RU2275652C2 - Method for location of radiation source and device for its realization - Google Patents
Method for location of radiation source and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2275652C2 RU2275652C2 RU2001114140/28A RU2001114140A RU2275652C2 RU 2275652 C2 RU2275652 C2 RU 2275652C2 RU 2001114140/28 A RU2001114140/28 A RU 2001114140/28A RU 2001114140 A RU2001114140 A RU 2001114140A RU 2275652 C2 RU2275652 C2 RU 2275652C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angles
- bearings
- radiation sources
- determining
- coordinates
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области специального оптического приборостроения и, в частности, к системам дистанционного определения ориентации подвижных объектов и может быть использовано при создании систем робототехники, а именно устройств, определяющих положение рабочего органа манипуляторов, а также систем управления, где используются данные о разворотах головы оператора, и т.п.The invention relates to the field of special optical instrumentation and, in particular, to remote sensing systems for the orientation of moving objects and can be used to create robotics systems, namely, devices that determine the position of the working body of manipulators, as well as control systems that use data about head operator turns , etc.
В настоящее время широко применяются для наведения различных управляемых подсистем, переключения органов управления без использования рук, за счет использования данных о разворотах головы оператора так называемые нашлемные системы целеуказания. Эти системы базируются на устройствах дистанционного определения ориентации подвижных объектовCurrently, they are widely used for guidance of various controlled subsystems, switching control elements without using hands, due to the use of data on head operator turns in the so-called helmet-mounted target designation systems. These systems are based on remote sensing devices for moving objects.
Оптические устройства дистанционного определения ориентации подвижных объектов содержат размещаемые на подвижном объекте реперные источники излучения (РИ) и оптико-локационные блоки (ОЛБ), размещаемые на базовом (неподвижном) основании, относительно которого производится определение ориентации подвижного объекта. Оптико-локационные блоки определяют направления на отдельные РИ (углы-пеленги РИ), используя которые определяют ориентацию подвижных объектов. В ОЛБ широко используются двумерные анализаторы плоских изображений, например, на основе матричных фотодетекторов в сочетании с дальномерным устройством. См. "Техническое зрение роботов" под общей редакцией д-ра т.н. Ю.Г.Якушенкова. М.: Машиностроение, 1990 г., стр.168. В классической стереоскопической схеме построения устройств определения ориентации подвижных объектов измеряют углы-пеленги РИ с двух точек, разнесенных на известное расстояние, затем определяют координаты РИ и ориентацию подвижного объекта.Optical devices for remote determination of the orientation of moving objects contain reference radiation sources (RI) located on a moving object and optical-location blocks (OLB) placed on a base (fixed) base, relative to which the orientation of the moving object is determined. Optical location blocks determine the directions to individual radiation sources (radiation angles-bearings), using which they determine the orientation of moving objects. In the ARS, two-dimensional flat image analyzers are widely used, for example, based on matrix photodetectors in combination with a rangefinder. See "Technical Vision of Robots" under the general editorship of Dr. so-called Yu.G. Yakushenkova. M .: Engineering, 1990, p. 168. In the classical stereoscopic scheme for constructing devices for determining the orientation of moving objects, the angles of bearings of the RS are measured from two points spaced a known distance, then the coordinates of the RS and the orientation of the moving object are determined.
Известны устройства локации источников излучения, размещаемых на подвижных объектах, например патенты США №4193689, №4209254; Великобритании №2002968, №1520154. Эти устройства содержат размещенные на подвижном объекте РИ, а на неподвижном объекте - М фотоприемных оптико-локационных блоков, где M≥2, определяющих углы-пеленги реперных источников, и блоки определения координат реперных источников излучения и ориентации подвижного объекта.Known devices for locating radiation sources placed on moving objects, for example, US patents No. 4193689, No. 4209254; Great Britain No. 2002968, No. 1520154. These devices contain RI located on a moving object, and M photo-receiving optical-location blocks, where M≥2, which determine the bearing angles of reference sources, and blocks for determining the coordinates of reference radiation sources and the orientation of the moving object, located on a fixed object.
В указанных устройствах реализуется следующий способ определения координат РИ:In these devices, the following method for determining the coordinates of RI is implemented:
- определяют сигналы, соответствующие положению изображения РИ в плоскости фотодетектора;- determine the signals corresponding to the position of the image RI in the plane of the photodetector;
- по полученным сигналам с учетом фокусного расстояния оптической схемы формирователя изображения РИ определяют углы-пеленги каждого РИ подвижного объекта;- according to the received signals, taking into account the focal length of the optical circuit of the RI imager, the bearing angles of each RI of the moving object are determined;
- на основании данных углов-пеленгов с учетом известного расстояния между точками определения углов-пеленгов определяют координаты РИ.- based on the data of the bearing angles taking into account the known distance between the points of determination of the bearing angles determine the coordinates of the RI.
Данный способ, а также устройство для его реализации описаны в патенте Великобритании №2002986, в котором предусматривается использование цилиндрического объектива-анаморфота для формирования изображения РИ в плоскости линейки фотодетекторов. Определив координату изображения РИ и зная фокусное расстояние цилиндрического объектива, определяют угол-пеленг РИ. Используя полученные данные и зная расстояние между формирователями изображения (точками, относительно которых производятся отсчеты углов-пеленгов), определяют координаты РИ.This method, as well as a device for its implementation, are described in British Patent No. 2002986, which provides for the use of a cylindrical anamorphic lens to form an RI image in the plane of the line of photodetectors. Having determined the coordinate of the RI image and knowing the focal length of the cylindrical lens, the RI angle bearing is determined. Using the obtained data and knowing the distance between the imaging devices (points relative to which the angle-bearing measurements are made), the coordinates of the radiation sources are determined.
Измерение ориентации подвижного объекта производится в три этапа: определение углов-пеленгов, координат РИ (точек M1 и М2), а затем, используя полученные значения координат РИ, определение ориентации подвижного объекта.Measurement of the orientation of a moving object is carried out in three stages: determination of bearing angles, RS coordinates (points M 1 and M 2 ), and then, using the obtained values of RS coordinates, determining the orientation of a moving object.
При проведении локации РИ определяются координаты изображения РИ на фотодетекторе 10, это ZBM1 и ZBM2. Используя полученные значения, а также фокусное расстояние f объектива 6, определяются углы пеленги РИ М1 и М2.When conducting the location of the RI, the coordinates of the image of the RI on the
где i=1, 2.where i = 1, 2.
Аналогично определяются углы αi в оптико-локационном блоке 4.The angles α i in the
Определение координат точек M1 и M2 производится с использованием следующих функциональных зависимостей:The coordinates of the points M 1 and M 2 are determined using the following functional dependencies:
Точность определения координат РИ M1 и М2 определяется точностью отсчета углов-пеленгов αi, βi, a также точностью определения базового расстояния Бi между оптико-локационными блоками, т.е. между точками отсчета углов-пеленгов в каждом оптико-локационном блоке. Это расстояние можно записать в следующем видеThe accuracy of determining the coordinates of the RI M 1 and M 2 is determined by the accuracy of the reference angles-bearings α i , β i , as well as the accuracy of determining the base distance B i between the optical-location blocks, i.e. between reference points of bearing angles in each optical location block. This distance can be written as follows
где: Б0 - номинальное значение базового расстояния при углах α0 и β0;where: B 0 - nominal value of the base distance at angles α 0 and β 0 ;
ΔБαi и ΔБβi - переменная часть базового расстояния в блоках А и В.ΔБα i and ΔБβ i - the variable part of the base distance in blocks A and B.
Погрешность определения координат РИ определяется точностью отсчета углов-пеленгов относительно предварительно установленной точки отсчета и точностью соответствия координат точки отсчета, принятых в измерительной схеме, координатам реальной точки отсчета. В оптико-локационных блоках лучевой поток РИ взаимодействует с оптическими компонентами измерительной схемы и дополнительно смещается (изменяются параметры ориентации его направления) относительно первоначально принятой точки отсчета. Так, при использовании зеркальных сканирующих элементов для расширения поля зрения фотодетекторов происходит смещение точки отражения лучей (точки отсчета углов-пеленгов) при разворотах зеркальных подвижных компонентов. Такие смещения луча приводят к изменению координат предварительно принятой точки отсчета его угловой ориентации, которое в реальных схемах измерений достигает несколько миллиметров. Т.к. удаление РИ от оптико-локационого блока в устройствах робототехники, в нашлемных системах целеуказания составляет 0,5...1,5 м, то это приводит к дополнительной погрешности отсчета углов-пеленгов в несколько угловых минут, что в свою очередь приводит к дополнительной погрешности порядка углового градуса в определении углов ориентации подвижного объекта. Во многих системах такая погрешность определения координат РИ неприемлема.The error in determining the coordinates of the RI is determined by the accuracy of the reference angles-bearings relative to the previously set reference point and the accuracy of the correspondence of the coordinates of the reference point, adopted in the measuring scheme, to the coordinates of the real reference point. In the optical-location blocks, the radiation beam of the radiation interacts with the optical components of the measuring circuit and is additionally shifted (the orientation parameters of its direction are changed) relative to the originally adopted reference point. So, when using mirror scanning elements to expand the field of view of photodetectors, the reflection point of the rays (the reference point of bearing angles) is shifted during the turns of the mirror moving components. Such displacements of the beam lead to a change in the coordinates of the previously adopted reference point of its angular orientation, which in real measurement schemes reaches several millimeters. Because the removal of radiation from the optical-location unit in robotics devices, in helmet-mounted target designation systems is 0.5 ... 1.5 m, this leads to an additional error in reading angles-bearings in several angular minutes, which in turn leads to an additional error the order of the angular degree in determining the orientation angles of a moving object. In many systems, such an error in determining the coordinates of RI is unacceptable.
Недостатком известных способа и устройства определения координат РИ является отсутствие оперативного отслеживания за изменениями параметров реальной геометрической схемы отсчета углов-пеленгов (смещение точки отсчета углов-пеленгов), а также отсутствие автоматической коррекции выявленных изменений, что ограничивает точность определения углов-пеленгов.A disadvantage of the known method and device for determining the coordinates of RI is the lack of operational tracking of changes in the parameters of the real geometric reference frame for bearing angles (offset of the reference point for bearing angles), as well as the lack of automatic correction of the detected changes, which limits the accuracy of determining bearing angles.
Способ и устройство, принимаемые за прототип, реализованы в устройстве по патенту Великобритании GB 2002986. В устройстве определяются углы-пеленги РИ по измеренным координатам изображения РИ на фотодетекторах. При этом не учитывается смещение потока излучения от РИ при прохождении вспомогательных оптических компонентов (светофильтра, защитного стекла фотодетектора).The method and device adopted for the prototype are implemented in the device according to GB Patent GB 2002986. The device determines the angles of the bearings of RI from the measured coordinates of the image of RI at photo detectors. In this case, the shift of the radiation flux from the radiation source during the passage of auxiliary optical components (light filter, protective glass of the photodetector) is not taken into account.
В качестве примера рассмотрим устройство определения координат РИ, представленное на Фиг.1, которое выполнено в соответствии с геометрической схемой отсчета, принятой в прототипе.As an example, consider the device for determining the coordinates of the RI, presented in figure 1, which is made in accordance with the geometric reference frame adopted in the prototype.
Устройство (Фиг.1) содержит РИ 1 (точечные излучатели M1 и M2), размещенные на подвижном объекте 2, ОЛБ 3 и 4, а также последовательно соединенные блок определения углов-пеленгов 5, блок 6 определения координат реперных излучателей, блок 7 определения ориентации подвижного объекта. ОЛБ содержит последовательно расположенные формирователь изображения РИ - цилиндрический объектив 8, светофильтр 9 и позиционно-чувствительный фотодетектор 10. Выход каждого ОЛБ подсоединен к входу блока 5.The device (Figure 1) contains RI 1 (point emitters M 1 and M 2 ) located on a
Реперные излучатели M1 и М2 размещены на подвижном объекте вдоль вектора Хру направления его ориентации. На неподвижном блоке устанавливаются вдоль оси OZ (точки А и В) два оптико-локационных блока, измеряющих углы-пеленги проекций реперных излучателей на плоскость XOZ.Reference emitters M 1 and M 2 are placed on a moving object along the Xpu vector of the direction of its orientation. On a fixed block, two optical location blocks are installed along the OZ axis (points A and B), which measure the bearing angles of the projections of the reference emitters on the XOZ plane.
Измерение ориентации подвижного объекта производится в три этапа: определение углов-пеленгов, координат РИ (точек М1 и М2), а затем, используя полученные значения координат РИ, определение ориентации подвижного объекта.Measurement of the orientation of a moving object is carried out in three stages: determination of bearing angles, RI coordinates (points M 1 and M 2 ), and then, using the obtained values of RI coordinates, determination of the orientation of a moving object.
Оптико-электронные блоки кроме объективов и фотодетекторов могут иметь в своем составе сканирующие зеркала, которые в процессе измерения углов-пеленгов также могут привести к дополнительному смещению точки отсчета углов-пеленгов.Optoelectronic units, in addition to lenses and photodetectors, can include scanning mirrors, which during the measurement of bearing angles can also lead to an additional shift of the reference point of the bearing angles.
Для оценки изменения координат точек отсчета углов-пеленгов, а значит, и расчетного базового расстояния в сканирующих системах с вращающимися зеркальными призмами проведем анализ оптической схемы сканирующей системы, которая предназначена для определения координат проекций точек Мi на плоскость XAZ измерительной системы координат, обозначенной на Фиг.2.To assess the change in the coordinates of the reference points of the bearing angles, and hence the estimated base distance in scanning systems with rotating mirror prisms, we will analyze the optical scheme of the scanning system, which is designed to determine the coordinates of the projections of the points M i on the XAZ plane of the measuring coordinate system indicated in FIG. .2.
Измерительная схема включает два сканирующих ОЛБ 3 и 4, каждый из которых содержит зеркальную призму 11 с радиусом вписанной окружности R, гранью KL и объектив 8 с фотодетектором 10, оптическая ось которого обозначена прямой PN. Центр зоны сканирования каждого ОЛБ задается прямой, положение которой может быть определено условием пересечения радиуса призмы R и прямой PN под углом ξ=45°. Сканирующие ОЛБ расположены в пеленгационной системе координат XOZ так, чтобы обеспечивалось наличие совместной зоны сканирования обоих ОЛБ в области наиболее вероятного положения РИ (Mi).The measuring circuit includes two scanning
Излучение от РИ отражается от зеркальной грани KL сканирующей призмы 11 и по направлению прямой PN попадает на фотодетектор 10. При развороте призмы 11 поле зрения фотодетектора 10 сканирует (просматривает) зону возможного положения РИ. Угол разворота сканирующей призмы 11 соответствует удвоенному углу разворота поля зрения фотодетектора 10 в выбранной системе координат. Отсчет угла производится относительно начального угла разворота призмы 11 (угол φ), когда поле зрения фотодетектора 10 ориентировано относительно зоны возможных положений РИ, например находится на его границе (либо в центре зоны). Тогда угол-пеленг РИ будет равен α=φ-2γ. Точка, относительно которой производится измерение углов-пеленгов, может быть установлена как точка пересечения прямых PN и KL (например, точка А) при развороте призмы на угол φ. Тогда базовое расстояние для определения координат РИ - расстояние между двумя точками отсчета углов, прямая АВ, которая параллельна оси OZ системы координат расположения осей вращения зеркального элемента (сканирующей призмы).The radiation from the XRD is reflected from the mirror face KL of the
Происходящие в процессе сканирования (при разворотах призмы относительно объектива) смещения точек отсчета углов-пеленгов (Аα0, Аα1, Аα2, Вα0, Bα1, Вα2) приводят к изменению размера и углового положения отрезка АВ, что в свою очередь проводит к погрешности определения координат РИ, а далее и подвижного объекта.The displacements of the reference points of the bearing angles (Aα 0 , Aα 1 , Aα 2 , Bα 0 , Bα 1 , Bα 2 ) that occur during scanning (when the prism turns relative to the lens) lead to a change in the size and angular position of the segment AB, which in turn leads to an error in determining the coordinates of RI, and then the moving object.
Рассмотрим изменения параметров отрезка Aα1, Aα2, проводя анализ изменения координат точки Аαi, при измерении углов-пеленгов α1, α2, при разворотах призмы относительно объектива в сканирующем ОЛБ 4 (Фиг.3). Процесс изменения координат точки отсчета в ОЛБ 3 аналогичен.Consider the changes in the parameters of the segment Aα 1 , Aα 2 , analyzing the change in the coordinates of the point Aα i , when measuring the bearing angles α 1 , α 2 , when the prism turns relative to the lens in the scanning ARS 4 (Figure 3). The process of changing the coordinates of the reference point in
Уравнения прямых KL, PN могут быть записаны в следующем виде:The equations of lines KL, PN can be written in the following form:
Решив совместно уравнения относительно координат ZA, ХA точки D, получим выражение для координат точки А:Having solved the equations with respect to the coordinates Z A , X A of the point D, we obtain the expression for the coordinates of the point A:
В соответствии с полученным выражением видно (Фиг.3), что при развороте призмы 11 на угол γ2 происходит смещение точки отсчета угла-пеленга в новое положение, (точка Аα2 с координатами ΔZDα2, ΔXDβ2), что приводит к изменению базового расстояния на величину ΔБα2 (зона Е).In accordance with the expression obtained, it is seen (Figure 3) that when the
Задача предлагаемого технического решения - проведение автоматизированного оперативного уточнения параметров схемы измерения углов-пеленгов (учет изменения координат точки отсчета углов-пеленгов при каждом измерении) в процессе работы устройства, что особенно важно при малых значениях расстояния между подвижным и неподвижным объектами.The objective of the proposed technical solution is to carry out an automated on-line refinement of the parameters of the angular bearing measurement scheme (taking into account changes in the coordinates of the reference point of the angular bearing during each measurement) during the operation of the device, which is especially important for small values of the distance between moving and stationary objects.
Целью предлагаемого способа локации РИ является повышение точности отсчета координат РИ за счет коррекции координат точек отсчета углов-пеленгов РИ.The purpose of the proposed method for locating RI is to increase the accuracy of the reference coordinates of the RI due to the correction of the coordinates of the reference points of the angles-bearings of the RI.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в новом наборе действий при определении координат РИ, когда, определив угол-пеленг РИ, используют полученное значение для определения смещения точки отсчета угла-пеленга, а затем полученное значение смещения используют для коррекции параметров геометрической схемы измерений, принятой для расчета координат РИ.The essence of the proposed technical solution consists in a new set of actions when determining the coordinates of the RS, when, having determined the angle-bearing of the RS, use the obtained value to determine the offset of the reference point of the angle-bearing, and then the obtained offset value is used to correct the parameters of the geometric measurement scheme adopted for the calculation RI coordinates.
Поставленная цель достигается тем, что в способе, основанном на определении углов-пеленгов РИ, определение углов пеленгов источников излучения осуществляют с помощью двух оптико-локационных блоков, каждый из которых содержит сканирующую отражающую поверхность, объектив и фотоприемник, а в качестве точки отсчета углов-пеленгов используют точку, расположенную на пересечении сканирующей отражающей поверхности и оптической оси объектива, причем при определении углов-пеленгов определяют смещение точек отсчета углов-пеленгов, которое используют при определении координат источников излучения. Например, корректируют значение расстояния между точками отсчета углов-пеленгов в системе, где используются несколько ОЛБ, либо корректируют предварительно измеренные значения углов-пеленгов.This goal is achieved by the fact that in the method based on the determination of the angles-bearings of the radiation sources, the determination of the angles of bearings of the radiation sources is carried out using two optical-location blocks, each of which contains a scanning reflective surface, a lens and a photodetector, and as a reference point of the angles bearings use a point located at the intersection of the scanning reflecting surface and the optical axis of the lens, and when determining angles, bearings determine the offset of the reference points of the angles-bearings, which is used lzuyut when determining the origin of the radiation sources. For example, adjust the distance between the reference points of the bearing angles in a system where several OLS are used, or correct the previously measured values of the bearing angles.
Устройство дистанционного определения координат источников излучения содержит углоизмерительный оптико-локационный блок, блок определения координат источников излучения, а также блок определения смещения точек отсчета углов-пеленгов.A device for remote determination of the coordinates of radiation sources contains a corner optical-location unit, a unit for determining the coordinates of radiation sources, and also a unit for determining the offset of the reference points of the angle bearings.
Блок определения координат РИ может содержать узел ввода и хранения данных о координатах местоположения базовых точек отсчета углов-пеленгов в системе координат оптико-локационных блоков, сумматор и узел расчета координат источников излучения.The RI coordinate determination unit may contain an input and storage unit for the location coordinates of the reference points of the bearing angles in the coordinate system of the optical location blocks, an adder and a unit for calculating the coordinates of radiation sources.
Изложенная сущность предложенного способа и устройства поясняется следующим описанием и чертежами, где изображены:The essence of the proposed method and device is illustrated by the following description and drawings, which depict:
Фиг.1 - блок-схема известного устройства локации источников излучения;Figure 1 is a block diagram of a known device for locating radiation sources;
Фиг.2 - геометрическая схема определения координат РИ с использованием сканирующих зеркальных призм;Figure 2 is a geometric diagram of determining the coordinates of the RI using scanning mirror prisms;
Фиг.3 - геометрическая схема смещения точек отсчета углов-пеленгов при использовании сканирующих зеркальных призм;Figure 3 is a geometric diagram of the offset of the reference points of the angles-bearings when using scanning mirror prisms;
Фиг.4 - блок-схема устройства дистанционного определения ориентации подвижного объекта с учетом изменения базового расстояния между точками отсчета углов пеленгов;Figure 4 is a block diagram of a device for remote determination of the orientation of a moving object, taking into account changes in the base distance between the reference points of the angles of bearings;
Фиг.5 - оптическая схема сканирующего оптико-локационного блока.5 is an optical diagram of a scanning optical location unit.
В качестве примера реализации предлагаемого способа определения положения РИ рассмотрим блок-схему устройства определения координат РИ, установленных на подвижном объекте (защитном шлеме), в котором обеспечен автоматический учет изменения расстояния между точками отсчета углов-пеленгов в оптико-локационных блоках, представленную на Фиг.4.As an example of the implementation of the proposed method for determining the position of radiation sources, consider a block diagram of a device for determining the coordinates of radiation sources mounted on a movable object (protective helmet), which automatically takes into account the change in the distance between the reference points of the bearing angles in the optical location blocks shown in FIG. four.
Устройство содержит РИ 1 (точечные излучатели M1, M2 и М3), размещенные на подвижном объекте (защитном шлеме) 2, ОЛБ 3 и 4, а также блок определения углов-пеленгов 5, блок 6 определения координат РИ, блок 7 определения ориентации подвижного объекта. При этом ОЛБ содержит объектив 8, светофильтр 9, фотодетектор 10, сканирующую зеркальную призму 11, зеркало 12. Устройство также содержит блок 13 определения величины смещения точек отсчета углов-пеленгов, блок 14 ввода и хранения данных расстояния между оптико-локационными блоками 3 и 4, сумматор 15.The device contains RI 1 (point emitters M 1 , M 2 and M 3 ) located on a moving object (protective helmet) 2,
Данные о расстояниях установки оптико-локационных блоков относительно друг друга, расстояние между точками А и В, т.е. Б0, которые определяются компоновкой устройства, предварительно вводятся в узел 14, где и хранятся на весь период работы устройства. Узел 14 ввода и хранения может быть выполнен в виде набора переключателей, формирующих соответствующий двоичный код, либо в виде микросхемы перепрограммируемой памяти.Data on the installation distances of the optical-location blocks relative to each other, the distance between points A and B, i.e. B 0 , which are determined by the layout of the device, are previously entered into the
В оптико-локационных блоках 3, 4, где применена вращающаяся призма, - данные об угле поворота призмы 11 в момент, когда излучение попадает на фотодетектор 10. На базе этих данных, а также данных о конструктивных параметрах ОЛБ в блоке 5 производится определение углов-пеленгов РИ. Так, на основании сигналов, поступающих из блока 4, определяются углы-пеленги αi, где i - номер источника излучения, а на основании сигналов оптико-локационного блока 3 определяются углы-пеленги βi. Углы-пеленги αi и βi передаются в блок 6 определения координат реперных излучателей, где хранятся весь период следующего цикла определения углов-пеленгов.In the optical-
Одновременно значения углов-пеленгов αi и βi поступают на вход блока 13 определения величины смещения точек отсчета углов-пеленгов, т.е. изменения базового расстояния между точками отсчета. В этом блоке на основании измеренных углов-пеленгов определяют дополнительные смещения точек. Так, для блока 4 это дополнительное смещение точки засветки фотоприемника и соответствующее эквивалентное смещение точки отсчета для каждого измеренного угла, т.е. формируется значение ΔБ(αi), а для блока 3 это смещение точки отсчета на грани призмы для каждого измеренного угла, т.е. формируется значение ΔБ(βi).At the same time, the values of the bearing angles α i and β i are input to the
Сигналы, соответствующие наборам измерений на данный РИ, т.е. значения ΔБ(αi), ΔБ(βi) на РИ M1 и на РИ M2 с выхода блока 13 поступают на первый вход сумматора 15, на второй вход которого также поступают значения постоянной части базового расстояния Б0 с узла 14 ввода и хранения данных координат базовых точек отсчета углов-пеленгов в оптико-локационных блоках. С выхода сумматора 15 сигналы, соответствующие расчетному расстоянию между точками отсчета углов-пеленгов Бi=Б0±ΔБ(αi)±ΔБ(βi), поступают в блок 6.The signals corresponding to the measurement sets for a given RI, i.e. the values ΔБ (α i ), ΔБ (β i ) at the RI M 1 and at the RI M 2 from the output of
В блоке 6 после завершения цикла определения углов-пеленгов и соответствующего им расстояния между точками отсчета углов-пеленгов на основании полученных данных производится определение координат реперных источников, например по формулам (2) и (3). Для этого сигналы базового расстояния Бi=Б0±ΔБ(αi)±ΔБ(βi) при измерении углов-пеленгов для каждой точки Мi одновременно со значениями соответствующих углов пеленгов αi и βi с помощью вспомогательных вычислительных средств формируют сигнал, соответствующий пространственным координатам реперных излучателей.In
С выхода блока 6 пространственные координаты реперных излучателей Mi (X,Y,Z) поступают на вход блока 7 определения углов ориентации подвижного объекта. В блоке 7, используя данные о пространственных координатах РИ Мi, а также учитывая данные их взаимного расположения на подвижном объекте, производится определение параметров ориентации подвижного объекта - углов φy, φz вектора ориентации защитного шлема.From the output of
Блоки определения углов-пеленгов, координат реперных излучателей, ориентации подвижного объекта, определения корректирующих поправок могут быть выполнены с использованием стандартных наборов построения импульсной и вычислительной техники.Blocks for determining angles of bearings, coordinates of reference emitters, orientation of a moving object, determination of corrective corrections can be performed using standard sets of building pulse and computer technology.
В качестве примера одного из вариантов выполнения оптико-локационного блока, выполненного на базе сканирующей призмы, на Фиг.5 представлена оптическая схема оптико-локационного блока нашлемной системы целеуказания. Оптическая схема содержит сканирующую призму 11, зеркало 12, объектив 8 с узким полем зрения, светофильтр 9 и фотодетектор 10, а также лимбовое устройство 15 отсчета углов разворота призмы 11. Излучение от РИ проходит через входное стекло 16 и, отражаясь от зеркальной грани сканирующей призмы 11, зеркала 12, попадает через светофильтр 9 на вход объектива 10 и засвечивает фотодетектор 10. Угол поворота призмы 11 определяется с помощью лимбового устройства 16, которое представляет собой два лимба, один из которых, лимб 17, закреплен в корпусе блока, а второй, лимб 18, закреплен на оси призмы и вращается вместе с ней. При расположении РИ на центральной оси зоны сканирования его центральный луч излучения отражается от зеркальной грани призмы в точке Аα, при перемещении РИ по зоне сканирования точка отражения также смещается по грани призмы (выражение 6). Учет этого смещения в значении базового расстояния между точками отсчета углов-пеленгов в системе из двух оптико-локационных блоков повышает точность определения координат РИ.As an example of one of the embodiments of the optical-location unit, made on the basis of a scanning prism, Figure 5 presents the optical scheme of the optical-location unit of the helmet-mounted target designation system. The optical scheme contains a
По сравнению с прототипом предлагаемый способ и устройство имеют следующее преимущество:Compared with the prototype, the proposed method and device have the following advantage:
- осуществляется автоматическое определение смещения точек отсчета углов-пеленгов, используя которые обеспечивается повышение точности определения координат источников излучения и, как следствие, параметров ориентации подвижного объекта.- the automatic determination of the offset of the reference points of the bearing angles is carried out, using which the accuracy of determining the coordinates of radiation sources and, as a result, the orientation parameters of a moving object is improved.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001114140/28A RU2275652C2 (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Method for location of radiation source and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001114140/28A RU2275652C2 (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Method for location of radiation source and device for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001114140A RU2001114140A (en) | 2003-06-10 |
| RU2275652C2 true RU2275652C2 (en) | 2006-04-27 |
Family
ID=35610530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001114140/28A RU2275652C2 (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Method for location of radiation source and device for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2275652C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2442997C2 (en) * | 2009-07-06 | 2012-02-20 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военная Академия Войсковой Противовоздушной Обороны Вооруженных Сил Российской Федерации | Method for target ranging and optoelectronic system of search and track (its variants) |
| RU2468336C1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-27 | Святослав Николаевич Гузевич | Stereoscopic method of measuring distance and ship range- and direction-finder |
| RU2468383C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Method of determining relative position of objects |
| RU2624828C1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method for processing the sequence of images for automatic detection of tanker and evaluation of its trajector parameters for air replacement at the background of the starry sky |
| RU2655612C1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-05-29 | Святослав Николаевич Гузевич | Objects position and form definitions stereoscopic method with the reliability control |
-
2001
- 2001-05-28 RU RU2001114140/28A patent/RU2275652C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2442997C2 (en) * | 2009-07-06 | 2012-02-20 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Военная Академия Войсковой Противовоздушной Обороны Вооруженных Сил Российской Федерации | Method for target ranging and optoelectronic system of search and track (its variants) |
| RU2468383C1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Method of determining relative position of objects |
| RU2468336C1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-27 | Святослав Николаевич Гузевич | Stereoscopic method of measuring distance and ship range- and direction-finder |
| RU2624828C1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method for processing the sequence of images for automatic detection of tanker and evaluation of its trajector parameters for air replacement at the background of the starry sky |
| RU2655612C1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-05-29 | Святослав Николаевич Гузевич | Objects position and form definitions stereoscopic method with the reliability control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2001114140A (en) | 2003-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6031606A (en) | Process and device for rapid detection of the position of a target marking | |
| US5973788A (en) | System for point-by-point measuring of spatial coordinates | |
| US4691446A (en) | Three-dimensional position measuring apparatus | |
| US5175601A (en) | High-speed 3-D surface measurement surface inspection and reverse-CAD system | |
| US4660970A (en) | Method and apparatus for the contact-less measuring of objects | |
| US3864030A (en) | Eye position measuring technique | |
| US4146926A (en) | Process and apparatus for optically exploring the surface of a body | |
| EP0457548A2 (en) | Computer aided positioning system and method | |
| US5340060A (en) | Rendezvous docking optical sensor system | |
| JPS61240104A (en) | Method and device for electrooptically measuring size, position and attitude of object | |
| CN109655837B (en) | Laser ranging method and laser range finder | |
| JP2014527630A (en) | Measuring device for determining the spatial posture of a measuring aid | |
| JPH1183438A (en) | Position calibration method for optical measuring device | |
| Favre-Bulle et al. | Efficient tracking of 3D-robot positions by dynamic triangulation | |
| SE509005C2 (en) | Method and arrangement for non-contact measurement of the three-dimensional shape of detail objects | |
| US4518257A (en) | Optical inspection system and method | |
| CN103134443B (en) | A kind of large-caliber large-caliber-thicknreflector reflector surface shape auto-collimation detection device and method | |
| RU2275652C2 (en) | Method for location of radiation source and device for its realization | |
| US4561778A (en) | Apparatus for measuring the dimensions of cylindrical objects by means of a scanning laser beam | |
| EP0502162B1 (en) | Moire distance measurements using a grating printed on or attached to a surface | |
| CN106840030A (en) | A kind of two-dimentional long-range profile detection means and detection method | |
| Clark et al. | Measuring range using a triangulation sensor with variable geometry | |
| US10776950B2 (en) | Alignment system for imaging sensors in multiple orientations | |
| JPH01188254A (en) | Noncontact copying digitizing | |
| SU1435936A1 (en) | Optronic device for checking position of object |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20050131 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20050214 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20071031 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120529 |