал, приймають ехосигнал, відбитий від об'єкта, і визначають часовий інтервал між зондирующим і відбитим ультразвуковими сигналами, в залежності від якого змінюють частоту проходження зондувальних ультразвукових сигналів. Крім того, простір локації розділене на дві зони (ближню і дальню), відповідно до яких використовують дві тональності випромінюваних звукових імпульсів. Недолік способу - низька точність визначення дальності об'єкта через низьку розрізнення змін параметрів звукового сигналу зі зменшенням відстані до об'єкта, а також неможливість розрізнення видів об'єктів.
Найбільш близьким до пропонованого по технічній сутності є спосіб ультразвукової локації для сліпих, при якому в напрямку огляду періодично випромінюють ультразвуковий сигнал, приймають відбитий від об'єкта сигнал, визначають інтервал часу між зондирующим і відбитим ультразвуковими сигналами, пропорційний відстані до об'єкта, і формують звуковий сигнал, тональність (частота формованих звукових коливань) якого залежить від зазначеного тимчасового інтервалу. За тональності визначають відстань до об'єкта.
Недолік відомого способу - низька роздільна здатність локації, обумовлена неможливістю розрізнення типів об'єктів.
Метою винаходу є підвищення роздільної здатності локації за рахунок розрізнення типів об'єктів по їх відбивної здатності.
Мета досягається тим, що в способі ультразвукової локації в умовах поганої видимості періодично випромінюють ультразвуковий сигнал в напрямку огляду, приймають відбитий від об'єкта сигнал, визначають інтервал часу між зондирующим і відбитим ультразвуковими сигналами, пропорційний відстані до об'єкта, і формують звуковий сигнал з тональністю, що залежить від зазначеного тимчасового інтервалу, по якій визначають відстань до об'єкта, амплітуду відбитого ультразвукового сигналу порівнюють з пороговим рівнем, зад ваемого в залежності від коефіцієнта відбиття поверхні лоціруемих об'єктів, звуковий сигнал починають випромінювати з моменту рівності амплітуди відбитого ультразвукового сигналу порогового рівня і з початкового тону звукового сигналу визначають тип об'єкта.
Мета досягається також тим, що граничний рівень вибирають рівним амплітуді ультразвукового сигналу, відбитого від об'єкта з максимальним коефіцієнтом відображення, розташованого на максимальному лоцируємого відстані.
Порівняння амплітуди відбитого ультразвукового сигналу з пороговим рівнем, заданим при налаштуванні апаратури в залежності від коефіцієнта відбиття поверхні об'єктів (зокрема, рівним амплітуді ехосигналу, відбитого від об'єкта з максимальним коефіцієнтом відображення, розташованого на максимальному лоцируємого відстані), дозволяє розрізняти тип об'єкта при локації за рахунок того, що об'єкти з різною відбивною здатністю будуть фіксуватися на різних відстанях, що позначиться на початковому тоні звукового сигн ла (об'єкти з малим поглинанням ультразвукових коливань викличуть початок звукових коливань на більшій відстані від нього, ніж об'єкти з великим поглинанням ультразвукових коливань), за яким і судять про тип об'єкта.
На фіг. 1 показана структурна схема пристрою для ультразвукової локації; на фіг. 2 - тимчасова діаграма роботи пристрою; на фіг. 3 - структурна схема перетворювача тимчасових інтервалів в напругу.
Пристрій для ультразвукової локації (фіг. 1) містить генератор 1 тактових імпульсів, генератор 2 зондирующих імпульсів, що передає 3 і приймає 4 акустичні перетворювачі, підсилювач 5, компаратор 6, перетворювач 7 тимчасових інтервалів в напругу, генератор 8 звуковий частоти і звуковий індикатор 9. один з виходів генератора 1 тактових імпульсів з'єднаний з входом генератора 2 зондирующих імпульсів, а другий вихід - з першим входом перетворювача 7 тимчасових інтервалів в напругу. Вихід генератора 2 з'єднаний з передавальним акустичним перетворювачем 3. Вихід приймального акустичного перетворювача 4 з'єднаний з підсилювачем 5, а вихід останнього - з одним із входів компаратора 6. На інший вхід компаратора подано порогове напруга Uп. а вихід компаратора з'єднаний з другим входом перетворювача 7 тимчасових інтервалів. Вихід останнього з'єднаний з входом генератора 8 звуковий частоти, вихід якого з'єднаний зі звуковим індикатором 9. Гранична напруга Uп вибрано під час налаштування в залежності від відбивної здатності об'єктів.
Перетворювач тимчасових інтервалів в напругу (фіг. 3) складається з генератора 10 рахункових імпульсів, лічильника 11 і цифро-аналогового перетворювача (ЦАП) 12. Вхід генератора 10 рахункових імпульсів з'єднаний з виходом генератора 1 тактових імпульсів, а вихід - з входом лічильника 11. керуючий вхід лічильника з'єднаний з виходом компаратора 6, а вихід лічильника - з входом ЦАП 12. вихід останнього з'єднаний з входом генератора 8 звукових коливань.
За допомогою генератора 1 тактових імпульсів і генератора 2 зондирующих ультразвукових імпульсів створюють короткі ультразвукові сигнали з періодом повторення Т (епюри 1 і 2 на фіг. 2), які за допомогою передавального акустичного перетворювача 3 випромінюються в напрямку огляду. Період Т вибирають не менше часу проходження ультразвуковим сигналом подвійного максимального лоцируємого відстані.
Відбитий від об'єкта (перешкоди) ультразвукової сигнал надходить на приймальний акустичний перетворювач 4 і через підсилювач 5 - на компараторе 6. У компараторе амплітуду посиленого ехосигнала порівнюють з пороговим рівнем (напругою) Uп (епюра 3) і при перевищенні ехосигнали порогового рівня фіксують величину тимчасового інтервалу між зондирующим і відбитим ультразвуковими сигналами. Далі перетворять часовий інтервал, пропорційний відстані до об'єкта, в напругу за допомогою перетворювача 7 і за допомогою генератора 8 звукових коливань, частота яких змінюється в залежності від величини часового інтервалу між зондирующим і відбитим ультразвуковими сигналами. Звуковий сигнал від звукового індикатора 9 сприймається людиною, як інформація про дальність об'єкта. На фіг. 2 часового інтервалу t1 (епюра 4) відповідає звуковий сигнал на епюрі 5, а ближчого віддалі того ж об'єкта відповідають епюри: 6 (ехоімпульс), 7 (часовий інтервал t2) і 8 (частота звуку зростає в міру зменшення тимчасового інтервалу, т. е. відстані до об'єкта).
Граничний рівень Uп на компараторе вибирають таким, щоб амплітуда ехоімпульс від об'єкта з максимальним коефіцієнтом відображення ультразвукового сигналу від його поверхні дорівнювала порогового рівня при дальності цього об'єкта, що дорівнює максимальному лоцируємого віддалі. Тоді всі об'єкти з меншою відбивною здатністю будуть фіксуватися на менших відстанях, при цьому формування звукових коливань буде починатися, відповідно, з інших тональностей звуку (в даному випадку - з більш високих частот). Таким чином, за тональністю (частоті), з якої починаються звукові коливання (з початкового тону звукових коливань), можна визначити тип об'єкта по відбивної здатності. На фіг. 2 об'єкту з більшою відбивною здатністю відповідає ехоімпульс, зображений пунктиром на епюрі 3, а також часовий інтервал t3 (епюра 4) і, відповідно, нижча частота звукових коливань (епюра 9).
Перетворення тимчасових інтервалів в напруга може бути здійснено, наприклад, за допомогою пристрою (фіг. 3), яке працює наступним чином. При спрацьовуванні генератора 1 тактових імпульсів (фіг. 1) запускається генератор 10 рахункових імпульсів і на вхід лічильника 11 починають надходити рахункові імпульси. З приходом ехосигнала, що перевищує пороговий рівень, на керуючий вхід лічильника надходить сигнал з компаратора 6 і рахунок імпульсів припиняється. При цьому на виході лічильника 11 встановлюється двійковий код, відповідний числу зафіксованих рахункових імпульсів, тобто часового інтервалу, пропорційного відстані до об'єкта. За допомогою ЦАП 12 двійковий код перетвориться в напругу, яке управляє частотою звукового генератора 8.
Пропонований спосіб ультразвукової локації може бути застосований для орієнтації людей та виявлення перешкод в умовах поганої видимості (темний час доби, дим, туман і т.п.), а також для сліпих.
1. СПОСІБ УЛЬТРАЗВУКОВОЇ ЛОКАЦІЇ, що полягає в тому, що періодично випромінюють ультразвуковий сигнал в напрямку огляду, приймають відбитий від об'єкта сигнал, визначають інтервал часу між зондирующим і відбитим ультразвуковими сигналами, пропорційний відстані до об'єкта, і випромінюють звуковий сигнал з тональністю, що залежить від зазначеного тимчасового інтервалу, по якій визначають відстань до об'єкта, що відрізняється тим, що амплітуду відбитого ультразвукового сигналу порівнюють з пороговим рівнем, заданим в Залежно від коефіцієнта відбиття ультразвукових коливань від поверхні об'єкта, звуковий сигнал починають випромінювати з моменту рівності амплітуди відбитого ультразвукового сигналу порогового рівня і з початкового тону звукового сигналу визначають тип об'єкта.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що граничний рівень вибирають рівним амплітуді ультразвукового сигналу, відбитого від об'єкта з максимальним коефіцієнтом відображення, розташованого на максимальному лоцируємого відстані.