CN103698738A - 一种移动信标的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动信标的实现方法，在任一墙面前摆放移动信标发射装置和待测设备；移动信标发射装置包括两个按旋转面垂直方向固定的电控旋转台和一个激光头，将激光头固定在两维旋转平台上，调节方向使激光头发射的光束指向墙面；单片机控制电路分别与两维旋转平台的步进电机和计算机相连；计算机给出控制信号，单片机控制电路控制两维旋转平台的步进电机的起停、速度及正反转，使光斑在墙面上进行直线或曲线运动、正向或反向运动，以实现各种状况下跟踪能力的测试、不同运动速度下跟踪能力的测试。本发明信标路线及速度精确可控，可以长时间、反复进行测试，且在测试过程中方便根据测试情况对设备进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动信标的实现方法，尤其是使用移动信标测试设备的跟踪能力。
背景技术
目前通用的测试设备跟踪能力的方法是把信标安装在一个快速移动的物体上，在该物体快速移动时测试设备能否迅速捕获、持续跟踪物体上的信标。在内陆环境中，通常将使用无人机来作为信标载体，以无人机上安装的光源作为信标，在待测设备上安装光学摄像机以接收光源信号。使用这种方法测试，需要较大且空旷的场地，对环境条件要求苛刻；每次测试都需要放飞无人机，成本较高且实验准备繁琐复杂；无人机的速度及飞行路线不易精确控制，在测试过程中无法得到设备跟踪能力的精确数据；无人机飞行时间有限，不能长时间、反复测试，测试过程中也无法根据测试情况及时对设备进行调整、再测试。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中所述以无人机作为信标载体测试设备跟踪能力的方法的不足，而提供一种更加简易便捷、精确可控的测试设备跟踪能力的方法。
本发明采用的技术方案是：
一种移动信标的实现方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）在任一墙面前若干米处摆放移动信标发射装置和待测设备；其中，移动信标发射装置包括两个电控旋转台和一个激光头，将两个电控旋转台按旋转面垂直的方向固定在一起，组成两维旋转平台，将激光头固定在两维旋转平台上，调节方向使激光头发射的光束指向墙面；
（2）单片机控制电路分别与两维旋转平台的步进电机和计算机相连；
（3）移动信标发射装置向墙面发射光束，在墙面上产生光斑作为信标；同时控制待测设备，使其上安装的光学摄像机捕获并锁定光斑；
（4）计算机给出控制信号，单片机控制电路控制两维旋转平台的步进电机的起停、速度及正反转，使光斑在墙面上进行直线或曲线运动、正向或反向运动，以实现各种状况下跟踪能力的测试、不同运动速度下跟踪能力的测试；具体为：
单片机控制电路控制移动信标发射装置旋转，光斑在墙面上沿一定的轨迹前进，观察待测设备上的光学摄像机所拍摄图像跟随光斑移动的灵敏度及精确度，即待测设备对跟踪信标的持续跟踪能力；
设移动信标发射装置与墙面距离为R1，旋转角速度为ω1；待测设备与墙面距离为R2，跟随光斑移动时的旋转角速度为ω2；光斑在墙面上移动的线速度V：
V=ω1·R1
V=ω2·R2
1）若移动信标发射装置紧靠待测设备，可认为R1=R2，则：
ω2=ω1 (1)
2）若移动信标发射装置与待测设备有一段距离，R1≠R2，则：
ω2=ω1·R1/R2 (2)
通过调节步进电机转速，可以控制移动信标发射装置的角速度ω1，通过计算得到待测设备的角速度ω2，进而可以测试待测设备在设定速度下的跟踪能力。
所述的一种移动信标的实现方法，其特征在于，所述的墙面与移动信标发射装置和待测设备的距离以尽量靠近又不影响待测设备上的光学摄像机成像为最好；若太近，光斑距离光学摄像机太近，导致光学摄像机无法成像、视场太小；若太远，相同的角速度ω1转动，光斑线速度V太大，光斑通过墙面长度的时间太短，不方便跟踪测试；一般以五米至五十米为宜。
所述的一种移动信标的实现方法，其特征在于，所述的移动信标发射装置与待测设备尽量紧靠放置，这样二者角速度相同，易于测试时分析控制。
所述的一种移动信标的实现方法，其特征在于，所述的电控旋转台选用MRS102型电控旋转台。
本发明的有益效果是：
本发明的移动信标发射装置只需两个电控旋转台和一个激光头，可以安装在任意平台上，结构简单、易于安装；通过两个电控旋转台的组装，实现激光头的两维旋转，使光斑在墙面上可以进行复杂的曲线运动；采用单片机做步进电机转停及转速的控制，具有体积小、控制灵活、抗干扰能力强的优点；使用计算机通过串口控制单片机，控制方便、精确。
按照本发明方法测试设备的跟踪能力只需一面墙即可，对场地和条件要求极低，能在室内进行，设备简单，测试成本低；由电控旋转台带动激光头转动，信标路线及速度精确可控，可以长时间、反复进行测试，且在测试过程中方便根据测试情况对设备进行调整。
附图说明
图1为本发明的跟踪测试系统原理图。
图2为电机控制系统原理图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种移动信标的实现方法，具体包括以下步骤：
（1）在任一墙面4前若干米处摆放移动信标发射装置1和待测设备2，其中，移动信标发射装置包括两个电控旋转台和一个激光头，将两个电控旋转台按旋转面垂直的方向固定在一起，组成两维旋转平台5，将激光头固定在两维旋转平台5上，调节方向使激光头发射的光束指向墙面4；
（2）单片机控制电路8分别与两维旋转平台5的步进电机6和计算机7相连；
（3）移动信标发射装置1向墙面4发射光束，在墙面上产生光斑3作为信标；同时控制待测设备2，使其上安装的光学摄像机捕获并锁定光斑3；
（4）计算机7给出控制信号，单片机控制电路8控制两维旋转平台5的步进电机6的起停、速度及正反转，使光斑3在墙面4上进行直线或曲线运动、正向或反向运动，以实现各种状况下跟踪能力的测试、不同运动速度下跟踪能力的测试；具体为：
单片机控制电路8控制移动信标发射装置1旋转，那么光斑3会在墙面4上沿一定的轨迹前进；观察待测设备2上的光学摄像机所拍摄图像跟随光斑移动的灵敏度及精确度，即待测设备2对跟踪信标3的持续跟踪能力；
设移动信标发射装置1与墙面4距离为R1，旋转角速度为ω1；待测设备2与墙面4距离为R2，跟随光斑3移动时的旋转角速度为ω2；光斑3在墙面4上移动的线速度V：
V=ω1·R1
V=ω2·R2
（1）若移动信标发射装置紧靠待测设备，可认为R1=R2，则：
ω2=ω1 (1)
（2）若移动信标发射装置与待测设备有一段距离，R1≠R2，则：
ω2=ω1·R1/R2 (2)
通过调节步进电机6转速，可以控制移动信标发射装置1的角速度ω1，通过计算得到待测设备的角速度ω2，进而可以测试待测设备2在设定速度下的跟踪能力；
有几点注意：
（1）墙面4与移动信标发射装置1和待测设备2的距离以尽量靠近又不影响待测设备上的光学摄像机成像为最好；若太近，光斑距离光学摄像机太近，导致光学摄像机无法成像、视场太小；若太远，相同的角速度ω1转动，光斑线速度V太大，光斑通过墙面长度的时间太短，不方便跟踪测试；一般以五米至五十米为宜；
（2）若无特殊原因，应尽量把移动信标发射装置与待测设备紧靠放置，这样二者角速度相同，易于测试时分析控制。
Claims (4)
1.一种移动信标的实现方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）在任一墙面前若干米处摆放移动信标发射装置和待测设备；其中，移动信标发射装置包括两个电控旋转台和一个激光头，将两个电控旋转台按旋转面垂直的方向固定在一起，组成两维旋转平台，将激光头固定在两维旋转平台上，调节方向使激光头发射的光束指向墙面；
（2）单片机控制电路分别与两维旋转平台的步进电机和计算机相连；
（3）移动信标发射装置向墙面发射光束，在墙面上产生光斑作为信标；同时控制待测设备，使其上安装的光学摄像机捕获并锁定光斑；
（4）计算机给出控制信号，单片机控制电路控制两维旋转平台的步进电机的起停、速度及正反转，使光斑在墙面上进行直线或曲线运动、正向或反向运动，以实现各种状况下跟踪能力的测试、不同运动速度下跟踪能力的测试；具体为：
单片机控制电路控制移动信标发射装置旋转，光斑在墙面上沿一定的轨迹前进，观察待测设备上的光学摄像机所拍摄图像跟随光斑移动的灵敏度及精确度，即待测设备对跟踪信标的持续跟踪能力；
设移动信标发射装置与墙面距离为R1，旋转角速度为ω1；待测设备与墙面距离为R2，跟随光斑移动时的旋转角速度为ω2；光斑在墙面上移动的线速度V：
V=ω1·R1
V=ω2·R2
1）若移动信标发射装置紧靠待测设备，可认为R1=R2，则：
ω2=ω1 (1)
2）若移动信标发射装置与待测设备有一段距离，R1≠R2，则：
ω2=ω1·R1/R2 (2)
通过调节步进电机转速，可以控制移动信标发射装置的角速度ω1，通过计算得到待测设备的角速度ω2，进而可以测试待测设备在设定速度下的跟踪能力。
2.根据权利要求1所述的一种移动信标的实现方法，其特征在于，所述的墙面与移动信标发射装置和待测设备的距离以尽量靠近又不影响待测设备上的光学摄像机成像为最好；若太近，光斑距离光学摄像机太近，导致光学摄像机无法成像、视场太小；若太远，相同的角速度ω1转动，光斑线速度V太大，光斑通过墙面长度的时间太短，不方便跟踪测试；一般以五米至五十米为宜。
3.根据权利要求1所述的一种移动信标的实现方法，其特征在于，所述的移动信标发射装置与待测设备紧靠放置。
4.根据权利要求1所述的一种移动信标的实现方法，其特征在于，所述的电控旋转台选用MRS102型电控旋转台。
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|---|---|---|---|---|
| CN107449975A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-08 | 卡斯柯信号有限公司 | 一种应答器天线mtbf旋转测试装置 |
| CN112764012A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-05-07 | 武汉高德红外股份有限公司 | 一种光电吊舱跟踪模拟测试及系统 |
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