RU2385471C2 - Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта - Google Patents
Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385471C2 RU2385471C2 RU2008116164/28A RU2008116164A RU2385471C2 RU 2385471 C2 RU2385471 C2 RU 2385471C2 RU 2008116164/28 A RU2008116164/28 A RU 2008116164/28A RU 2008116164 A RU2008116164 A RU 2008116164A RU 2385471 C2 RU2385471 C2 RU 2385471C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- values
- range
- speed
- measurement
- measurements
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения скорости движущегося объекта и расстояния до него. Способ включает зондирование объекта путем посылки на него серии n лазерных импульсов и определения в каждом i-м зондировании временного интервала t1 и между моментами излучения лазерного импульса, и приема отраженного объектом излучения. При каждом зондировании определяют и регистрируют значения моментов текущего времени Тi, регистрируют значения измеренных интервалов ti в серии зондирований. Для каждого зондирования определяют отсчеты дальности Ri=c·ti/2, где с - скорость света, интерполируют полученные выборочные значения Ri линейной зависимостью вида R*(T)=R*0+V*T, где R*0 - оценка дальности в начальный момент периода измерения, V* - оценка средней скорости объекта за время измерения, Т - текущее время, устанавливают величину ΔR допустимого отклонения измеренных значений от интерполирующей функции. После этого определяют модули ΔRi=/Ri(Ti)-Ri*(Ti)/ отклонения замеров Ri(Ti) от соответствующих интерполированных значений Ri*(Ti), аннулируют замеры, в которых ΔRi>ΔR, и повторно интерполируют оставшиеся выборочные значения дальности зависимостью вида R**(T)=R**0+V**T, по которой судят об уточненных значениях дальности и скорости объекта. Технический результат изобретения - повышение достоверности результатов измерения. 1 ил., 3 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в любой области, где необходимо определить скорость движущегося объекта и/или расстояние до него, в частности, для обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения транспортным средством.
Известен способ определения дальности до удаленного объекта путем зондирования его лазерным импульсом, приема отраженного объектом импульса излучения и определения временного интервала между моментами излучения зондирующего импульса и приема отраженного объектом импульса, по которому судят о дальности до объекта [1].
Недостатком этого способа является невозможность измерения скорости объекта.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта [2], согласно которому производят многократное зондирование объекта путем посылки на него серии n лазерных импульсов, при каждом i-м зондировании определяют временной интервал ti между моментами излучения зондирующего импульса и приема отраженного целью импульса, в первой половине серии определяют среднее значение определенных интервалов
во второй половине серии определяют среднее значение определенных интервалов
и определяют скорость объекта V по формуле V=c(tcp2-tcp1)/2T1/2, где с - скорость света, T1/2 - период времени между первой и второй половинами серии зондирования.
При ложных замерах (пропусках приема сигнала или при ложном сигнале, обусловленном помехой) возможны грубые ошибки, исправление которых невозможно, и согласно [2] при выявлении таких ошибок приходится повторять процедуру измерения скорости с самого начала.
Задачей изобретения является обеспечение возможности выявления ошибочных измерений и исправления ошибок в каждом измерении.
Указанная задача решается за счет того, что в известном способе определения скорости и дальности удаленного объекта, включающем многократное зондирование объекта путем посылки на него серии n лазерных импульсов и определения в каждом i-м зондировании временного интервала ti между моментами излучения лазерного импульса и приема отраженного объектом излучения, при каждом зондировании определяют и регистрируют значения моментов текущего времени Ti, в которые производят посылки лазерных импульсов, регистрируют значения измеренных интервалов ti в серии n зондирований, после завершения серии для каждого зондирования определяют отсчеты дальности Ri=c·ti/2, где с - скорость света, интерполируют полученные выборочные значения Ri линейной зависимостью вида R*(Т)=R*0+V*T, где R*0 - оценка дальности в начальный момент периода измерения, V* - оценка средней скорости объекта за время измерения, Т - текущее время, устанавливают величину ΔR допустимого отклонения измеренных значений от интерполирующей функции, причем ΔR=qσR, где q - коэффициент, определяемый заданной вероятностью безошибочного измерения, σR - среднеквадратическая ошибка измерения дальности в каждом из замеров, после чего определяют модули
ΔRi=/Ri(Ti)-Ri*(Ti)/ отклонения замеров Ri(Ti) от соответствующих интерполированных значений Ri*(Ti), аннулируют замеры, в которых ΔRi>ΔR, и повторно интерполируют оставшиеся выборочные значения дальности зависимостью вида R**(Т)=R**0+V**T, по которой судят об уточненных значениях дальности R**0 и скорости V** объекта.
При необходимости процедуру корректировки интерполирующей зависимости повторяют два или более раз и прекращают этот процесс, когда все оставшиеся замеры отвечают условию ΔRi<ΔR.
Вместо аннулированных замеров Ri(Ti) можно регистрировать и использовать при последующей интерполяции интерполированные значения Ri*(Ti).
На чертеже представлена временная диаграмма процесса определения скорости и дальности. Квадратиками показаны результаты зондирований, жирным пунктиром - интерполированная траектория R*(Т) объекта, штрихпунктиром - доверительные границы оценки измеренной траектории с учетом допуска ±ΔR. Звездочкой показано интерполированное значение отсчета , соответствующего ложному замеру RjTj, отклонение которого от превышает заданный допуск ΔR.
В моменты текущего времени T1, …Ti, …Tn производят зондирование объекта, регистрируют моменты Ti, определяют и регистрируют измеренные значения временных интервалов ti между моментами излучения зондирующего импульса и приема отраженного объектом импульса, определяют отсчеты дальности Ri и интерполируют их линейной зависимостью от текущего времени R*(Т). Заранее или в зависимости от решаемой задачи определяют величину допуска ±ΔR. Сравнивают каждый отсчет дальности Ri с соответствующим интерполированным значением и, если их разность превышает величину ΔR, то аннулируют такие отсчеты.
На чертеже показан отсчет Rj, произведенный при j-м зондировании в момент времени Tj и отклоняющийся от интерполированного значения на величину, превышающую заданный допуск ΔR. Такая процедура может быть проведена повторно, если после корректировки остались выборки, не удовлетворяющие условию
Пример 1.
Истинная траектория цели в условных единицах описывается зависимостью R=1+Т, то есть R0=1; V=1.
В результате восьми зондирований зарегистрированы следующие результаты.
Таблица 1 | ||||||||
i | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Тi | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Ri | 1 | 2 | 10 | 4 | 3 | 0 | 8 | 6 |
Определяют по формуле интерполированные значения дальности для моментов времени T*=Ti, а также отклонения результатов измерений Ri от этих значений.
Таблица 2 | ||||||||
T*=Ti | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
2,83 | 3,24 | 3,64 | 3,44 | 4,45 | 4,86 | 5,26 | 5,67 | |
-1,83 | -1,24 | 6,36 | 0,56 | -1,45 | -4,86 | 2,74 | 0,33 |
Устанавливают допустимое отклонение. Например, при среднеквадратической ошибке измерения дальности σR=1 и заданной вероятности ошибочного измерения не более 0,99 максимальная ошибка измерения дальности ∆R~3σR=3 м. Этому условию не удовлетворяют результаты измерений R3(T=2)=10 и R6(T=5)=0. Аннулируют эти замеры и повторно производят линейную интерполяцию оставшихся шести результатов измерений.
Таблица 3 | ||||||
i | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Ti | 0 | 1 | 3 | 4 | 6 | 7 |
Ri | 1 | 2 | 4 | 3 | 8 | 6 |
Уточненные результаты интерполяции V**=1,17 дают корректную оценку дальности в начальный момент времени и скорости объекта.
Можно показать, что, если заменить аннулированные отсчеты их интерполированными значениями и , то откорректированная оценка дальности и скорости также близка к истинному значению.
Данный способ позволяет:
1) эффективно выявлять ошибочные измерения;
2) оперативно исправлять ошибки в каждом измерении без проведения повторных измерений, что важно в условиях дефицита времени, например в условиях контроля дорожного движения, при стыковке космических аппаратов и т.п.
Источники информации
1. В.А.Смирнов. Введение в оптическую радиоэлектронику. Изд. «Советское радио», Москва, 1973 г., С.189.
2. Ю.В.Абазадзе, Н.А.Лицарев, В.Л.Почтарев и др. Особенности построения лазерного измерителя скорости и дальности ЛИСД-2М. Квантовая Электроника, 2002, Том 32, №3, С.247-250 - прототип.
3. Б.Р.Левин Теоретические основы статистической радиотехники. Изд. «Радио и связь», Москва, 1975 г., т.2, С.131-139.
Claims (1)
- Способ определения скорости и дальности удаленного объекта, включающий многократное зондирование объекта путем посылки на него серии n лазерных импульсов и определения в каждом i-м зондировании временного интервала ti и между моментами излучения лазерного импульса, и приема отраженного объектом излучения, отличающийся тем, что при каждом зондировании определяют и регистрируют значения моментов текущего времени Тi, в которые производят посылки лазерных импульсов, регистрируют значения измеренных интервалов ti в серии n зондирований, после завершения серии для каждого зондирования определяют отсчеты дальности Ri=c·ti/2, где с - скорость света, интерполируют полученные выборочные значения Ri линейной зависимостью вида R*(T)=R*0+V*T, где R*0 - оценка дальности в начальный момент периода измерения, V* - оценка средней скорости объекта за время измерения, Т - текущее время, устанавливают величину ΔR допустимого отклонения измеренных значений от интерполирующей функции, причем ΔR=qσR, где q - коэффициент, определяемый заданной вероятностью безошибочного измерения, σR - среднеквадратическая ошибка измерения дальности в каждом из замеров, после чего определяют модули ΔRi=/Ri(Ti)-Ri*(Ti)/ отклонения замеров Ri(Ti) от соответствующих интерполированных значений Ri*(Ti), аннулируют замеры, в которых ΔRi>ΔR, и повторно интерполируют оставшиеся выборочные значения дальности зависимостью вида R**(T)=R**0+V**T, по которой судят об уточненных значениях дальности R**0 и скорости V** объекта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008116164/28A RU2385471C2 (ru) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008116164/28A RU2385471C2 (ru) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008116164A RU2008116164A (ru) | 2009-10-27 |
RU2385471C2 true RU2385471C2 (ru) | 2010-03-27 |
Family
ID=41352742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008116164/28A RU2385471C2 (ru) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2385471C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521220C2 (ru) * | 2012-07-17 | 2014-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-проектный инстиут "Исследование мостов и других инженерных сооружений" | Способ измерения линейных перемещений объекта |
RU2538432C1 (ru) * | 2013-07-09 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное корпорация "Системы прецизионного приборостроения" (ОАО "НПК "СПП") | Способ лазерного дальнометрирования |
-
2008
- 2008-04-25 RU RU2008116164/28A patent/RU2385471C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Абазадзе Ю.В., Лицарев Н.А., Почтарев В.Л. и др. Особенности построения лазерного измерителя скорости и дальности ЛИСД-2М. - Квантовая Электроника, 2002, т.32, №3, с.247-250. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521220C2 (ru) * | 2012-07-17 | 2014-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-проектный инстиут "Исследование мостов и других инженерных сооружений" | Способ измерения линейных перемещений объекта |
RU2538432C1 (ru) * | 2013-07-09 | 2015-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное корпорация "Системы прецизионного приборостроения" (ОАО "НПК "СПП") | Способ лазерного дальнометрирования |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008116164A (ru) | 2009-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Päschke et al. | An assessment of the performance of a 1.5 μm Doppler lidar for operational vertical wind profiling based on a 1-year trial | |
US7242462B2 (en) | Speed detection methods and devices | |
US10514447B2 (en) | Method for propagation time calibration of a LIDAR sensor | |
US8336365B2 (en) | Automatic calibration error detection for ultrasonic inspection devices | |
CN109597052A (zh) | 激光雷达回波数据提取方法及提取装置 | |
CN210129035U (zh) | 激光雷达回波数据提取装置 | |
RU2385471C2 (ru) | Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта | |
RU2455615C1 (ru) | Способ некогерентного накопления светолокационных сигналов | |
CN111766571A (zh) | 红外测距仪室外校准方法 | |
CN106908800B (zh) | 一种提高脉冲测距精度的方法及脉冲测距设备 | |
US7610822B2 (en) | Method and apparatus for obtaining information about the size distribution of macroscopic particles in a liquid | |
CN205156931U (zh) | 超声波测深仪校准检测装置 | |
CN115561316A (zh) | 一种同时进行高精度应力和厚度测量的超声检测方法和装置 | |
CN110187328A (zh) | 深度模组的校准方法、装置、设备及计算机可读存储介质 | |
CN115856841A (zh) | 三维激光扫描仪电信号通道延时自校准方法 | |
RU2378705C1 (ru) | Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта | |
CN108549068B (zh) | 一种三维扫描数据处理方法及数据处理系统 | |
CN114383646A (zh) | 一种连续变化型被测量传感器分辨力的检测方法和设备 | |
CN210001359U (zh) | 电梯系统及其测距装置 | |
RU2713720C1 (ru) | Способ проверки вероятности достоверных измерений | |
CN117471480B (zh) | 一种多脉冲阶梯功率探测方法 | |
RU2562148C1 (ru) | Способ определения дальности и скорости удаленного объекта | |
RU2713741C1 (ru) | Способ определения положения отражённого испульса | |
RU2469269C2 (ru) | Способ определения дальности | |
RU2638782C2 (ru) | Способ определения шумов в измерительной информации чувствительных элементов инерциальных навигационных систем |