CN109324631A - 一种具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构 - Google Patents
一种具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，属于光电跟踪领域，解决现有机构无法同时具备较好的适应性和跟踪精度的问题。包括：调平机构、基板、定位测向杆、差分GPS移动站；调平机构下部安装有支撑架，基板安装在调平机构上，光电跟踪装置和差分GPS移动站安装在基板上；基板定位测向杆与定位测向杆连接，且定位测向杆能够收拢或伸展；差分GPS移动站的GPS天线设置在定位测向杆上；差分GPS移动站的移动站电台天线设置在定位测向杆上。本发明在满足基本的转接连接支架和跟踪装置功能外，还具备系统调平、差分GPS定位和定向的功能。并且在调平结束以及差分GPS安装杆展开后可分别进行锁止，保证系统可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及定位测向技术领域，尤其涉及一种具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构。
背景技术
随着无人机技术的发展和普及，消费级无人机再给公众带来便利的同时，也经常被不法分子用来进行非法侦查、抛洒传单甚至进行恐怖袭击，给社会稳定和公共安全带来了极大的威胁。目前管控“黑飞”无人机的手段主要有电磁干扰、激光拦截等方式，但是综合效果均不理想。利用无人机搭载网式拦截装置，通过地面光电探测装置锁定“黑飞”无人机，利用我方无人机对黑飞无人机进行网式处置拦截，成为一种新的有效手段。地面光电跟踪装置探测距离远、跟踪精度高。现有地面光电跟踪装置的安装基座仅仅为支撑架体，不能满足无人机地面光电跟踪装置视觉导引的新功能需求。一种具备定位、测向、调平和转接功能的光电跟踪装置的转接安装结构成为一种新的设计需要。
现有技术中往往存在两大缺点：其一，结构的设计存在局限，限制了使用的场合，例如一种车载无人机防御装置(CNIO7493152A)，其中光电跟踪装置安装于无人机防御车顶之上，用于对入侵无人机进行识别、跟踪和定位，确定入侵无人机的坐标。与车顶的连接仅仅依靠下部的旋转装置，没有独立的调平和关键位置锁止的机构，使用场合受限；其二，跟踪的精度不高，例如被动式无人机定位装置(CN207198348U)，包含两台完全相同的红外探测装置，跟踪探测装置内部的定位部件用于确定装置的位置坐标，从而计算无人机所处经纬度及高度。此种方式采用被动测量和间接解算的方式，使得系统对无人机的定位跟踪精度不高。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，用以解决现有机构无法同时具备较好的适应性和跟踪精度的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明技术方案中，一种具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，包括：调平机构、基板、定位测向杆、差分GPS移动站；
所述调平机构下部安装有支撑架，所述基板安装在所述调平机构上，光电跟踪装置和差分GPS移动站安装在所述基板上；
所述基板与所述定位测向杆连接，且所述定位测向杆能够收拢或伸展；
所述差分GPS移动站的GPS天线、移动站电台天线设置在所述定位测向杆上。
本发明技术方案中，所述定位测向杆设有至少2根，且在所述基板上沿圆周方向均匀设置；
所述定位测向杆通过测量杆转轴与所述基板连接，所述定位测向杆能够绕测量杆转轴转动。
本发明技术方案中，所述测量杆转轴设有锁止机构，能够锁定并防止所述定位测向杆绕所述测量杆转轴转动。
本发明技术方案中，所述定位测向杆设有2根，每根所述定位测向杆上均设有所述GPS天线，所述GPS天线与差分GPS移动站电气连接；
2根所述定位测向杆中的1根设有所述移动站电台天线，所述移动站电台天线与差分GPS移动站电气连接。
本发明技术方案中，所述移动站电台天线与设置在同一根定位测向杆上的所述GPS天线共线，所述GPS天线和所述移动站电台天线均与所述定位测向杆垂直；
所述光电跟踪装置辅助机构处于伸展状态时，所述GPS天线朝向所述基板设有所述光电跟踪装置的一侧，所述移动站电台天线朝向所述基板设有支撑架的一侧。
本发明技术方案中，所述调平机构包括调平旋钮、调平支柱和锁止旋钮；
所述调平支柱设有3根，以所述基板的轴线为中心，圆周方向均匀设置；每个所述调平支柱上均设有调平旋钮；所述锁止旋钮能够同时将3个调平旋钮锁紧；
所述基板与所述调平装置相对的端面设有3个带有斜槽的支柱，所述支柱与所述调平支柱上的安装孔配合；
所述调平旋钮能够调整支柱从所述安装孔中伸出的长度。
本发明技术方案中，所述调平机构通过连接板与所述支撑架连接；
所述基板上设有调平观察结构；
所述基板的轴线、调平机构的轴线、连接板的轴线和支撑架的轴线均共线。
本发明技术方案中，一种具备定位测向功能的光电跟踪系统，包括：支撑架、光电跟踪装置、辅助机构；
所述辅助机构为上述技术方案的具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构；
所述调平机构安装在所述支撑架上，所述光电跟踪装置和差分GPS移动站安装在所述基板上；所述支撑架设有至少3条支腿，且支腿能够收拢或伸展；差分GPS移动站的GPS天线和移动站电台天线均设置在定位测向杆上。
本发明技术方案中，所述具备定位测向功能的光电跟踪系统设有伸展状态和收紧状态；所述支撑架设有至少3条支腿，且支腿能够收拢或伸展；
所述具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构处于伸展状态时，所述定位测向杆旋转至与所述基板所在平面平行，所述支腿展开形成棱锥；
所述具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构处于收紧状态时，所述支腿向下收拢，所述定位测向杆旋转并收拢至支腿侧面。
本发明技术方案中，所述支撑架包括：支撑板和支腿，所述支撑板为圆形板，所述支腿设有3条，沿圆周方向设置；
所述支腿的一端与所述支撑板通过阻尼轴连接，另一端设有防滑头。
本发明技术方案的有益效果是：
1、本发明采用了了差分GPS方法结合光电跟踪的方式来对无人机进行跟踪定位，实现了对跟踪装置的定位和测向功能，使得地面跟踪装置对目标无人机的定位精度更高，测量更精确；
2、本发明设置了调平机构，其他部件均设置在基板上，既实现了方便的机械转接、提高了整个定位测向系统的适应性，又能保证探测部分的水平设置，有利于提高整个定位测向系统的准确度；
3、本发明在支撑架、定位测向杆和调平机构上均设置了具有锁紧功能的相关机构，使得整个辅助结构在使用时的稳定性和适应性更强，提高了定位跟踪的精度。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为一种具备定位测向功能的光电跟踪系统的结构示意图；
图2为一种具备定位测向功能的光电跟踪装置的辅助机构的结构示意图。
附图标记：
1.光电跟踪装置；2.辅助机构；3.支撑架；21.定位测向杆；210.连接板；22.GPS天线；23.移动站电台天线；24.中间板；25.基板；26.差分GPS移动站；27.锁止机构；28.调平气泡窗口；29.调平机构；291.调平旋钮；292.锁止旋钮；31.支撑板。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
为了能够既保证跟踪定位的精度，又适用于各种复杂的测量或安装环境，如图1、图2所示，本发明实施例提供了一种具备定位测向功能的光电跟踪系统，包括：支撑架3、光电跟踪装置1、辅助机构2；辅助机构2包括：调平机构29、基板25、差分GPS移动站26、定位测向杆21；调平机构29安装在支撑架3上，基板25安装在调平机构29上，光电跟踪装置1通过中间板24与基板25连接；差分GPS移动站26直接安装在基板25上；定位测向杆21与基板25连接，且能够收拢或伸展；支撑架3设有至少3条支腿，且支腿能够收拢或伸展；差分GPS移动站26的GPS天线22设置在定位测向杆21上；差分GPS移动站26的移动站电台天线23设置在定位测向杆21上。本发明实施例突破了传统的跟踪定位思路的限制，开拓性的将差分GPS定位与光电跟踪定位相结合，并应用于跟踪装置对无人机的跟踪定向领域，提高了测量定向的精度；此外，通过设置调平结构，使得基板25水平，同时在定位测向杆21展开时，定位测向杆21与基板25平行，也保持水平，简化了差分GPS定位的运算难度，简化了运算步骤，削弱计算误差对最终测量误差的影响，提高了跟踪定位的精度。
本发明实施例针对无人机抛网拦截处置“黑飞”无人机过程中，现有地面光电跟踪装置1无法满足系统功能需求的难题，发明一种具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构。该机构在满足基本的转接连接支架和跟踪装置功能外，还具备系统调平、差分GPS定位和定向的功能。并且在调平结束以及差分GPS安装杆展开后可分别进行锁止，保证系统可靠性和稳定性。所设计的跟踪装置辅助机构2使得基于地面探测无人机跟踪目标的方式效率更高、拦截处置精度更加准确。
考虑到跟踪装置可能会在地形复杂的位置设置，或来回搬运，因此跟踪装置需要方便收起、运输和安装。本发明实施例中，具备定位测向功能的光电跟踪系统设有伸展状态和收紧状态；具备定位测向功能的光电跟踪系统处于伸展状态时，定位测向杆21旋转至与基板25所在平面平行，支腿展开形成棱锥；具备定位测向功能的光电跟踪系统处于收紧状态时，定位测向杆21旋转至与基板25所在平面垂直，支腿收拢、互相平行，与基板25所在平面垂直，且支腿和定位测向杆21均朝向远离基板25的方向。在本发明实施例使用时，即处于伸展状态时，定位测向杆21旋转至与基板25所在平面平行，结合水平的基板25和设置在定位测向杆21上的GPS天线22，可以使不同GPS天线22对应的高度相同，简化了运算的复杂程度，防止计算误差过度积累影响跟踪精度；而展开形成棱锥的支腿能够使本发明实施例在比较复杂的地形上也能安稳的架设。在本发明实施例运输时，即处于收紧状态，定位测向杆21和支腿均朝向基板25的中心轴收拢，并形成一束，缩小了本发明实施例占用的空间，便于搬运。
出于同样的考虑，调平机构29通过连接板210与支撑架3连接；基板25的轴线、调平机构29的轴线、连接板210的轴线和支撑架3的轴线均共线。
本发明实施例中，GPS天线22需要至少2个，移动站电台天线23需要至少1个，而二者均设置在定位测向杆21上，因此本发明实施例中，定位测向杆21设有至少2根，优选为2根，考虑到差分GPS至少需要2个基准点来进行差分，虽然基准点的个数越多计算结果越准确，但是会每多设一个基准点会大幅度增加差分GPS的运算量，很可能会使运算的误差积累过多，反而影响跟踪的精度。定位测向杆21在基板25上沿圆周方向均匀设置，可以使2基准点尽量远离，保证计算的准确度。为了实现定位测向杆21的收拢和展开功能，定位测向杆21通过测量杆转轴与基板25连接，定位测向杆21能够绕测量杆转轴转动。每根定位测向杆21上均设有GPS天线22，GPS天线22与差分GPS移动站26电气连接；2根定位测向杆21中的1根设有移动站电台天线23，移动站电台天线23与差分GPS移动站26电气连接。GPS天线22用于采集GPS信号，差分GPS移动站26通过移动站电台天线23与差分GPS地面站实现信号通信，使得系统可通过差分GPS计算的方式实现对地面跟踪装置的定位与测向，提高了跟踪系统的精度与稳定性。
在本发明实施例处于伸展状态时，需要保证定位测向杆21处于展开状态，即保持定位测向杆21水平，本发明实施例中，测量杆转轴设有锁止机构27，能够锁定并防止定位测向杆21绕测量杆转轴转动，一旦定位测向杆21展开，锁紧锁止机构27，定位测向杆21相对基板25的位置即可固定。
同样出于简化运算过程的目的，移动站电台天线23与设置在同一根定位测向杆21上的GPS天线22共线，GPS天线22和移动站电台天线23均与定位测向杆21垂直；具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构处于伸展状态时，GPS天线22朝向基板25设有光电跟踪装置1的一侧，移动站电台天线23朝向基板25设有支撑架3的一侧。如此设置后，计算过程采用笛卡尔坐标系计算时，各个点的坐标均方便转化，从而使定位测向的运算过程相对简单。
本发明实施例中，调平机构29可以采用多种形式，出于结构简单的目的，调平机构29包括调平旋钮291、调平支柱和锁止旋钮292；调平支柱设有3根，以基板25的轴线为中心，圆周方向均匀设置；每个调平支柱上均设有调平旋钮291；锁止旋钮292能够同时将3个调平旋钮291锁紧。只需要调整调平支柱对应的调平旋钮291就能，通过调整调平支柱伸出的长短来调整基板25保持水平。
为了能够直观的观察到基板25是否已经处于水平状态，基板25上设有调平观察结构，考虑到观察的直观程度，基板25上设有调平观察结构为调平气泡窗口28，只需要观察气泡是否处于窗口的中央，即可知晓基板25是否水平，整个结构简单、直观、有效。
为了在不过度增加本发明实施例的复杂程度的情况下，保证本发明实施例架设的稳定性，本发明实施例的支撑架3采用类似三脚架的结构，即支撑架3包括：支撑板31和支腿，支撑板31为圆形板，支腿设有3条，沿圆周方向设置，三角架的形式，能够是支撑架3在比较复杂的地形上也能稳定架设，考虑到支撑的稳定性，每条支腿的可转动角度为0°-60°。
为了保证架设后的支腿能够保持稳定，支腿的一端与支撑板31通过阻尼轴连接，另一端设有防滑头。
综上所述，本发明实施例提供了一种具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，本发明采用了了差分GPS方法结合光电跟踪的方式来对无人机进行跟踪定位，实现了对跟踪装置的定位和测向功能，使得地面跟踪装置对目标无人机的定位精度更高，测量更精确；本发明设置了调平机构29，其他部件均设置在基板25上，既实现了方便的机械转接、提高了整个定位测向系统的适应性，又能保证探测部分的水平设置，有利于提高整个定位测向系统的准确度；本发明在支撑架3、定位测向杆21和调平机构29上均设置了具有锁紧功能的相关机构，使得整个辅助结构在使用时的稳定性和适应性更强，提高了定位跟踪的精度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，其特征在于，包括：调平机构(29)、基板(25)、定位测向杆(21)、差分GPS移动站(26)；
所述调平机构(29)下部安装有支撑架(3)，所述基板(25)安装在所述调平机构(29)上，光电跟踪装置(1)和差分GPS移动站(26)安装在所述基板(25)上；
所述基板(25)与所述定位测向杆(21)连接，且所述定位测向杆(21)能够收拢或伸展；
所述差分GPS移动站(26)的GPS天线(22)、移动站电台天线(23)设置在所述定位测向杆(21)上。
2.根据权利要求1所述的具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，其特征在于，所述定位测向杆(21)设有至少2根，且在所述基板(25)上沿圆周方向均匀设置；
所述定位测向杆(21)通过测量杆转轴与所述基板(25)连接，所述定位测向杆(21)能够绕测量杆转轴转动。
3.根据权利要求2所述的具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，其特征在于，所述测量杆转轴设有锁止机构(27)，能够锁定并防止所述定位测向杆(21)绕所述测量杆转轴转动。
4.根据权利要求3所述的具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，其特征在于，所述定位测向杆(21)设有2根，每根所述定位测向杆(21)上均设有所述GPS天线(22)，所述GPS天线(22)与差分GPS移动站(26)电气连接；
2根所述定位测向杆(21)中的1根设有所述移动站电台天线(23)，所述移动站电台天线(23)与差分GPS移动站(26)电气连接。
5.根据权利要求4所述的具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，其特征在于，所述移动站电台天线(23)与设置在同一根定位测向杆(21)上的所述GPS天线(22)共线，所述GPS天线(22)和所述移动站电台天线(23)均与所述定位测向杆(21)垂直；
所述光电跟踪装置辅助机构处于伸展状态时，所述GPS天线(22)朝向所述基板(25)设有所述光电跟踪装置(1)的一侧，所述移动站电台天线(23)朝向所述基板(25)设有支撑架(3)的一侧。
6.根据权利要求5所述的具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，其特征在于，所述调平机构(29)包括调平旋钮(291)、调平支柱和锁止旋钮(292)；
所述调平支柱设有3根，以所述基板(25)的轴线为中心，沿圆周方向均匀设置；每个所述调平支柱上均设有调平旋钮(291)；所述锁止旋钮(292)能够同时将3个调平旋钮(291)锁紧；
所述基板(25)与所述调平装置相对的端面设有3个带有斜槽的支柱，所述支柱与所述调平支柱上的安装孔配合；
所述调平旋钮(291)能够调整支柱从所述安装孔中伸出的长度。
7.根据权利要求6所述的具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构，其特征在于，所述调平机构(29)通过连接板(210)与所述支撑架(3)连接；
所述基板(25)上设有调平观察结构；
所述基板(25)的轴线、调平机构(29)的轴线、连接板(210)的轴线和支撑架(3)的轴线均共线。
8.一种具备定位测向功能的光电跟踪系统，其特征在于，包括：支撑架(3)、光电跟踪装置(1)、辅助机构(2)；
所述辅助机构(2)为权利要求1至7所述的具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构；
所述调平机构(29)安装在所述支撑架(3)上，所述光电跟踪装置(1)和差分GPS移动站(26)安装在所述基板(25)上；所述支撑架(3)设有至少3条支腿，且支腿能够收拢或伸展；差分GPS移动站(26)的GPS天线(22)和移动站电台天线(23)均设置在定位测向杆(21)上。
9.根据权利要求8所述的具备定位测向功能的光电跟踪系统，其特征在于，所述具备定位测向功能的光电跟踪系统设有伸展状态和收紧状态；；
所述具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构处于伸展状态时，所述定位测向杆(21)旋转至与所述基板(25)所在平面平行，所述支腿展开形成棱锥；
所述具备定位测向功能的光电跟踪装置辅助机构处于收紧状态时，所述支腿向下收拢，所述定位测向杆(21)旋转并收拢至支腿侧面。
10.根据权利要求9所述的具备定位测向功能的光电跟踪系统，其特征在于，所述支撑架(3)包括支撑板(31)和支腿，所述支撑板(31)为圆形板，所述支腿设有3条，沿圆周方向设置；
所述支腿的一端与所述支撑板(31)通过阻尼轴连接，另一端设有防滑头。
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