CN204925404U - 目标定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种目标定位装置，具有：目标搜索装置、位置信息获取装置、计算处理装置和水平结构组件；其中，所述目标搜索装置、所述位置信息获取装置分别与所述计算处理装置相连接；所述目标搜索装置、所述位置信息获取装置以及所述计算处理装置，三者一同固定安装于所述水平结构组件上。本实用新型具有降低测量误差的积极效果。

Description

目标定位装置

技术领域

本实用新型涉及目标定位系统技术领域，特别是属于一种目标定位装置。

背景技术

在现实生活中，对目标物体进行定位是应用比较广泛的一项技术，比如对车辆、飞行器等某些设备的定位，都经常会用到目标定位装置。

现有技术中，在进行目标定位的工作过程中，常见的装置有电子罗盘、陀螺仪、GPS导航设备、光电吊舱等等，上述装置在使用时功能不同，各有侧重点，通常是通过配合使用的方式，进行目标定位工作；现有的目标定位系统中的普遍采用的做法是同时在载体上分散安装多种定位装置，此做法虽然可以结合使用多种装置的测量功能，但是同样会带来一些新的问题，比如测量条件、测量基准不统一，使用过程、换算过程复杂，容易存在工作漏洞等，这些因素都会导致测量结果误差较大的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种目标定位装置，解决现有技术中存在的采用多种定位测量装置进行定位时具有的测量基准不统一、调整换算过程复杂、测量误差较大的问题。

为达到上述目的，本实用新型实施例提供了一种目标定位装置，所述装置具有：目标搜索装置、位置信息获取装置、计算处理装置和水平结构组件；

其中，所述目标搜索装置、所述位置信息获取装置以及所述计算处理装置，三者一同固定安装于所述水平结构组件上。

所述计算处理装置，具有姿态解算组件；

所述姿态解算组件与所述目标搜索装置、所述位置信息获取装置共同固定安装于所述水平结构组件上。

所述目标搜索装置具有光电吊舱；

所述光电吊舱内安装有可见光摄像机或者红外摄像机；

所述光电吊舱内还安装有激光测距机。

所述位置信息获取装置包括：主GPS天线模块、副GPS天线模块；所述主GPS天线模块与所述副GPS天线模块分别位于所述水平结构组件两端。

优选的，所述水平结构组件包括：水平刚性固定杆和固定平板，所述固定平板下侧固定有目标搜索装置和计算处理装置；

所述固定平板上方设置有吊舱固定件、第二固定件；

所述水平刚性固定杆两端设置第三固定件以及第四固定件，所述第三固定件、第四固定件分别与位置信息获取装置相连接；

所述吊舱固定件、第二固定件、第三固定件以及第四固定件上均设有固定孔，该固定孔的尺寸与上述水平刚性固定杆的横截面尺寸相对应。

优选的，所述计算处理装置具有微处理器ARM处理器模块，所述ARM处理器模块连接有通信模块。

优选的，所述通信模块具有无线收发装置或者有线电缆装置。

优选的，所述有线电缆装置连接至上位机。

优选的，所述的目标定位装置，还具有电源模块；

所述电源模块分别与所述目标搜索装置、所述位置信息获取装置以及所述计算处理装置相连接。

优选的，所述ARM处理器模块具有RS-422串行通讯接口。

本实用新型所提供的目标定位装置，通过水平结构组件将上述目标搜索装置、位置信息获取装置和计算处理装置固定连接到一起，使得在定位测量过程中除了结合使用了各装置的测量侧重点之外，还使三者具有统一的测量基准，使测量过程中的随机误差变成固定误差，测量结果处理起来较为方便，降低出错率，进而最终达到了降低测量误差的积极效果。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例一所提供的目标定位装置的一种结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例一所提供的目标定位装置的另一种结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例二所提供的目标定位装置的一种结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例三所提供的目标定位装置的一种结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例四所提供的目标定位装置的一种结构示意图

附图标记如下：

110、目标搜索装置；120、计算处理装置；130、位置信息获取装置；140、水平刚性固定杆；150、固定平板；160、通信模块；161、无线收发装置；162、有线电缆装置；170、上位机；111、光电吊舱；112、吊舱固定件；121、姿态解算组件；122、第二固定件；131、主GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)天线模块；132、副GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)天线模块；133、第三固定件；134、第四固定件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例一所提供的目标定位装置的一种结构示意图，图2示出了本实用新型实施例一所提供的目标定位装置的另一种结构示意图；如图1、图2所示，一种目标定位装置，具有：目标搜索装置110、位置信息获取装置130、计算处理装置120和水平结构组件；其中，上述目标搜索装置110、上述位置信息获取装置130分别与上述计算处理装置120相连接；并且，上述的目标搜索装置110、位置信息获取装置130以及计算处理装置120，三者一同固定安装于上述水平结构组件上。

上述目标搜索装置110，用于对目标物体进行搜索，或者对目标物体进行初步定位；上述位置信息获取装置130，用于提供本实用新型装置载体的地理位置信息以及本实用新型装置载体的方位北向信息，所述地理位置信息包括经度、纬度、海拔高度等信息，所述本实用新型装置载体可以为飞行器、车辆等设备；上述计算处理装置用于提供上述本实用新型装置载体的俯仰角度、横滚角度等信息，并将上述俯仰角度、横滚角度等信息进行融合，处理计算得到目标物体的地理位置信息。

将目标搜索装置110、位置信息获取装置130以及计算处理装置120，三者一同固定安装于上述水平结构组件上，使三者具有统一测量基准，便于对测量结果进行换算处理，降低人员测量工作出错率，进而减少了测量误差。

如图2所示的实施例中，所述计算处理装置，具有姿态解算组件121；上述姿态解算组件121与目标搜索装置110、位置信息获取装置130共同固定安装于水平结构组件上。

具体的，上述目标搜索装置110具有光电吊舱111，光电吊舱111内安装有可见光摄像机或者红外摄像机；并且，所述光电吊舱111内还安装有激光测距机；可见光摄像机或者红外摄像机一方面用于收集目标物体的视频图像，以满足相关工作人员可以通过查看光电吊舱所提供的视频图像，搜索目标物体；另一方面还用于提供光电吊舱的光轴方位角和光轴俯仰角等参数，所述光轴方位角为镜头轴线相对于光电吊舱的安装基准面的角度；所述激光测距机，是利用激光对目标物体的距离进行准确测定的仪器，利用激光测距机，相关工作人员可进一步得到目标物体距离上述本光电吊舱的距离。

此外，上述位置信息获取装置包括：主GPS天线模块131、副GPS天线模块132；所述主GPS天线模块131与所述副GPS天线模块132分别位于所述水平结构组件两端。

进一步的，上述光电吊舱111、主GPS天线模块131、副GPS天线模块132以及姿态解算组件121均共同固定安装于水平结构组件上，以使上述光电吊舱111、主GPS天线模块131、副GPS天线模块132以及姿态解算组件121具有统一测量基准，降低测量误差，进一步提高测量精度。

如图2所示，上述水平结构组件包括：水平刚性固定杆140和固定平板150，所述固定平板150下侧固定有目标搜索装置110和计算处理装置120；具体的，所述固定平板下方固定有上述光电吊舱111和姿态解算组件121。

所述固定平板150上方设置有吊舱固定件112、第二固定件122；

所述水平刚性固定杆140两端设置第三固定件133以及第四固定件134，所述第三固定件133、第四固定件134分别与位置信息获取装置130相连接；具体的，该第三固定件133、第四固定件134分别与上述主GPS天线模块131、副GPS天线模块132相连接。

所述吊舱固定件112、第二固定件122、第三固定件133以及第四固定件134上均设有固定孔，该固定孔的尺寸与上述水平刚性固定杆140的横截面尺寸相对应。

上述吊舱固定件112、第二固定件122、第三固定件133以及第四固定件，均通过固定孔穿过水平刚性固定杆，进而，可以满足光电吊舱111、主GPS天线模块131、副GPS天线模块132以及姿态解算组件121均可通过各自的固定件固定安装于水平刚性固定杆140上。

通过水平结构组件，光电吊舱111、主GPS天线模块131、副GPS天线模块132和姿态解算组件121刚性固定连接在一起，这样三者间的测量基准变得统一，一方面误差大大减小，另一方面由随机误差变为固定误差；然后，通过定位工作开始前的校准调试，可以将系统的固定误差进一步降低，从而实现高精度的目标定位。

其中，上述的校准调试的步骤及方法如下：

步骤一、首先，将光电吊舱的光轴方位角度零位和主GPS天线模块、副GPS天线模块的方位角度零位对准：

根据光电吊舱所提供的视频图像以及激光测距机所提供的距离信息，选择一个距离达到预定距离值的目标物体，测出该目标物体的经度、纬度；同时由主GPS天线模块、副GPS天线模块测出光电吊舱的经度、纬度(此时，默认光电吊舱和主GPS天线模块、副GPS天线模块投影于同一点)，继而计算得到该目标物体、光电吊舱之间两点连线与正北方向的夹角；

保持姿态解算组件的横滚角度输出为零，在方位方向转动主GPS天线模块、副GPS天线模块的天线，使主GPS天线模块、副GPS天线模块输出的方位角等于上面求出的目标物体、光电吊舱之间两点连线与正北方向的夹角；保持光电吊舱的俯仰角度为零，在方位方向转动光电吊舱，使视场中心瞄准目标物体，此时，光电吊舱的方位角即是光电吊舱的方位零位。

步骤二、光电吊舱的光轴俯仰角度零位和姿态解算组件的俯仰角度零位对准：

测出目标物体和光电吊舱的经度、纬度和海拔高度，由目标物体和光电吊舱两点的连线求得光轴俯仰角；

在经过步骤一后，保持姿态解算组件的横滚角度输出为零，使光电吊舱的光轴中心瞄准目标，读出此时光电吊舱俯仰角；光轴俯仰角减去光电吊舱俯仰角即为姿态解算组件应输出的俯仰角；姿态解算组件实际输出的俯仰角与姿态解算组件应输出的俯仰角之差即为姿态解算组件的调整量，该调整量通过软件进行设置。

步骤三、光电吊舱的光轴俯仰角度零位和姿态解算组件的横滚角度零位对准：

在步骤二基础上，保持光电吊舱的光轴中心瞄准目标，即光轴中心空间位置不变，使本实用新型装置方位旋转90°并保持姿态解算组件的俯仰角度输出为零；之后继续重复步骤二的内容。

将上述校准调试步骤根据实际情况重复进行，一般情况下重复三遍，然后再开始本装置的定位工作，此时定位测量误差将会被控制在允许范围内，从而实现高精度的目标定位。

如图3所示的实施例中，所述的计算处理装置120可以设置有ARM处理器模块，并且所述ARM处理器模块连接有通信模块160，本实用新型通过通信模块160与外界进行信息交互，实现计算处理装置内的数据信息的远程共享、远程传输。

上述ARM处理器模块，具有ARM处理器及其外围电路装置，用于获取姿态解算组件、目标搜索装置、位置信息获取装置的数据信息，并对该数据信息进行运算处理，并将上述数据信息、运算处理结果通过通信模块进行传输。

如图4所示的实施例，所述的计算处理装置120设置有ARM处理器模块，该ARM处理器模块连接有通信模块，并且所述通信模块具有无线收发装置161，该无线收发装置161与位于地面的、与其对应的无线收发装置配套使用，从而实现数据信息的无线接收与无线发送。

上述无线收发装置可以为无线电台，为装有发送和接收无线电信号设备的台站，此种工作模式适用于利用无人机等进行的侦查、定位工作场景中，即本实用新型的载体为无人机或者其他飞行器时。

如图5所示的实施例，所述的计算处理装置120设置有ARM处理器模块，该ARM处理器模块连接有通信模块，并且所述通信模块具有有线电缆装置162，所述有线电缆装置162连接至上位机170。

所述的计算处理装置120通过有线电缆装置162将数据信息传输至上位机170，上位机170接收传输过来的数据信息。

所述的上位机接收有线电缆装置传输过来的数据信息，以满足操作人员可以直观地查看定位信息，并且，便于中控室内的工作人员根据其所查看到的定位信息做出相应决策，以进一步实现对现场定位测量过程的控制。

进一步的，上述ARM处理器模块具有RS-422串行通讯接口，RS-422是一种串行数据通信接口标准，支持点对多的双向通信，具有传输速率快和传输距离远的特点。

本实用新型所提供的目标定位装置，还设置有电源模块，电源模块分别与目标搜索装置、位置信息获取装置以及计算处理装置相连接，并为目标搜索装置、位置信息获取装置以及计算处理装置提供供电工作。

在此实施例中，上述目标搜索装置110以及位置信息获取装置130完成数据收集工作，计算处理装置内的姿态解算组件用于测量本实用新型载体的俯仰角度和横滚角度，计算装置内的ARM处理器模块对其接收到的数据信息进行运算处理，并通过通信模块完成数据信息、运算处理结果的传输工作。

具体的，目标搜索装置110，用于对目标物体进行搜索；位置信息获取装置130，用于提供本实用新型装置载体的地理位置信息以及本实用新型装置载体的方位北向信息，所述地理位置信息包括经度、纬度和海拔高度；姿态解算组件用于测量本实用新型装置载体的俯仰角度和横滚角度，上述对目标物体的搜索信息、本实用新型装置载体的地理位置信息、本实用新型装置载体的方位北向信息以及本实用新型装置载体的俯仰角度和横滚角度，均传输至计算处理装置的ARM处理器模块，由ARM处理器模块进行运算处理，与此同时，ARM处理器模块将目标物体的搜索信息、本实用新型装置载体的地理位置信息、本实用新型装置载体的方位北向信息、本实用新型装置载体的俯仰角度和横滚角度以及运算处理后的运算处理结果通过无线收发装置或者有线电缆装置进行传输。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种目标定位装置，其特征在于，具有：目标搜索装置、位置信息获取装置、计算处理装置和水平结构组件；

所述目标搜索装置、所述位置信息获取装置分别与所述计算处理装置相连接；

所述目标搜索装置、所述位置信息获取装置以及所述计算处理装置，三者一同固定安装于所述水平结构组件上。

2.根据权利要求1所述的目标定位装置，其特征在于，所述计算处理装置，具有姿态解算组件；

所述姿态解算组件与所述目标搜索装置、所述位置信息获取装置共同固定安装于所述水平结构组件上。

3.根据权利要求1所述的目标定位装置，其特征在于，所述目标搜索装置具有光电吊舱；

所述光电吊舱内安装有可见光摄像机或者红外摄像机；

所述光电吊舱内还安装有激光测距机。

4.根据权利要求1所述的目标定位装置，其特征在于，所述位置信息获取装置包括：主GPS天线模块、副GPS天线模块；所述主GPS天线模块与所述副GPS天线模块分别位于所述水平结构组件两端。

5.根据权利要求1所述的目标定位装置，其特征在于，所述水平结构组件包括：水平刚性固定杆和固定平板，所述固定平板下侧固定有目标搜索装置和计算处理装置；

所述固定平板上方设置有吊舱固定件、第二固定件；

所述水平刚性固定杆两端设置第三固定件以及第四固定件，所述第三固定件、第四固定件分别与所述位置信息获取装置相连接；

所述吊舱固定件、第二固定件、第三固定件以及第四固定件上均设有固定孔，所述固定孔的尺寸与所述水平刚性固定杆的横截面尺寸相对应。

6.根据权利要求1所述的目标定位装置，其特征在于，所述计算处理装置具有微处理器ARM处理器模块，所述ARM处理器模块连接有通信模块。

7.根据权利要求6所述的目标定位装置，其特征在于，所述通信模块具有无线收发装置或者有线电缆装置。

8.根据权利要求7所述的目标定位装置，其特征在于，所述有线电缆装置连接至上位机。

9.根据权利要求1～8任一所述的目标定位装置，其特征在于，还具有电源模块；

所述电源模块分别与所述目标搜索装置、所述位置信息获取装置以及所述计算处理装置相连接。

10.根据权利要求8所述的目标定位装置，其特征在于，所述ARM处理器模块具有串行接口RS-422串行通讯接口。