NO783238L - DATA DISCRIMINATOR. - Google Patents

Description

Datadiskriminator.Data discriminator.

Foreliggende oppfinnelse angår generelt digital signalbehandling, og mer bestemt en digital datadiskriminator som kan anvendes for mange formål, og dessuten angår oppfinnelsen en diskrimineringsmetode som skal redusere virkningen av digitale signaler som'avviker for sterkt fra mønstret i en rekkefølge av slike signaler. The present invention generally relates to digital signal processing, and more specifically a digital data discriminator which can be used for many purposes, and furthermore the invention relates to a discrimination method which shall reduce the effect of digital signals which deviate too strongly from the pattern in a sequence of such signals.

Det er ofte nødvendig eller ønskelig å behandle ogIt is often necessary or desirable to treat and

å analysere eller utnytte datasignaler som av en rekke årsaker avviker fra en sann gjengivelse av de data som er av interesse. Slike avvikelser kan skyldes manglende evne til eller svikt ved avsøkningen av data med den nødvendige grad av nøyaktighet og/ eller svikt i overføringen av data med den nødvendige pålite-lighet . to analyze or utilize data signals which, for a number of reasons, deviate from a true representation of the data of interest. Such deviations may be due to the inability or failure to scan data with the required degree of accuracy and/or failure to transmit data with the required reliability.

Hvis fortegnene for og størrelsen av avvikelsene kan forutsies eller avvikelsenes egenskaper på annen måte kan bestemmes er det i alminnelighet mulig å utføre tilstrekkelig kompensering eller korreksjon for å kunne utnytte dataanalyse eller et annet nyttesystem på en tilfredsstillende måte. Imidlertid vil noen av de mer vanlige årsaker til avvikelser i datasignaler, f.eks. støy, være tilfeldig i sin oppbygning. Tilfeldige datasignalavvikelser gjelder både mengden av de signaler som avviker for meget fra en sann gjengivelse av dataene og størrelsen av avvikelsene. Selv om direkte bestemmelse av de nødvendige korreksjoner for tilfeldige datasignalavvikelser ikke er mulig er det mulig, i det minste når det gjelder data fra det fysiske univers, å oppnå forbedringer ved antagelser eller statistiske teknikker. Anvendelse av slike teknikker på data i analog form er vel utviklet. Slike teknikker blir stadig mer og mer tilpasset og modifisert for anvendelse i forbindelse med dat-a i digital form. If the signs and magnitude of the deviations can be predicted or the characteristics of the deviations can be determined in some other way, it is generally possible to carry out sufficient compensation or correction to be able to use data analysis or another useful system in a satisfactory way. However, some of the more common causes of deviations in data signals, e.g. noise, be random in its structure. Random data signal deviations concern both the quantity of the signals that deviate too much from a true representation of the data and the size of the deviations. Although direct determination of the necessary corrections for random data signal deviations is not possible, it is possible, at least in the case of data from the physical universe, to achieve improvements by assumptions or statistical techniques. Application of such techniques to data in analogue form is well developed. Such techniques are increasingly being adapted and modified for use in connection with data in digital form.

Et felt der en forbedring i behandlingen av digitale data i den senere tid er av særlig viktighet gjelder akustiske systemer for nøyaktig angivelse av posisjonen av et fartøy. A field where an improvement in the processing of digital data in recent times is of particular importance concerns acoustic systems for accurately indicating the position of a vessel.

Med den økende interes-se for leting etter olje og mineraler på eller under havbunnen på dypt vann og for produksjon av olje og mineraler fra slike steder utføres det maritime undersøkelser på meget dypt vann, og også utstyr som anvendes i forbindelse med de nevnte aktiviteter krever ettersyn og vedlikehold. Ved denne form for arbeid er det behov for hurtig og nøyaktig å kunne fastslå posisjonen av et fartøy i forhold til et punkt som er av interesse. Nøyaktige posisjonsinformasjoner kreves også på andre områder der det er.;: ønskelig. JelKoldé e'tfartøy .i en fast posisjon eller å manøvrere et fartøy mellom punkter langs en på forhånd bestemt rute på grunnlag av følte parametre. Videre er det nødvendig eller meget ønskelig å få disse informa-sjoner uten fysisk forbindelse til havbunnen eller til den gjenstand eller det punkt som er av interesse. With the growing interest in the search for oil and minerals on or under the seabed in deep water and in the production of oil and minerals from such places, maritime surveys are carried out in very deep water, and also equipment used in connection with the aforementioned activities requires inspection and maintenance. With this type of work, there is a need to quickly and accurately determine the position of a vessel in relation to a point of interest. Accurate positional information is also required in other areas where it is desirable. JelKoldé is a vessel in a fixed position or to maneuver a vessel between points along a predetermined route on the basis of felt parameters. Furthermore, it is necessary or highly desirable to obtain this information without a physical connection to the seabed or to the object or point of interest.

Akustiske systemer har vist seg å ha meget gode egenskaper når det gjelder føling av posisjonen av et fartøy. En vellykket type av et akustisk posisjonsangivende system omfatter en stråleanordning eller sender som er anbrakt i en kjent posisjon i forhold til et undervannspunkt av interesse, en sats akustiske signalmottagende elementer eller hydrofoner anbrakt på fartøyet, midler for føling av fase og/eller tidsforskjeller mellom., utstrålte signaler som mottas ved par av hydrofonele-menter, og datamaskiner for bestemmelse av posisjonen av hydrofonsatsen i forhold til strålen på grunnlag av fase og/eller tidsforskj eliene. Acoustic systems have proven to have very good properties when it comes to sensing the position of a vessel. A successful type of acoustic position indicating system comprises a beam device or transmitter placed in a known position relative to an underwater point of interest, a set of acoustic signal receiving elements or hydrophones placed on the vessel, means for sensing phase and/or time differences between. , radiated signals received by pairs of hydrophone elements, and computers for determining the position of the hydrophone array relative to the beam on the basis of the phase and/or time differences.

Hydrofonsatsen omfatter et minimum på tre hydrofon-elementer. To elementer er anbrakt langs hver av to tversgående akser, der ett element er felles for begge akser. I et bestemt system blir fasen av signaler som mottas av hver av hydrofonelementene i forhold til et referansesignal bestemt periodisk, og faseinformasjonen avgis som en rekke digitale signaler. Vinkelforskyvning av fartøyet fra strålen i tversgående vertikal-plan beregnes ut fra forskjellene i fasene som bestemmer for de signaler hydrofonelementene har mottatt. The hydrophone set includes a minimum of three hydrophone elements. Two elements are placed along each of two transverse axes, where one element is common to both axes. In a particular system, the phase of signals received by each of the hydrophone elements relative to a reference signal is determined periodically, and the phase information is output as a series of digital signals. Angular displacement of the vessel from the beam in the transverse vertical plane is calculated from the differences in the phases which determine the signals the hydrophone elements have received.

Selv om det her beskrevne system har vist seg å arbeide langt bedre enn andre typer systemer vil kvaliteten av posisjonsangivelsene man får være avhengig av at de akustiske baner har konstante overføringskarakteristikker mellom stråleanordningen og hydrofonsatsen. Typiske undervannsangivelser gir ikke slike ideelle akustiske overføringsbaner. Faktorer som fører til variable overføringskarakteristikker innbefatter refleksjon og/eller brytning av signaler i termiske lag i vannet, spredning av signaler fra partikler i dette og refleksjon av signaler fra undervannskonstruksjoner. I tillegg til dette kan akustiske signaler som kommer fra andre kilder enn stråleanordningen føre til uriktige fasebestemmelser. Disse faktorer resulterer i vanskelige omgivelser når det gjelder over-føring av de akustiske signaler,og de virkninger dette forhold har på signaloverføringen er foreløbig ikke gjenstand for noen komplett analyse. Som et resultat av dette vil den rekke digitale signaler som fremkommer i et digitalt akustisk system til posisjonsbestemmelse inneholde tilfeldige signaler som avviker for meget til nøyaktig angivelse av posisjonen. Although the system described here has been shown to work far better than other types of systems, the quality of the position indications obtained will depend on the acoustic paths having constant transmission characteristics between the beam device and the hydrophone set. Typical underwater indications do not provide such ideal acoustic transmission paths. Factors leading to variable transmission characteristics include reflection and/or refraction of signals in thermal layers in the water, scattering of signals from particles therein and reflection of signals from underwater structures. In addition to this, acoustic signals coming from sources other than the radiation device can lead to incorrect phase determinations. These factors result in difficult environments when it comes to the transmission of the acoustic signals, and the effects this condition has on the signal transmission are not yet the subject of any complete analysis. As a result of this, the series of digital signals that appear in a digital acoustic system for position determination will contain random signals that deviate too much to accurately indicate the position.

Det har vist seg at den samlede kvalitet av posisjons-angivelsen kan forbedres vesentlig ved påvisning av individuelle signaler som i overensstemmelse med bestemte kriterier, avviker for meget fra mønstret i foregående signaler. De avvikende signaler kan da reduseres i størrelse slik at de faller innenfor grenser som er knyttet til den standard avvikelse for foregående signaler og derved reduseres innflytelsen av de avvikende signaler. It has been shown that the overall quality of the position indication can be significantly improved by detecting individual signals which, in accordance with certain criteria, deviate too much from the pattern in previous signals. The deviant signals can then be reduced in size so that they fall within limits linked to the standard deviation for previous signals and thereby reduce the influence of the deviant signals.

Ved foreliggende oppfinnelse er man kommet frem til en datadiskriminator for flere formål, omfattende midler som erstatter avvikende verdier i "en strøm av inngangssignaler X^ som finner sted i intervaller t^ med korrigerte verdier, som danner en strøm av utgangssignaler , midler for lagring av hvert utgangssignal etter tur, en mønsterberegner som frembringer et<m>ønstersignal. aYT SOm representerer mønstret i utgangssignalene, en begrensningsberegner til frembringelse av et grensesignal LIM som representerer variabiliteten i utgangssignalene, og en detektor for avvikende signaler som for hvert inngangssignal X. bestemmer om det er et avvikende signal som faller utenfor området Y.+^-<±>LIM> In the present invention, a data discriminator for several purposes has been arrived at, comprising means which replace deviant values in "a stream of input signals X^ which take place in intervals t^ with corrected values, which form a stream of output signals, means for storing each output signal in turn, a pattern calculator that produces a<m>pattern signal. aYT SOm represents the pattern in the output signals, a limit calculator for producing a limit signal LIM that represents the variability in the output signals, and a detector for deviating signals that for each input signal X. determines whether it is an aberrant signal that falls outside the range Y.+^-<±>LIM>

i i in i

Det skal her nevnes at inngangssignalene i mange tilfelle kan opptre med regelmessige intervaller. I slike tilfelle It should be mentioned here that the input signals can in many cases occur at regular intervals. In such cases

vil intervallene t. være like, og faktoren t. kan utelates frathe intervals t. will be equal, and the factor t. can be omitted

1 5 to2_ 1 5 to2_

områdefunksjonen idet faktoren bare er en skalafaktor som det kan tas hensyn til i mønsterberegneren. the range function, as the factor is only a scale factor that can be taken into account in the pattern calculator.

Det foretrekkes her å erstatte avvikende verdier med de nærmeste av de to grenseverdier for områdefunksjonen. Dette har en marginal uønsket virkning på de følgende mønster og grensesignaler. Hvis imidlertid utgangssignalene blir gjengitt betyr det at hvis et støt av avvikende signaler skulle opptre, vil de vise seg som to grupper av verdier adskilt med bredden av områdefunksjonen,og en observator vil bli klar over usikker-heten i signalverdiene på det tidspunkt lettere enn tilfellet ville være om f.eks. de avvikende signaler ble erstattet med midtpunktet for områdefunksjonen. It is preferred here to replace deviating values with the closest of the two limit values for the area function. This has a marginally undesirable effect on the following patterns and boundary signals. If, however, the output signals are reproduced, this means that if a burst of deviant signals should occur, they will appear as two groups of values separated by the width of the range function, and an observer will become aware of the uncertainty in the signal values at that time more easily than is the case would be if e.g. the deviant signals were replaced with the midpoint of the area function.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen^der: The invention is characterized by the features set out in the claims and will be described in more detail below with reference to the drawing where:

Fig. 1 er et blokkdiagram av diskriminatoren ogFig. 1 is a block diagram of the discriminator and

fig. 2a-2d er bølgeformdiagrammer som'viser diskrimi-natorens virkemåte. fig. 2a-2d are waveform diagrams showing the operation of the discriminator.

På fig. 1 opptrer inngangssignalene X^ ved på hverandre følgende intervaller på linjen 10 og blir matet til en summeringsanordning 11, som subtraherer den fra inngangssignalene X^. Disse andre to signaler er det siste foregående utgangssignal og et signal 7TTT som angir mønstret i utgangssignalene . In fig. 1, the input signals X^ appear at successive intervals on the line 10 and are fed to a summing device 11, which subtracts it from the input signals X^. These other two signals are the last preceding output signal and a signal 7TTT which indicates the pattern in the output signals.

Rekken av datapunkter som er representert av inngangssignalene X^, avledes fra en jevnt varierende funksjon og angir verdiene av funksjonen med regelmessige tidsintervaller. Ideelt sett skulle hvert inngangssignal ha en verdi som ville bringe signalet til å falle langs en kurve som representerer den egent-lige tidsvarierende verdi for funksjonen. Som vist på fig. 2a og dette er typisk for apparatets virkemåte f.eks. som en akustisk posisjonsindikator, vil imidlertid inngangssignalene X^være spredt rundt en slik kurve. Som vist kan andelen av inngangssignaler X^ som avviker betydelig fra en nøyaktig gjengivelse av den funksjon som er av interesse, og størrelsen av avvikelsen for de avvikende signaler variere-'betydelig med tiden i henhold til arbeidsbetingelsene for systemet. Videre vil man se at noen få signaler, f.eks. de som er merket e opptrer mindre regelbundet enn flertallet av de gjenværende signaler, basert på den lokale verdi og helningen for en "beste tilpasning"kurve og man ser også hvor tett signalene er gruppert rundt kurven. The series of data points represented by the input signals X^ is derived from a smoothly varying function and indicates the values of the function at regular time intervals. Ideally, each input signal should have a value that would cause the signal to fall along a curve that represents the actual time-varying value of the function. As shown in fig. 2a and this is typical for the way the device works, e.g. as an acoustic position indicator, however, the input signals X^ will be scattered around such a curve. As shown, the proportion of input signals X^ that deviate significantly from an accurate representation of the function of interest, and the magnitude of the deviation for the deviant signals can vary significantly with time according to the operating conditions of the system. Furthermore, you will see that a few signals, e.g. those marked e behave less regularly than the majority of the remaining signals, based on the local value and slope of a "best fit" curve and you also see how closely the signals are grouped around the curve.

Ved foreliggende system oppnås en forbedring av den digitale signalrepresentasjon av inngangsdata med en reell tids-basis ved på en effektiv måte å tilveiebringe passbånd med automatisk varierende bredde som følger kurven. Bredden av passbåndet reduseres i den utstrekning det er mulig mens man samtidig skal bevare den ønskede informasjon i de digitale datasignaler. Virkningen av inngangssignaler som faller utenfor passbåndet reduseres ved å begrense størrelsen av de tilhørende utgangssignaler slik at disse ligger innenfor passbåndet. With the present system, an improvement of the digital signal representation of input data with a real time base is achieved by efficiently providing passbands of automatically varying width that follow the curve. The width of the passband is reduced to the extent possible while at the same time preserving the desired information in the digital data signals. The effect of input signals that fall outside the passband is reduced by limiting the size of the associated output signals so that these lie within the passband.

Utgangen fra summeringsanordningen 11 er en rekkefølge av normaliserte signaler Z^ som hver representerer forskjellen mellom det virkelige inngangssignal X^ og den forventede verdi, der den forventede verdi fåes som en virkelig verdi av det siste inngangssignal og mønstersignalet "SYT. Dette betyr at den forventede verdi for det i øyeblikket eksisterende inngangssignal er beregnet på grunnlag av verdien for det siste utgangssignal og helningen av signalkurven, og forskjellen mellom denne verdi og det virkelige inngangssignal X^ blir bestemt. Normaliserte signaler Z^ svarende til inngangssignalene X^er vist på fig. 2b. De normaliserte signaler mates til en The output of the summing device 11 is a sequence of normalized signals Z^ each of which represents the difference between the real input signal X^ and the expected value, where the expected value is obtained as a real value of the last input signal and the pattern signal "SYT. This means that the expected value of the currently existing input signal is calculated on the basis of the value of the last output signal and the slope of the signal curve, and the difference between this value and the real input signal X^ is determined. Normalized signals Z^ corresponding to the input signals X^ are shown in fig. 2b. The normalized signals are fed to a

myk begrenser 16 hvis grenser er styrt av et grensestyresignal på linjen 17- Den myke begrenser 16 slipper gjennom signaler innenfor det begrensede bånd, og signalene er uforandret, mens signaler utenfor det begrensende bånd begrenses til den pas-sende grenseverdi, positiv eller negativ. Utgangssignalene fea den myke begrenser 16 er vist på fig. 2c. De brutte linjer 18 viser grenseverdiene for den myke begrenser 16. soft limiter 16 whose limits are controlled by a limit control signal on line 17 - The soft limiter 16 lets through signals within the limited band, and the signals are unchanged, while signals outside the limiting band are limited to the appropriate limit value, positive or negative. The output signals fea the soft limiter 16 are shown in fig. 2c. The broken lines 18 show the limit values for the soft limiter 16.

Utgangen fra den myke begrenser 16 mates til en ytter-ligere summeringsanordning 19 som også tilføres mønstersignalet AY^ og det siste foregående utgangssignal Y._-,. Summeringsanordningen 19 summerer alle tre inngangssignaler for å danne utgangssignalet Y^på utgangslinjen 23- Disse utgangsverdier Y^svarer til inngangsverdiene X^ når inngangsverdiene X^ ligger The output from the soft limiter 16 is fed to a further summing device 19 which is also supplied with the pattern signal AY^ and the last preceding output signal Y._-,. The summing device 19 sums all three input signals to form the output signal Y^ on the output line 23- These output values Y^ correspond to the input values X^ when the input values X^ lie

innenfor det begrensende bånd, rundt de forventede verdier,within the limiting band, around the expected values,

men holdes ved grensen av det begrensende bånd rundt de forventede verdier når de virkelige verdier ligger utenfor dette bånd. Fig. 2d viser utgangssignalene Y. som svarer til inngangssignalene X^ bortsett fra at for sterkt avvikende inn-gangsverdier er brakt inn mot verdienes generelle forløp. but is kept at the limit of the limiting band around the expected values when the real values lie outside this band. Fig. 2d shows the output signals Y. which correspond to the input signals X. except that too strongly deviating input values are brought in against the general course of the values.

Det siste foregående utgangssignal er frembrakt på grunnlag av utgangssignalet Y. gjennom en forsinkelseskrets 24. The last previous output signal is produced on the basis of the output signal Y. through a delay circuit 24.

Det i øyeblikket eksisterende og det siste foregående utgangssignal Y^ og Y^_1blir også matet til en mønster-beregner 27 som frembringer mønstersignalet AY. som vil bli forklart i det følgende. The currently existing and last preceding output signals Y^ and Y^_1 are also fed to a pattern calculator 27 which produces the pattern signal AY. which will be explained in the following.

Mønstersignalet ATT mates til en standard avvikelses-• beregner 31 såvel som til summeringsanordningene 11 og 19- Be-regneren 31 frembringer et hastighetsbegrensende signal RL som bygger på standard-avvikelsen ved forskjellen mellom på hverandre følgende utgangssignaler Y^ og og benyttes til å frembringe grensestyresignalet for den myke begrenser 16. føor/iå kunne unngå et mulig problem som ville oppstå ved for stor sammensnevering av passbåndet under meget stabile inngangssig-nalbetingelser blir imidlertid signalet RL underkastet visse logiske operasjoner før det mates til den myke begrenser 16. The pattern signal ATT is fed to a standard deviation calculator 31 as well as to the summing devices 11 and 19. The calculator 31 produces a speed-limiting signal RL which is based on the standard deviation of the difference between consecutive output signals Y^ and and is used to produce the limit control signal for the soft limiter 16. in order to avoid a possible problem that would arise from excessive narrowing of the passband under very stable input signal conditions, however, the signal RL is subjected to certain logic operations before it is fed to the soft limiter 16.

I virkeligheten oppnås maksimal forbedring av de digitalt representerte data automatisk ved sammensnevring av passbåndet i henhold til standardavvikelsen når det gjelder forskjellen mellom på hverandre følgende utgangssignaler. Når så-ledes de digitale inngangssignaler er gruppert tett sammen som ved 33 på fig. 2a, blir passbåndet mellom de stiplede linjer 18 på fig. 2b og 2c snevret tilsvarende sammen. Hvis inngangssignalene er så tett gruppert at standardavvikelsen for forskjellen mellom på hverandre følgende inngangssignaler eller utgangssignal nærmer seg null, vil en passbåndbredde på null normalt opptre. En slik tilstand ville på sin side føre til gjennomgang bare av signaler med et mønster som er kjennetegnet ved en standardavvikelse på så godt som null. Resultatet av dette ville være et selvgående passbånd med null bredde og der-med følgende svikt i diskriminatoren når det gjelder å svarte tilfredsstillende på senere innkommende støysignaltilstander. In reality, maximum enhancement of the digitally represented data is achieved automatically by narrowing the passband according to the standard deviation of the difference between consecutive output signals. When, therefore, the digital input signals are grouped closely together as at 33 in fig. 2a, the pass band between the dashed lines 18 in fig. 2b and 2c narrowed accordingly. If the input signals are so closely grouped that the standard deviation of the difference between consecutive input signals or output signals approaches zero, a passbandwidth of zero will normally occur. Such a condition would, in turn, lead to the review of only signals with a pattern characterized by a standard deviation of close to zero. The result of this would be a self-propelled passband with zero width and with it the following failure of the discriminator when it comes to responding satisfactorily to later incoming noise signal states.

Det foregående problem unngås ved at man har en mini-mumbredde for passbåndet. Mer bestemt blir signalet RL sammen-liknet med en konstant C-. som angitt i den logiske blokk 34. Hvis verdien av signalet RL er mindre enn verdien for konstanten C^jvil grensestyresignalet LIM for den myke begrenser 16 bli stilt lik konstanten C, som angitt ved blokken 35- Hvis verdien for signalet RL ikke er mindre enn verdien for konstanten C, blir signalet LIM stilt lik signalet RL som angitt ved blokken 36. The preceding problem is avoided by having a minimum width for the pass band. More specifically, the signal RL is compared with a constant C-. as indicated in the logic block 34. If the value of the signal RL is less than the value of the constant C^j the limit control signal LIM of the soft limiter 16 will be set equal to the constant C, as indicated in the block 35- If the value of the signal RL is not less than the value of the constant C, the signal LIM is set equal to the signal RL as indicated at block 36.

Diskriminatoren hvis funksjon er beskrevet med henvisning til fig. I, kan være bygget opp som en digital date-maskin.Programmet består av et antall arbeidsblokker som er satt opp i den følgende liste. The discriminator whose function is described with reference to fig. I, can be built up like a digital date machine. The program consists of a number of work blocks which are set up in the following list.

Dette stiller den første utgangsverdi lik den første inngangsverdi, utgangsverdien for grensesignalet LIM til K og utgangsverdiene for mønstersignalet og det normaliserte signal til 0. This sets the first output value equal to the first input value, the output value of the limit signal LIM to K and the output values of the pattern signal and the normalized signal to 0.

41 Vent for neste inngangssignalverdi.41 Wait for the next input signal value.

42 Sett Zn = X-, - aY7 - Y. , . Dette beregner det nor-11 1 i-l & maliserte signal fra inngangssignaler som er mottatt i blokken 41. 43 Undersøk om Z < LIM. Hvis ikke, hopp til blokk 46. Denne blokk bestemmer om Z. ligger innenfor det begrensede bånd. 44 Sett Y. = X. og gå så til blokk 48. Dette setter utgangssignalet Y^lik inngangssignalet X^, hvis X^ligger innenfor det forventede område. 42 Set Zn = X-, - aY7 - Y. , . This calculates the nor-11 1 i-l & malized signal from input signals received in block 41. 43 Check if Z < LIM. If not, jump to block 46. This block determines whether Z. lies within the restricted band. 44 Set Y. = X. and then go to block 48. This sets the output signal Y^equal to the input signal X^, if X^lies within the expected range.

1,6 Hv<lS>Zn > 0, sett Y, = ATT + Y. n + LIM.1.6 Hv<lS>Zn > 0, set Y, = ATT + Y. n + LIM.

Hvis Z, < 0, sett Y. = aYT + Y.' - LIM.If Z, < 0, set Y. = aYT + Y.' - GLUE.

1 ' li i-l1 'li i-l

Denne blokk stiller utgangssignalet Y^ ved kanten av det tillatte bånd hvis inngangssignalet X^ ligger utenfor båndet. 48 Sett AY^= . De£te beregner forskjellsignalet AY^. 47 Sett = Y^. Dette lagrer den nu eksisterende verdi for Y^. Når det neste inngangssignal opptrer, blir den lagrede verdi verdien for det siste foregående utgangssignal. This block sets the output signal Y^ at the edge of the allowed band if the input signal X^ lies outside the band. 48 Set AY^= . They calculate the difference signal AY^. 47 Set = Y^. This stores the now existing value for Y^. When the next input signal occurs, the stored value becomes the value of the last previous output signal.

49 Sett AY. = a . AY. + (l-a) AY. n..Dette beregner49 Set AY. = a . AY. + (l-a) AY. n..This calculates

1 — 1 — _ i-l & mønstersignalet på grunnlag av det eksisterende forskjellsignal og det siste foregående mønstersignal. 1 — 1 — _ i-l & the pattern signal on the basis of the existing difference signal and the last preceding pattern signal.

Det nye mønstersignal fåes som fraksjonsvekttallet a multiplisert med det eksisterende forskjellsignal pluss den komplementære vektverdi l-a multiplisert med det foregående mønstersignal. På denne måte vil på hverandre følgende forskjell-signaler, når man går bakover i tiden, ha på hverandre følgende mindre virkninger på mønstersignalet. 50 Sett ]VL = a (aYT)2+ (l-a)Mi_1. Dette beregner et "annen moment" signal M^ som den vektbelastede sum av på hverandre følgende kvadrerte mønstersignaler, idet man går bakover i tiden, ved anvendelse av den samme vektfaktor a 51 Sett Dette beregner signalet RL som en konstant gamma multiplisert med roten av "annen moment" signalet ]YU . Konstantene y og a bestemmer henholdsvis bredden av passbåndet mellom linjene 18 på fig. 2, og hvor hurtig bredden varierer som resultat av variasjoner i inngangssignalets karakteristikker. 52 Undersøk om RL er < C^. Hvis ikke, hopp til blokk 54. er en konstant som bestemmer den minste tillatte bredde av passbåndet. 53 Sett LIM = RL og gå så til blokk 4l. Denne blokk stiller passbandbredden til hvis bredden ellers ville ha vært mindre. 54 Sett LIM = RL og gå så til.blokk 4l. Denne blokk stiller passbåndet til RL. Systemet går så til blokk 4l (enten fra denne blokk eller blokken 53) 3 for å vente på neste inngangssignal etter å ha beregnet verdien for utgangssignalet på grunnlag av det tidligere inngangssignal som er mottatt, og verdiene av de variable som man må ha for å beregne verdien av utgangssignalet for det inngangssignal som nu ventes. The new pattern signal is obtained as the fractional weight number a multiplied by the existing difference signal plus the complementary weight value l-a multiplied by the preceding pattern signal. In this way, successive difference signals, when going backwards in time, will have successively smaller effects on the pattern signal. 50 Set ]VL = a (aYT)2+ (l-a)Mi_1. This computes a "second moment" signal M^ as the weighted sum of consecutive squared pattern signals, going backward in time, using the same weighting factor a 51 Set This computes the signal RL as a constant gamma multiplied by the root of " second moment" signaled ]YU . The constants y and a respectively determine the width of the passband between the lines 18 in fig. 2, and how quickly the width varies as a result of variations in the input signal's characteristics. 52 Investigate whether RL is < C^. If not, skip to block 54. is a constant that determines the smallest permissible width of the pass band. 53 Set LIM = RL and then go to block 4l. This block sets the passband width to if the width would otherwise have been smaller. 54 Set LIM = RL and then go to block 4l. This block sets the passband to RL. The system then goes to block 4l (either from this block or block 53) 3 to wait for the next input signal after calculating the value of the output signal based on the previous input signal received, and the values of the variables that one must have in order to calculate the value of the output signal for the input signal that is now expected.

Diskriminatoren kan anvendes i et akustisk posisjons-angivelsessystem for fartøyer. Et slikt system benyttes f.eks. The discriminator can be used in an acoustic position indication system for vessels. Such a system is used e.g.

på fartøyer som skal utføre ettersyn på brønnhodeutstyr for olje-kilder under vann, og fartøyet styres da automatisk slik at det holder sin posisjon og kurs. on vessels that are to carry out inspections of wellhead equipment for underwater oil sources, and the vessel is then automatically controlled so that it maintains its position and course.

En akustisk stråleanordning er anbrakt på sjøbunnenAn acoustic radiation device is placed on the seabed

og sender ut pulser ved en bærefrekvens. Fartøyet har en hydro-fonsats bestående av tre hydrofoner anbrakt ved hjørnene av en rettvinklet L-form. Tidsforskjellen mellom mottagning av pulsene fra stråleanordningen ved et par av hydrofonene på den ene eller annen gren av L-formen kan måles, og man benytter tidsforsink-elsen mellom omhylningskurvene for signalene ved de to hydrofoner til en grov måling og faseforskjellen ved bærefrekvensen som fin måling. Denne tidsforskjell angir vinkelen mellom grenen av L-formen og stråleanordningen. Tidsforskjellen for de to grener kan derfor omformes til en kurs mot stråleanordningen i forhold til fartøyets akse. Hvis dybden av stråleanordningen er kjent, kan også avstanden fra stråleanordningen bestemmes. Denne informasjon kan også kombineres med fartøyets kurs, av-lest på et kompass og gjengis i en eller annen hensiktsmessig form, f.eks. på en planposisjonsindikator. and emits pulses at a carrier frequency. The vessel has a hydrophone array consisting of three hydrophones placed at the corners of a right-angled L-shape. The time difference between the reception of the pulses from the radiation device by a pair of the hydrophones on one or the other branch of the L-shape can be measured, and one uses the time delay between the envelope curves for the signals at the two hydrophones for a rough measurement and the phase difference at the carrier frequency as a fine measurement . This time difference indicates the angle between the branch of the L-shape and the beam device. The time difference for the two branches can therefore be transformed into a course towards the beam device in relation to the vessel's axis. If the depth of the beam device is known, the distance from the beam device can also be determined. This information can also be combined with the vessel's course, read on a compass and reproduced in some appropriate form, e.g. on a plan position indicator.

Diskriminatorer som beskrevet ovenfor kan innbyggesDiscriminators as described above can be built in

på et hvilket som helst hensiktsmessig punkt i et slikt system for å redusere virkningene av utilsiktede signaler, falske ekko etc . at any convenient point in such a system to reduce the effects of unintended signals, false echoes, etc.

Claims (4)

1. Datadiskriminator for mange formål, karakterisert ved at den omfatter midler (19) som erstatter avvikende verdier i en strøm av inngangssignaler X^ som opptrer ved intervaller t^ med korrigerte verdier for frembringelse av en strøm av utgangssignaler Y^ , midler (24) for lagring av hvert utgangssignal etter tur, en mønsterberegner (27) til frembringelse av et mønstersignal AY^ som representerer mønstret i utgangssignalene, en begrensende beregner (31~3 6) til frembringelse av et grensesignal LIM som representerer variabiliteten i utgangssignalene, og en detektor (11, 16) for avvikende signaler, som bestemmer, for hvert inngangssignal X., om det er et avvikende signal som faller utenfor området Y. , + AY..t. - LIM. & i-l i i1. Data discriminator for many purposes, characterized in that it comprises means (19) which replace deviant values in a stream of input signals X^ occurring at intervals t^ with corrected values to produce a stream of output signals Y^ , means (24) for storing each output signal in turn, a pattern calculator (27) for generating a pattern signal AY^ representing the pattern in the output signals, a limiting calculator (31~3 6) for generating a limit signal LIM representing the variability in the output signals, and a detector (11, 16) for aberrant signals, which determines, for each input signal X., whether there is an aberrant signal that falls outside the range Y. , + AY..t. - GLUE. & i-l i i 2. Diskriminator som angitt .i krav 1, karakterisert ved at mønsterberegneren gjentatt bestemmer mønster-signalet som summen av forskjellen Y. multiplisert med en fraksjonsvektfaktor a og det foregående mønstersignal AY^ multiplisert med den komplementære vektfaktor l-a.2. Discriminator as specified in claim 1, characterized in that the pattern calculator repeatedly determines the pattern signal as the sum of the difference Y. multiplied by a fractional weighting factor a and the preceding pattern signal AY^ multiplied by the complementary weighting factor l-a. 3- Diskriminator som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den begrensende beregner gjentatt bestemmer et variabilitetssignal som summen av den kvadrerte forskjell (Y^ - multiplisert med en fraksjonsvektverdi a og det foregående variabilitetssignal multiplisert med den komplementære vektverdi l-a, og grensesignalet som en konstant y-.multiplisert med kvadratroten av variabilitetssignalet.3- Discriminator as stated in any of the preceding claims, characterized in that the limiting calculator repeatedly determines a variability signal as the sum of the squared difference (Y^ - multiplied by a fractional weight value a and the previous variability signal multiplied by the complementary weight value l-a , and the limit signal as a constant y-.multiplied by the square root of the variability signal. 4. Diskriminator som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at grense-beregneren har midler som hindrer grensesignalet LIM i å falle under en konstant verdi C-^.4. Discriminator as stated in any one of the preceding claims, characterized in that the limit calculator has means which prevent the limit signal LIM from falling below a constant value C-^.