RU2274876C1 - Method and device for determining coordinates of object - Google Patents
Method and device for determining coordinates of object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2274876C1 RU2274876C1 RU2004126289/09A RU2004126289A RU2274876C1 RU 2274876 C1 RU2274876 C1 RU 2274876C1 RU 2004126289/09 A RU2004126289/09 A RU 2004126289/09A RU 2004126289 A RU2004126289 A RU 2004126289A RU 2274876 C1 RU2274876 C1 RU 2274876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- coordinates
- panorama
- optical
- Prior art date
Links
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению, а именно к угломерным комплексам для определения координат удаленного объекта.The invention relates to instrumentation, namely to goniometric complexes for determining the coordinates of a remote object.
Известна (см., напр., патент РФ №2123165) оптико-лазерная система для прицеливания и дальнометрирования воздушных целей. Система состоит из лазерного излучателя с блоком накачки и приемника излучения, входящих в состав оптической следящей системы и дальномерного канала, а также блока вычислений. При этом следящая система содержит зеркало, установленное с возможностью поворота, положение которого определяется по сигналу, вырабатываемому блоком вычислений. Для уменьшения расходимости луча используется телескопический объектив. Недостатком системы является ее сравнительно узкое применение - в основном для ракет класса «воздух-воздух». Кроме того, вся система является довольно сложной и дорогостоящей.Known (see, for example, RF patent No. 2123165) is an optical laser system for aiming and ranging air targets. The system consists of a laser emitter with a pumping unit and a radiation receiver, which are part of the optical servo system and rangefinder channel, as well as a calculation unit. In this case, the tracking system contains a mirror mounted with the possibility of rotation, the position of which is determined by the signal generated by the calculation unit. A telescopic lens is used to reduce beam divergence. The disadvantage of the system is its relatively narrow application - mainly for air-to-air missiles. In addition, the entire system is quite complex and expensive.
Известна (см., напр., патент РФ №2155323) оптико-электронная система поиска и сопровождения цели, которая содержит подвижное зеркало с датчиком углов и приводам, спектроделительный фильтр, пеленгационный канал, формирующий сигнал рассогласования между оптической осью системы и направлением на цель, а также передающий и приемный лазерные каналы. В режиме поиска просмотр пространства целей осуществляется подвижным зеркалом по сигналам рассогласования между информациями пеленгационного канала и внешней системой целеуказания. Сигнал рассогласования между оптической ось системы и направлением на цель по двум координатам - азимуту и высоте подается на приводы подвижного зеркала, приводя изображение цели в центр поля зрения чувствительных площадок. Далее производится переход в режим слежения и дальнометрирования. Недостатком системы является возможность ее использования только для оружия с лазерным наведением.Known (see, for example, RF patent No. 2155323) is an optoelectronic target search and tracking system, which contains a movable mirror with an angle sensor and drives, a spectrodividing filter, a direction finding channel, which generates a mismatch signal between the optical axis of the system and the direction to the target, as well as transmitting and receiving laser channels. In the search mode, viewing the target space is carried out by a moving mirror according to the mismatch signals between the direction finding channel information and the external target designation system. The mismatch signal between the optical axis of the system and the direction to the target in two coordinates - azimuth and height is fed to the drives of the moving mirror, bringing the image of the target to the center of the field of view of the sensitive areas. Next, the transition to tracking and ranging mode. The disadvantage of the system is the possibility of its use only for weapons with laser guidance.
Наиболее близким к изобретению является локационное устройство (см. патент РФ №2032918). В него введены последовательно установленные и оптически сопряженные маломощный источник света, вращающееся однострочное оптико-механическое сканирующее устройство и контрольный фотоприемник, а также введен датчик угломестных координат, вход которого соединен с выходом контрольного фотоприемника, а выход - со вторым входом схемы сравнения, при этом вращающееся однострочное оптико-механическое сканирующее устройство также оптически сопряжено с лазерным передатчиком и механически связано с вращающимся измерителем азимута и угла места. Недостатком устройства является его ограниченное применение - для систем предупреждения столкновений. Кроме того, устройство является довольно сложным и дорогостоящим. В этом устройстве также не предусмотрена возможность уточнения и стабилизации пространственной оси визирования при наблюдении удаленного объекта.Closest to the invention is a location device (see RF patent No. 2032918). A low-power light source, a rotating single-line optical-mechanical scanning device and a control photodetector are introduced in series and optically coupled to it, and an elevation coordinate sensor is introduced, the input of which is connected to the output of the control photodetector, and the output is connected to the second input of the comparison circuit, while a single-line optical-mechanical scanning device is also optically coupled to a laser transmitter and mechanically connected to a rotating azimuth and month angle meter that one. The disadvantage of this device is its limited use - for collision avoidance systems. In addition, the device is quite complex and expensive. This device also does not provide for the possibility of clarifying and stabilizing the spatial axis of sight when observing a distant object.
Задачей изобретения является предварительное формирование и ориентирование полной панорамы наблюдаемой местности для последующей фиксации угловых координат объекта наблюдения с использованием созданной панорамы.The objective of the invention is the preliminary formation and orientation of the full panorama of the observed terrain for subsequent fixation of the angular coordinates of the object of observation using the created panorama.
Техническим результатом является высокая надежность, точность и простота предложенного технического решения. Кроме того, значительно расширяются сферы применения изобретения, в частности, его можно использовать на самолетах при сохранении всех имеющихся преимуществ, что ранее представляло значительные трудности.The technical result is high reliability, accuracy and simplicity of the proposed technical solution. In addition, the scope of the invention is expanding significantly, in particular, it can be used on airplanes while maintaining all the available advantages, which previously represented significant difficulties.
Технический результат достигается тем, что в способе определения координат удаленного объекта на местности, включающего в себя сканирование местности, измерение угловых координат объектов местности с обработкой данных в устройстве управления и вычислений, после фиксации координат места наблюдения, с этого места производят серию снимков панорамы местности и вводят их в память блока поля кадров, затем с помощью коррелятора производят объединение снимков в единую, или эталонную панораму наблюдаемой местности, причем по заранее известным параметрам оптической системы на полученной панораме фиксируют относительные угловые координаты в виде точек изображения, затем ориентируют панораму с помощью репера, координаты которого известны, находящегося в поле зрения наблюдателя, перекрываемого панорамой, репер совмещают с линией визирования, делают снимок этой части панорамы, находят аналогичный снимок на панораме, фиксируют его угловое положение и с помощью устройства управления и вычислений осуществляют соответствующую привязку всех точек панорамы, то есть определяют истинное угловое положение панорамы, после этого наблюдатель совмещает линию визирования с тем или иным наблюдаемым объектом и производит запись соответствующего кадра, кадр поступает в коррелятор, который находит место положения аналогичного снимка на эталонной панораме, а устройство управления и вычислений фиксирует истинные углы на объект наблюдения, в процессе наблюдения осуществляют также стабилизацию оптической оси визирования за счет развязки ее с корпусом оптического прибора наблюдателя.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the coordinates of a remote object on the terrain, which includes scanning the terrain, measuring the angular coordinates of terrain objects with data processing in the control and computing device, after fixing the coordinates of the observation site, a series of terrain panoramas are taken from this place and they are introduced into the memory of the block of the field field, then using the correlator the images are combined into a single or reference panorama of the observed area, moreover, they are known in advance the parameters of the optical system on the resulting panorama fix the relative angular coordinates in the form of image points, then orient the panorama with the help of a frame whose coordinates are known, located in the field of view of the observer covered by the panorama, combine the frame with the line of sight, take a picture of this part of the panorama, find a similar picture on the panorama, fix its angular position and with the help of the control device and calculations carry out the corresponding binding of all points of the panorama, that is, determine the source different angular position of the panorama, after which the observer combines the line of sight with one or another observed object and records the corresponding frame, the frame enters the correlator, which finds the position of the same image on the reference panorama, and the control and calculation device captures the true angles to the object of observation, in the process of observation, the optical axis of sight is also stabilized by decoupling it from the body of the observer's optical device.
Технический результат достигается также и тем, что в устройстве для определения координат объекта на местности, содержащем оптическую систему наблюдения для сканирования местности, устройство для определения угловых координат, устройство управления и вычислений, оптическая система наблюдения связана с устройством для фиксации оптического изображения в цифровом виде, в устройство для определения координат объекта на местности введен прибор определения собственных координат наблюдателя, соединенный своим выходом с входом устройства управления и вычислений, устройство фиксации оптического изображения в цифровом виде соединено своим выходом с входом блока памяти одного кадра, соединенного своими выходом-входом соответственно с входом-выходом коррелятора, который связан своими выходом-входом соответственно с входом-выходом блока памяти поля кадров и своим выходом-входом соответственно с входом-выходом устройства управления и вычислений, блок памяти поля кадров также соединен своим выходом с входом устройства управления и вычислений, выполняющего функции определения угловых координат, причем устройство для фиксации оптического изображения в цифровом виде размещено на корпусе оптической системы наблюдения.The technical result is also achieved by the fact that in the device for determining the coordinates of an object on the ground, containing an optical observation system for scanning the terrain, a device for determining angular coordinates, a control and computing device, an optical monitoring system is associated with a device for capturing an optical image in digital form, a device for determining the observer’s own coordinates, connected by its output to the input of the device, was introduced into the device for determining the coordinates of an object on the ground control and computing device for capturing an optical image in digital form is connected by its output to the input of the memory block of one frame, connected by its output-input, respectively, to the input-output of the correlator, which is connected by its output-input, respectively, to the input-output of the frame field memory block and its output-input, respectively, with the input-output of the control and computing device, the frame field memory unit is also connected by its output to the input of the control and computing device, which performs the functions of Nia angular coordinates, the apparatus for fixing an optical image in digital form is placed on the housing of the optical observation system.
Кроме того, все остальные указанные приборы, устройства и блоки размещены на корпусе оптической системы наблюдения.In addition, all other indicated devices, devices, and blocks are located on the housing of the optical surveillance system.
Тем самым удается зафиксировать истинные углы на объект наблюдения за счет определения истинного положения оси визирования при измерении координат объекта, при этом ось визирования не привязывается к корпусу оптической системы. Достигаемые точность и надежность измерений максимальны. При этом области применения в сфере измерения угловых координат удаленных объектов практически ничем не ограничены.Thus, it is possible to fix the true angles to the object of observation by determining the true position of the axis of sight when measuring the coordinates of the object, while the axis of sight is not attached to the body of the optical system. The achieved accuracy and reliability of measurements are maximum. At the same time, the applications in the field of measuring the angular coordinates of distant objects are practically unlimited.
На чертеже показана блок-схема устройства для определения координат объекта на местности.The drawing shows a block diagram of a device for determining the coordinates of an object on the ground.
Устройство содержит оптическую систему наблюдения 1, например, бинокль, характеризующуюся стабилизацией оптической оси визирования за счет развязки ее с корпусом оптического прибора наблюдения, как это предусмотрено по патенту РФ №2136030. Для сохранения стабилизации изображения и удобства компоновки устройства как единого целого со всеми своими приборами, блоками и элементами предусмотрено размещение всех их на корпусе оптической системы наблюдения. Таким образом, стабилизированное изображение объекта на местности через светоделитель или дополнительный объектив (не показаны) переносится в устройство для фиксации оптического изображения в цифровом виде 2, в качестве которого можно использовать ПСЗ (прибор зарядовой связи) - матрицы. Для осуществления записи зафиксированного в цифровом виде оптического изображения выход устройства для фиксации оптического изображения в цифровом виде соединен с входом блока памяти одного кадра 3, являющегося, например, зоной общей памяти.The device contains an optical surveillance system 1, for example, binoculars, characterized by stabilization of the optical axis of sight due to its decoupling from the housing of the optical monitoring device, as provided for in RF patent No. 2136030. To maintain image stabilization and ease of layout of the device as a whole with all its devices, blocks and elements, it is provided that all of them are placed on the housing of the optical surveillance system. Thus, a stabilized image of an object on the ground through a beam splitter or an additional lens (not shown) is transferred to a device for capturing an optical image in digital form 2, which can be used as a PSZ (charge communication device) - matrix. To record a digitally recorded optical image, the output of the device for capturing an optical image in digital form is connected to the input of the memory unit of one frame 3, which, for example, is a shared memory zone.
Блок памяти одного кадра 3 своими выходом-входом соединен соответственно с входом-выходом коррелятора 4, являющегося частью универсального процессора и выполняющего функции выделения особых точек на изображении снимка, нахождении этих особых точек на пересекающихся частях снимков панорамы местности, сравнения особых точек одного кадра с особыми точками панорамы снимков. Коррелятор 4 подключен своими выходом-входом соответственно к входу-выходу блока памяти поля кадров 5 и к входу-выходу устройства управления и вычислений 6. Выход блока памяти поля кадров 5 соединен с входом устройства управления и вычислений 6. На этом же корпусе оптической системы наблюдения 1 может быть установлен прибор для определения собственных координат, или навигационный прибор 7, своим выходом соединенный с входом устройства управления и вычислений 6. В результате устройство при наличии указанных связей выполняет функции устройства для определения угловых координат без использования, в частности, отдельных приборов для съема азимута и измерения вертикали.The memory block of one frame 3 is connected with its output-input, respectively, to the input-output of the correlator 4, which is part of the universal processor and performs the function of highlighting singular points in the image of the image, finding these singular points on the intersecting parts of the terrain panorama images, comparing singular points of one frame with special points of a panorama of pictures. The correlator 4 is connected by its output-input, respectively, to the input-output of the frame field memory block 5 and to the input-output of the control and computing device 6. The output of the frame field 5 memory block is connected to the input of the control and computing device 6. On the same housing of the optical monitoring system 1, a device can be installed to determine its own coordinates, or a navigation device 7, with its output connected to the input of the control and computation device 6. As a result, the device, in the presence of these connections, functions as a device wa to determine the angular coordinates without using, in particular, individual instruments for measuring the azimuth and measuring the vertical.
Устройство определения координат удаленного объекта на местности работает следующим образом.A device for determining the coordinates of a remote object on the ground works as follows.
Наблюдатель занимает место наблюдения и определяет его координаты с помощью навигационного прибора 7. Затем наблюдатель производит серию снимков панорамы местности и вводит ее в память поля кадров 5. После этого производится как бы «склеивание» снимков в единую панораму с помощью коррелятора 4. Таким образом, получаем эталонное изображение требующейся нам панорамы местности для дальнейшего использования.The observer takes the place of observation and determines its coordinates using the navigation device 7. Then the observer makes a series of images of the panorama of the area and enters it into the memory of the frame field 5. After that, it is as if “gluing” the images into a single panorama using the correlator 4. Thus, we get a reference image of the required panorama of the area for further use.
Для ориентирования панорамы производят следующие действия. Поскольку параметры использующейся оптической системы наблюдения 1 известны, постольку в полученной панораме зафиксированы относительные угловые координаты в виде точек изображения. Но сама панорама не ориентирована. Чтобы произвести ориентирование в поле зрения наблюдателя, перекрываемого панорамой, выбирается определенный объект-репер, то есть объект, координаты которого известны. С помощью оптической системы наблюдения 1, устройства фиксации оптического изображения в цифровом виде - ПСЗ-матриц 2 и блока памяти одного кадра 3 производится еще один кадр так, чтобы репер совпадал с линией визирования. Этот кадр с помощью коррелятора 4 находят на панораме, фиксируют его угловое положение и устройство управления и вычислений 6 решает топогеодезическую задачу по определению истинного углового положения панорамы, что означает, что все точки панорамы привязаны.To orient the panorama, the following actions are performed. Since the parameters of the used optical observation system 1 are known, the relative angular coordinates in the form of image points are recorded in the resulting panorama. But the panorama itself is not oriented. In order to orient in the observer’s field of view, covered by a panorama, a certain reference object is selected, that is, an object whose coordinates are known. Using an optical surveillance system 1, a digital optical image capturing device — PSZ-matrices 2 and a memory unit of one frame 3, one more frame is produced so that the frame coincides with the line of sight. Using the correlator 4, this frame is found in the panorama, its angular position is fixed, and the control and computation device 6 solves the topographic and geodetic problem of determining the true angular position of the panorama, which means that all points of the panorama are attached.
После проведения этой предварительной работы наблюдатель совмещает линию визирования с наблюдаемым объектом и производит запись соответствующего кадра с вводом его в блок памяти одного кадра 3, откуда он поступает в коррелятор 4, который находит место положения снимка на эталонной панораме, а устройство управления и вычислений 6 фиксирует истинные углы на объект наблюдения.After this preliminary work, the observer combines the line of sight with the observed object and records the corresponding frame with its input into the memory unit of one frame 3, from where it enters the correlator 4, which finds the position of the image on the reference panorama, and the control and calculation device 6 captures true angles to the object of observation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126289/09A RU2274876C1 (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Method and device for determining coordinates of object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126289/09A RU2274876C1 (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Method and device for determining coordinates of object |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004126289A RU2004126289A (en) | 2006-02-20 |
RU2274876C1 true RU2274876C1 (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36050529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004126289/09A RU2274876C1 (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Method and device for determining coordinates of object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2274876C1 (en) |
-
2004
- 2004-09-02 RU RU2004126289/09A patent/RU2274876C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004126289A (en) | 2006-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1347267B1 (en) | Surveying instrument and method for acquiring image data by using the surveying instrument. | |
US3961851A (en) | Passive stereovision range finder | |
CN103119396B (en) | There is the Geodetic Measuring System of the video camera be integrated in remote control unit | |
US9778037B2 (en) | Scanner for space measurement | |
CN102985787B (en) | There is the geodetic apparatus that automatic, high precision marked point sights function | |
CA2519431C (en) | Method and device for image processing in a geodetical measuring appliance | |
AU2003229660B2 (en) | Electronic display and control device for a measuring device | |
JP4847872B2 (en) | Calibration of surveying instrument | |
US20070103671A1 (en) | Passive-optical locator | |
CN101821583B (en) | Surveying apparatus for tracking and surveying an object | |
US11796682B2 (en) | Methods for geospatial positioning and portable positioning devices thereof | |
US9482756B2 (en) | Tracker unit and method in a tracker unit | |
JP2000337815A (en) | Method and apparatus for measurement of three- dimensional coordinates in at least one object point | |
JP2008032701A (en) | Survey instrument | |
RU2274876C1 (en) | Method and device for determining coordinates of object | |
RU2515766C2 (en) | Television-laser sighting device/range-finder | |
RU2313116C1 (en) | Combined sight with laser range-finder | |
RU2324896C1 (en) | Surveillance optical device | |
RU170789U1 (en) | MULTI-CHANNEL OPTICAL-LOCATION SYSTEM | |
USH712H (en) | Method of stellar navigation using an optical correlator | |
RU2748872C1 (en) | Optical direction finding system of all-round view | |
RU2740472C2 (en) | Method for formation of spheropanoramic field of vision and aiming devices | |
RU2653158C1 (en) | Location optical-electronic module | |
RU2247941C2 (en) | Optical system for determining co-ordinates of object | |
JPS586482A (en) | Optical boresight device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20121219 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130903 |