RU2604892C1 - Method of controlling movement of astronaut relative to the spacecraft and system for its implementation - Google Patents
Method of controlling movement of astronaut relative to the spacecraft and system for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2604892C1 RU2604892C1 RU2015121125/28A RU2015121125A RU2604892C1 RU 2604892 C1 RU2604892 C1 RU 2604892C1 RU 2015121125/28 A RU2015121125/28 A RU 2015121125/28A RU 2015121125 A RU2015121125 A RU 2015121125A RU 2604892 C1 RU2604892 C1 RU 2604892C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- parameters
- infrared
- astronaut
- spacecraft
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/24—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for cosmonautical navigation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области навигации и может быть использовано для контроля перемещений космонавта относительно космического аппарата (КА) в условиях космического полета.The invention relates to the field of navigation and can be used to control the movements of an astronaut relative to a spacecraft (SC) in space flight conditions.
Известна система для контроля транспортных средств и передвижения персонала (патент РФ 2442220, заявка 2010144354 от 01.11.2010, МПК (2006.01) G08G 1/123), включающая блок сбора и передачи информации об объекте контроля, приемник системы местоопределения, блоки сопряжения с датчиками первичной информации и исполнительными устройствами, блок обработки аналоговых сигналов, порт сопряжения с персональным компьютером, блок автономного питания, блок памяти информации об объекте, коммуникационный сервер, радиомодемы, сервер хранения и архивирования данных, картографический сервер, персональные компьютеры (ПК) для ввода/вывода информации, сеть передачи данных, серверы корпоративных информационных систем. Система реализует способ контроля транспортных средств и передвижения персонала, в котором осуществляют сбор информации об объекте, получаемой от приемника системы местоопределения и датчиков первичной информации, и передачу ее посредством радиосети и сети Интернет в центр контроля на коммуникационный сервер. При срабатывании размещаемых на объекте датчиков коммуникационный сервер передает команды на управление исполнительными устройствами/механизмами, обрабатывает и передает информацию об объектах транспортных средств и передвижении персонала на сервер хранения и архивирования данных и ПК для анализа и автоматизированного сравнения с информацией корпоративных информационных систем. Повышается эффективность контроля транспортных средств и передвижения персонала за счет генерации новых знаний об объектах контроля и процессах.A known system for monitoring vehicles and personnel movement (RF patent 2442220, application 2010144354 from 01.11.2010, IPC (2006.01) G08G 1/123), including a unit for collecting and transmitting information about the monitoring object, a receiver for the positioning system, blocks for pairing with primary sensors information and executive devices, analog signal processing unit, interface port with a personal computer, autonomous power supply unit, object information memory block, communication server, radio modems, data storage and archiving server, cartog rafichesky server, personal computers (PCs) for input / output of information, data transmission network, servers of corporate information systems. The system implements a method of monitoring vehicles and staff movement, in which information is collected about the object received from the receiver of the positioning system and primary information sensors, and its transmission via the radio network and the Internet to the control center on the communication server. When triggered by the sensors placed at the facility, the communication server transmits commands for controlling executive devices / mechanisms, processes and transmits information about the objects of vehicles and the movement of personnel to the server for storing and archiving data and PCs for analysis and automated comparison with information from corporate information systems. The effectiveness of vehicle control and staff movement is increased by generating new knowledge about the objects of control and processes.
К недостаткам данных способа и системы можно отнести то, что они не обеспечивают, в частности, учета ориентации оператора относительно окружающих его элементов и пространства.The disadvantages of the data of the method and system include the fact that they do not provide, in particular, taking into account the orientation of the operator relative to the surrounding elements and space.
Известен способ управления передвижным объектом (патент РФ 2370804, приоритет от 28.06.2005, МПК G05B 19/045 (2006.01) - прототип способа), включающий обнаружение движения передвижного объекта, определение местоположения объекта, проверку нахождения местоположения объекта в пределах заранее определенной зоны и формирование команд для управления передвижным объектом по результатам данной проверки.A known method of controlling a mobile object (RF patent 2370804, priority from 06/28/2005, IPC G05B 19/045 (2006.01) is a prototype of the method), including detecting the movement of a mobile object, determining the location of the object, checking the location of the object within a predetermined zone and forming commands for controlling a mobile object based on the results of this check.
В качестве системы-прототипа выбрана система слежения за местоположением (патент РФ 2370804, приоритет от 28.06.2005, МПК G05B 19/045 (2006.01) - прототип системы), реализующая способ-прототип и содержащая контроллер, соединенный с компонентом обнаружения движения и компонентом определения местоположения, при этом контроллер содержит блок задания целевой зоны местоположения объекта, блок сравнения, блок выработки команд для управления объектом. Компонент обнаружения движения обнаруживает движение передвижного объекта и вырабатывает для контроллера сигнал, сообщающий о движении. Контроллер в ответ на этот сигнал вызывает определение компонентом определения местоположения передвижного объекта, осуществляет проверку нахождения координат объекта в пределах заранее определенной зоны и по результатам проверки вырабатывает команды для управления объектом.A location tracking system was selected as a prototype system (RF patent 2370804, priority dated June 28, 2005, IPC G05B 19/045 (2006.01) - a prototype system) that implements a prototype method and contains a controller connected to a motion detection component and a determination component location, the controller contains a unit for setting the target zone of the object’s location, a comparison unit, a command generation unit for controlling the object. The motion detection component detects the movement of a mobile object and generates a motion signal for the controller. The controller in response to this signal causes the component to determine the location of the moving object, checks to find the coordinates of the object within a predetermined zone and, based on the results of the check, generates commands for controlling the object.
Данные способ и система обеспечивают управление подвижным объектом в едином цикле с определением координат его местоположения, что позволяет в режиме реального времени управлять движением объекта, используя для этого непосредственно энергию, содержащуюся в сигнале отклика, генерируемого подвижным объектом.These method and system provide control of a moving object in a single cycle with determining the coordinates of its location, which allows real-time control of the movement of the object using directly the energy contained in the response signal generated by the moving object.
Недостатком способа и системы-прототипов является то, что они не обеспечивают учет внешних (окружающих) условий вокруг объекта подвижной формы во время его перемещения по маршруту, влияющих на выбор маршрута и возможности управления перемещением объекта.The disadvantage of the prototype method and system is that they do not provide an account of external (surrounding) conditions around the movable form object during its movement along the route, affecting the choice of route and the ability to control the movement of the object.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности управления пилотируемым КА.The problem to which the present invention is directed is to increase the efficiency of manned spacecraft control.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в обеспечении оперативного учета точного текущего положения членов экипажа относительно КА и его подвижных и перемещаемых элементов при контроле передвижения членов экипажа КА как внутри герметичного отсека КА, так и снаружи КА.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to provide operational accounting of the exact current position of the crew members relative to the spacecraft and its moving and moving elements while controlling the movement of the spacecraft crew members both inside the pressurized spacecraft compartment and outside the spacecraft.
Технический результат достигается тем, что в способе контроля передвижения космонавта относительно КА, включающем определение местоположения объекта, проверку нахождения объекта в пределах предусмотренной зоны и формирование команд на передвижение объекта по результатам данной проверки, дополнительно определяют параметры относительного положения местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов при не менее, чем одном заданном фиксированном положении подвижных частей космонавта с размещенными на упомянутых подвижных частях по не менее чем одному излучателю инфракрасных импульсных сигналов, далее в процессе контроля передвижения космонавта осуществляют формирование управляющих воздействий на упомянутые излучатели инфракрасных импульсных сигналов, осуществляют измерение параметров, генерируемых не менее, чем четырьмя снабженными оптическими системами и размещенными в разнесенных точках, фиксированных в системе координат КА, позиционно-чувствительными детекторами инфракрасного излучения, по измеренным значениям параметров, генерируемых позиционно-чувствительными детекторами инфракрасного излучения, и заданным значениям параметров расположения детекторов и оптических систем определяют значения координат местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов в системе координат КА, по текущим значениям координат местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов и параметрам относительного положения местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов, определенным при заданных фиксированных положениях космонавта, определяют параметры текущего положения космонавта относительно КА, измеряют параметры текущего положения подвижных элементов конструкции КА, измеряют параметры движения КА, после чего формируют команды на передвижение космонавта из его текущего положения в целевые положения по маршруту, определенному с учетом определяемых параметров текущего положения перемещаемых элементов на КА и измеренных текущих и прогнозируемых параметров положения подвижных элементов конструкции КА, прогнозируемые параметры положения которых определяют по измеренным параметрам их текущего положения и измеренным параметрам движения КА.The technical result is achieved by the fact that in the method of monitoring the movement of the astronaut relative to the spacecraft, including determining the location of the object, checking the location of the object within the specified zone and generating commands for moving the object according to the results of this check, additionally determine the relative position of the locations of the emitters of infrared pulsed signals at least than one given fixed position of the moving parts of the astronaut with those placed on the said moving parts of at least one emitter of infrared pulsed signals, then in the process of monitoring the astronaut’s movement, control actions are formed on the said emitters of infrared pulsed signals, and parameters are measured that are generated by at least four equipped with optical systems and placed at spaced points fixed in the system spacecraft coordinates, position-sensitive detectors of infrared radiation, according to the measured values of the parameters generated by the positions with onsensitive infrared radiation detectors, and given values of the location parameters of the detectors and optical systems, the coordinates of the locations of the infrared pulse emitters in the spacecraft coordinate system are determined from the current coordinates of the locations of the infrared pulse emitters and the relative positions of the locations of the infrared pulse emitters determined at given fixed positions of the astronaut, determine the parameters of the current position of the astronaut relative to the spacecraft, measure the parameters of the current position of the moving structural elements of the spacecraft, measure the motion parameters of the spacecraft, and then generate commands for the astronaut to move from his current position to the target position along the route determined taking into account the determined parameters of the current position of the moving elements on the spacecraft and measured current and predicted position parameters of the moving elements of the spacecraft design, the predicted position parameters of which are determined by the measured parameters current position and measured parameters of the spacecraft motion.
Технический результат достигается также тем, что система контроля передвижения космонавта относительно КА, включающая блок определения параметров положения космонавта, блок задания параметров целевых положений космонавта, блок сравнения, блок определения маршрута передвижения космонавта, блок формирования команд на передвижение космонавта, при этом выход блока определения параметров положения космонавта соединен со входами блока сравнения и блока определения маршрута передвижения космонавта, выход и второй и третий входы которого соединены, соответственно, с входом блока формирования команд на передвижение космонавта, выходом блока сравнения и выходом блока задания параметров целевых положений космонавта, выход которого также соединен со вторым входом блока сравнения, дополнительно включает не менее двух блоков излучателей инфракрасных импульсных сигналов, размещенных на разных подвижных частях космонавта, не менее двух радиоприемных устройств, не менее двух средств сопряжения радиоустройств с блоками излучателей инфракрасных сигналов, не менее четырех блоков позиционно-чувствительных детекторов инфракрасного излучения, размещенных в разнесенных точках, фиксированных в системе координат КА, не менее четырех оптических систем, не менее четырех блоков формирования данных приема инфракрасных сигналов, не менее четырех средств сопряжения радиоустройств с блоками формирования данных приема инфракрасных сигналов, не менее пяти радиоприемо-передающих устройств, блок формирования команд управления излучением и приемом инфракрасных сигналов, средство сопряжения аппаратуры с пятым радиоприемо-передающим устройством, синхронизатор, блок задания параметров расположения детекторов инфракрасного излучения, блок задания параметров оптических систем, блок определения параметров направлений от детекторов инфракрасного излучения на излучатели инфракрасных сигналов, блок определения координат местоположений излучателей инфракрасных сигналов, блок индикации фиксированных положений космонавта, блок определения параметров относительного положения излучателей инфракрасных сигналов при фиксированных положениях космонавта, блок определения параметров положения перемещаемых элементов на КА, блок измерения параметров движения КА, блок измерения параметров положения подвижных элементов конструкции КА, блок прогнозирования параметров положения подвижных элементов конструкции КА, при этом вход каждого i-го блока излучателя инфракрасных импульсных сигналов и выход каждого i-го радиоприемного устройства, где i=1, 2, 3, соединены, соответственно, с выходом и входом i-го средства сопряжения радиоустройства с блоком излучателя инфракрасных сигналов, причем первые вход и выход и вторые вход и выход каждого i-го, i=1÷4 средства сопряжения радиоустройства с блоком формирования данных приема инфракрасных сигналов соединены с, соответственно, выходом и входом i-го радиоприемо-передающего устройства и выходом и входом i-го блока формирования данных приема инфракрасных сигналов, второй вход которого соединен с выходом i-го блока позиционно-чувствительного детектора инфракрасного излучения, на котором установлена i-я оптическая система, при этом первые выход и вход и вторые выход и вход средства сопряжения аппаратуры с пятым радиоприемо-передающим устройством соединены, соответственно, с входом и выходом пятого радиоприемо-передающего устройства, входом блока определения координат местоположений излучателей инфракрасных сигналов и выходом блока формирования команд управления излучением и приемом инфракрасных сигналов, вход которого соединен с выходом синхронизатора, выход которого также соединен со вторым входом блока определения координат местоположений излучателей инфракрасных сигналов, третий вход которого соединен с выходом блока определения параметров направлений от детекторов инфракрасного излучения на излучатели инфракрасных сигналов, первый, второй и третий входы которого соединены с, соответственно, выходом блока задания параметров оптических систем, выходом блока задания параметров расположения детекторов инфракрасного излучения и третьим выходом средства сопряжения аппаратуры с пятым радиоприемо-передающим устройством, причем выход блока определения координат местоположений излучателей инфракрасных сигналов соединен с входами блока определения параметров положения космонавта и блока определения параметров относительного положения излучателей инфракрасных сигналов при фиксированных положениях космонавта, второй вход и выход которого соединены, соответственно, с выходом блока индикации фиксированных положений космонавта и вторым входом блока определения параметров положения космонавта, при этом четвертый и пятый входы блока определения маршрута передвижения космонавта соединены с выходами, соответственно, блока определения параметров положения перемещаемых элементов на КА и блока прогнозирования параметров положения подвижных элементов конструкции КА, разные входы которого соединены с выходами, соответственно, блока измерения параметров движения КА и блока измерения параметров положения подвижных элементов конструкции КА.The technical result is also achieved by the fact that the astronaut’s movement control system relative to the spacecraft, including the unit for determining the parameters of the astronaut’s position, the unit for setting the parameters of the astronaut’s target positions, the comparison unit, the unit for determining the route of the astronaut’s movement, the unit for generating commands for the astronaut’s movement, and the output of the parameter determination unit the astronaut’s position is connected to the inputs of the comparison unit and the unit for determining the route of the astronaut’s movement, the output of which is the second and third inputs are connected, respectively, with the input of the unit for generating commands for the movement of the astronaut, the output of the comparison unit and the output of the unit for setting parameters of the target positions of the astronaut, the output of which is also connected to the second input of the comparison unit, additionally includes at least two blocks of emitters of infrared pulse signals placed on different mobile parts of the astronaut, at least two radio receivers, at least two means of interfacing radio devices with blocks of emitters of infrared signals, at least four of position-sensitive infrared radiation detectors located at spaced points fixed in the spacecraft coordinate system, at least four optical systems, at least four infrared signal reception data generating units, at least four radio interface devices, and infrared signal receiving data generating units, not less than five radio transmitting and receiving devices, a unit for generating commands for controlling the emission and reception of infrared signals, a means for interfacing the equipment with a fifth radio reception o-transmitting device, synchronizer, block for setting parameters of the location of infrared radiation detectors, block for setting parameters of optical systems, block for determining the parameters of directions from infrared radiation detectors to infrared emitters, block for determining the coordinates of the locations of infrared emitters, block for indicating fixed positions of the astronaut, block for determining parameters of the relative position of the emitters of infrared signals at fixed positions of the astronaut, b ok determining the position parameters of the moving elements on the spacecraft, the block for measuring the parameters of the motion of the spacecraft, the block for measuring the parameters of the position of the moving structural elements of the spacecraft, the block for predicting the parameters of the position of the moving structural elements of the spacecraft, with the input of each i-th block of the emitter of infrared pulse signals and the output of each i- radio receiver, where i = 1, 2, 3, are connected, respectively, with the output and input of the i-th means of pairing the radio device with the block of the emitter of infrared signals, the first input and the output and the second input and output of each i-th, i = 1 ÷ 4 means of interfacing a radio device with an infrared signal reception data generation unit are connected to, respectively, the output and input of the i-th radio-transmitting device and the output and input of the i-th block generating data for receiving infrared signals, the second input of which is connected to the output of the i-th unit of a position-sensitive infrared radiation detector, on which the i-th optical system is installed, while the first output and input and the second output and input of the coupler rounds with the fifth radio transceiver are connected, respectively, with the input and output of the fifth radio transceiver, the input of the unit for determining the coordinates of the locations of infrared emitters and the output of the unit for generating commands for controlling the radiation and reception of infrared signals, the input of which is connected to the output of the synchronizer, the output of which also connected to the second input of the unit for determining the coordinates of the locations of infrared emitters, the third input of which is connected to the output of the unit determining the direction parameters from infrared radiation detectors to infrared emitters, the first, second and third inputs of which are connected to, respectively, the output of the parameter setting unit of the optical systems, the output of the parameter setting block of the infrared radiation detectors and the third output of the means for interfacing the equipment with the fifth radio transmitting the device, and the output of the block determining the coordinates of the emitters of infrared signals is connected to the inputs of the block determining pairs measuring the position of the astronaut and the unit for determining the parameters of the relative position of the infrared emitters at fixed positions of the astronaut, the second input and output of which are connected, respectively, with the output of the unit for indicating the fixed positions of the astronaut and the second input of the unit for determining the parameters of the astronaut, while the fourth and fifth inputs of the unit the astronaut’s movement route is connected to the outputs, respectively, of the unit for determining the position parameters of the moving elements on the spacecraft and a unit for predicting the position parameters of the moving components of the spacecraft design, the different inputs of which are connected to the outputs, respectively, of the unit for measuring the parameters of the motion of the spacecraft and the unit for measuring the position parameters of the moving elements of the spacecraft design.
Изобретение поясняется фиг. 1, 2, 3.The invention is illustrated in FIG. 1, 2, 3.
На фиг. 1 представлена блок-схема системы, реализующей предлагаемый способ, и введены следующие обозначения:In FIG. 1 shows a block diagram of a system that implements the proposed method, and the following notation is introduced:
1 - космонавт;1 - astronaut;
2i, i=1, 2, 3 - первый, второй и третий блоки излучателей инфракрасных импульсных сигналов (БИИИС);2 i , i = 1, 2, 3 - the first, second and third blocks of emitters of infrared pulse signals (BIIIS);
3i, i=1, 2, 3 - первое, второе и третье радиоприемные устройства (РПУ);3 i , i = 1, 2, 3 - the first, second and third radio receivers (RPU);
4i, i=1, 2, 3 - первое, второе и третье средства сопряжения радиоустройств с блоками излучателей инфракрасных сигналов (ССРБИИС);4 i , i = 1, 2, 3 - the first, second and third means of interfacing radio devices with blocks of emitters of infrared signals (SSRBIIS);
5i, i=1÷4 - с первого по четвертый блоки позиционно-чувствительных детекторов инфракрасного излучения (БПЧДИИ);5 i , i = 1 ÷ 4 - from the first to the fourth blocks of position-sensitive infrared radiation detectors (BCHDII);
6i, i=1÷4 - с первой по четвертую оптические системы (ОС);6 i , i = 1 ÷ 4 - from the first to the fourth optical systems (OS);
7i, i=1÷4 - с первого по четвертый блоки формирования данных приема инфракрасных сигналов (БФДПИС);7 i , i = 1 ÷ 4 - from the first to the fourth blocks for generating data for receiving infrared signals (BFDPIS);
8i, i=1÷4 - с первого по четвертое средства сопряжения радиоустройств с блоками формирования данных приема инфракрасных сигналов (ССРБФДПИС);8 i , i = 1 ÷ 4 - from the first to the fourth means of interfacing radio devices with blocks for generating data for receiving infrared signals (SSRBFDPIS);
9i, i=1÷4, 10 - с первого по пятое радиоприемо-передающие устройства (РППУ);9 i , i = 1 ÷ 4, 10 - from the first to the fifth radio-transmitting and transmitting devices (RPPU);
11 - блок формирования команд управления излучением и приемом инфракрасных сигналов (БФКУИПИС);11 - a unit for generating commands for controlling emission and reception of infrared signals (BFKUIPIS);
12 - средство сопряжения аппаратуры с пятым радиоприемо-передающим устройством (ССАПРППУ);12 - a means of pairing the equipment with a fifth radio transceiver (SSAPRPPU);
13 - синхронизатор;13 - synchronizer;
14 - блок задания параметров оптических систем (БЗПОС);14 - block settings the parameters of optical systems (BZPOS);
15 - блок задания параметров расположения детекторов инфракрасного излучения (БЗПРДИИ);15 - block setting parameters for the location of infrared radiation detectors (BZPRDII);
16 - блок определения параметров направлений от детекторов инфракрасного излучения на излучатели инфракрасных сигналов (БОПНДИИИИС);16 is a block for determining direction parameters from infrared radiation detectors to infrared emitters (BOPNIIIIIS);
17 - блок определения координат местоположений излучателей инфракрасных сигналов (БОКМИИС);17 - block determining the coordinates of the locations of the emitters of infrared signals (BOKMIIS);
18 - блок индикации фиксированных положений космонавта (БИФПК);18 - block indicating the fixed positions of the astronaut (BIFPK);
19 - блок определения параметров относительного положения излучателей инфракрасных сигналов при фиксированных положениях космонавта (БОПОПИИСФПК);19 is a block for determining the parameters of the relative position of the emitters of infrared signals at fixed positions of the astronaut (BOPOPIISFPK);
20 - блок определения параметров положения космонавта (БОППК),20 - block determining the parameters of the position of the astronaut (BOPPK),
21 - блок задания параметров целевых положений космонавта (БЗПЦПК);21 - unit for setting parameters of the target positions of the astronaut (BZPTSPK);
22 - блок сравнения (БС);22 is a comparison unit (BS);
23 - блок определения параметров положения перемещаемых элементов на космическом аппарате (БОПППЭКА);23 - block determining the position parameters of the moving elements on the spacecraft (BOPPPEKA);
24 - блок измерения параметров движения космического аппарата (БИПДКА);24 - block measuring the parameters of the motion of the spacecraft (BIPDKA);
25 - блок измерения параметров положения подвижных элементов конструкции космического аппарата (БИПППЭККА);25 is a block measuring the position parameters of the moving structural elements of the spacecraft (BIPPPEKKA);
26 - блок прогнозирования параметров положения подвижных элементов конструкции космического аппарата (БППППЭККА);26 is a block predicting the position parameters of the moving structural elements of the spacecraft (BPPPPEKKA);
27 - блок определения маршрута передвижения космонавта (БОМПК);27 - block determining the route of the astronaut (BOMPK);
28 - блок формирования команд на передвижение космонавта (БФКПК).28 - unit for the formation of commands for the movement of the astronaut (BFKPK).
На фиг. 2 представлен пример циклограммы работы излучателей, детекторов, формирования и передачи данных и введены следующие обозначения:In FIG. Figure 2 presents an example of a cyclogram of the operation of emitters, detectors, the formation and transmission of data, and the following notation is introduced:
tи - длительность инфракрасного импульсного сигнала;t and - the duration of the infrared pulse signal;
tпп - длительность приема-передачи пакета данных по радиоканалу;tpp - the duration of the reception and transmission of a data packet over the air;
tпр - длительность времени прогрева детектора;tpr is the duration of the detector warm-up time;
tизм - длительность времени измерения инфракрасного импульсного сигнала детектором;tism - the length of time the infrared pulse signal is measured by the detector;
tпз - длительность паузы между окончанием измерения инфракрасного импульсного сигнала детектором и началом передачи данных;tpz - the duration of the pause between the end of the measurement of the infrared pulse signal by the detector and the beginning of data transfer;
Тц - длительность цикла.TC - the duration of the cycle.
На фиг. 3 представлен пример схемы двухмерного позиционно-чувствительного детектора с четырехсторонним расположением электродов и обозначено:In FIG. 3 shows an example of a circuit of a two-dimensional position-sensitive detector with a four-sided arrangement of electrodes and is indicated by:
X, X′, Y, Y′ - выводы детектора.X, X ′, Y, Y ′ are detector outputs.
В предлагаемом способе на первом этапе осуществляется определение параметров относительного положения местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов при не менее, чем одном заданном фиксированном положении подвижных частей космонавта с размещенными на упомянутых подвижных частях по не менее, чем одному излучателю инфракрасных импульсных сигналов. Данное определение может быть выполнено как непосредственным измерением - например, измерением расстояний между излучателями инфракрасных сигналов с помощью измерителей расстояний (например, рулетки и т.д.), так и другим возможным способом - например, как представлено в предлагаемой системе, посредством излучения и регистрации инфракрасных импульсных сигналов и последующей обработки полученных данных.In the proposed method, at the first stage, the parameters of the relative position of the locations of the emitters of infrared pulsed signals are determined with at least one given fixed position of the moving parts of the astronaut with at least one emitter of infrared pulse signals placed on the said moving parts. This determination can be made either by direct measurement — for example, by measuring the distances between infrared emitters using distance meters (for example, tape measures, etc.), or in another possible way — for example, as presented in the proposed system, by means of radiation and registration infrared pulse signals and the subsequent processing of the received data.
Предлагаемая система реализует следующие действия: осуществляют формирование управляющих воздействий на излучатели инфракрасных импульсных сигналов при не менее, чем одном заданном фиксированном положении подвижных частей космонавта с размещенными на упомянутых подвижных частях по не менее, чем одному излучателю инфракрасных импульсных сигналов, осуществляют измерение параметров, генерируемых не менее, чем четырьмя снабженными оптическими системами и размещенными в разнесенных точках, фиксированных в системе координат КА, позиционно-чувствительными детекторами инфракрасного излучения, по измеренным значениям параметров, генерируемых позиционно-чувствительными детекторами инфракрасного излучения, и заданным значениям параметров расположения детекторов и оптических систем определяют значения координат местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов в системе координат КА, по которым определяют параметры относительного положения местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов, далее в процессе контроля передвижения космонавта повторяют указанные действия при текущем положении космонавта, начиная с формирования управляющих воздействий на излучатели инфракрасных импульсных сигналов, по текущим значениям координат местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов и параметрам относительного положения местоположений излучателей инфракрасных импульсных сигналов, определенным при заданных фиксированных положениях космонавта, определяют параметры текущего положения космонавта относительно КА, измеряют параметры текущего положения подвижных элементов конструкции КА, измеряют параметры движения КА, после чего формируют команды на передвижение космонавта из его текущего положения в целевые положения по маршруту, определенному с учетом определяемых параметров текущего положения перемещаемых элементов на КА и измеренных текущих и прогнозируемых параметров положения подвижных элементов конструкции КА, прогнозируемые параметры положения которых определяют по измеренным параметрам их текущего положения и измеренным параметрам движения КА, при этом управление и синхронизацию моментов излучения, приема и передачи данных по результатам приема инфракрасных импульсных сигналов осуществляют по радиоканалу.The proposed system implements the following actions: they generate control actions on the emitters of infrared pulsed signals with at least one given fixed position of the moving parts of the astronaut with at least one emitter of infrared pulsed signals located on the said moving parts, measure the parameters generated by less than four equipped with optical systems and placed at spaced points fixed in the spacecraft coordinate system, position with sensitive infrared radiation detectors, from the measured values of the parameters generated by position-sensitive infrared radiation detectors, and given values of the location parameters of the detectors and optical systems, the coordinates of the locations of the emitters of infrared pulsed signals are determined in the spacecraft coordinate system, which determine the parameters of the relative position of the emitters infrared pulsed signals, then in the process of controlling the movement of the astronaut repeat the indicated actions at the current position of the astronaut, starting from the formation of control actions on the emitters of infrared pulsed signals, from the current values of the coordinates of the locations of the emitters of infrared pulsed signals and the relative positions of the locations of the emitters of infrared pulsed signals, determined at given fixed positions of the astronaut, determine the parameters of the current position of the astronaut relative to the spacecraft, measure the parameters of the current position of the mobile electric of the spacecraft design crews, the spacecraft motion parameters are measured, and then commands are formed for the astronaut to move from his current position to the target positions along the route determined taking into account the determined parameters of the current position of the moving elements on the spacecraft and the measured current and forecasted position parameters of the moving spacecraft design elements the position parameters of which are determined by the measured parameters of their current position and the measured parameters of the spacecraft motion, while controlling and synchronizing m The emission, reception and transmission of data according to the results of the reception of infrared pulsed signals is carried out over the air.
Представленная на фиг. 1 система контроля передвижения космонавта относительно КА содержит три блока излучателей инфракрасных импульсных сигналов (БИИИС) 2i, i=1, 2, 3, три радиоприемных устройства (РПУ) 3i, i=1, 2, 3, три средства сопряжения радиоустройств с блоками излучателей инфракрасных сигналов (ССРБИИС) 4i, i=1, 2, 3, четыре блока позиционно-чувствительных детекторов инфракрасного излучения (БПЧДИИ) 5i, i=1÷4, четыре оптических системы (ОС) 6i, i=1÷4, четыре блока формирования данных приема инфракрасных сигналов (БФДПИС) 7i, i=1÷4, четыре средства сопряжения радиоустройств с блоками формирования данных приема инфракрасных сигналов (ССРБФДПИС) 8i, i=1÷4, семь радиоприемо-передающих устройств (РППУ) 9i, i=1÷4, 10, 25, 27, блок формирования команд управления излучением и приемом инфракрасных сигналов (БФКУИПИС) 11, средство сопряжения аппаратуры с пятым радиоприемо-передающим устройством (ССАПРППУ) 12, синхронизатор 13, блок задания параметров оптических систем (БЗПОС) 14, блок задания параметров расположения детекторов инфракрасного излучения (БЗПРДИИ) 15, блок определения параметров направлений от детекторов инфракрасного излучения на излучатели инфракрасных сигналов (БОПНДИИИИС) 16, блок определения координат местоположений излучателей инфракрасных сигналов (БОКМИИС) 17, блок индикации фиксированных положений космонавта (БИФПК) 18, блок определения параметров относительного положения излучателей инфракрасных сигналов при фиксированных положениях космонавта (БОПОПИИСФПК) 19, блок определения параметров положения космонавта (БОППК) 20, блок задания параметров целевых положений космонавта (БЗПЦПК) 21, блок сравнения (БС) 22, блок определения параметров положения перемещаемых элементов на космическом аппарате (БОПППЭКА) 23, блок измерения параметров движения космического аппарата (БИПДКА) 24, блок измерения параметров положения подвижных элементов конструкции космического аппарата (БИПППЭККА) 25, блок прогнозирования параметров положения подвижных элементов конструкции космического аппарата (БППППЭККА) 26, блок определения маршрута передвижения космонавта (БОМПК) 27, блок формирования команд на передвижение космонавта (БФКПК) 28.Presented in FIG. 1 astronaut’s movement control system relative to the spacecraft contains three blocks of emitters of infrared pulse signals (BIIIS) 2 i , i = 1, 2, 3, three radio receivers (RPU) 3 i , i = 1, 2, 3, three means of interfacing radio devices with blocks of infrared signal emitters (SSRBIIS) 4 i , i = 1, 2, 3, four blocks of position-sensitive infrared radiation detectors (BCHDII) 5 i , i = 1 ÷ 4, four optical systems (OS) 6 i , i = 1 ÷ 4, four blocks forming an infrared signal receiving data (BFDPIS) 7 i, i = 1 ÷ 4, four radio interface means blocks the formation data receiving infrared signals (SSRBFDPIS) 8 i, i = 1 ÷ 4, seven radio-transmitting devices (LLP) 9 i, i = 1 ÷ 4, 10, 25, 27, forming unit emission control commands and the reception of infrared signals (BFKUIPIS) 11, a means of pairing the equipment with the fifth radio transceiver (SSAPRPPU) 12, a
Каждый i-й, i=1, 2, 3 комплект блоков БИИИС 2i, РПУ 3i и ССРБИИС 4i размещен на одной из подвижных частях космонавта, например, один комплект блоков может быть размещен на туловище, а другой (другие) - на руке и/или ноге.Each i-th, i = 1, 2, 3 set of BIIIS 2 i ,
Каждый i-й, i=1÷4 комплект БПЧДИИ 5i, ОС 6i, БФДПИС 7i, ССРБФДПИС 8i, и РППУ 9i размещен в одной из разнесенных точках, фиксированных в системе координат КА.Each i-th, i = 1 ÷ 4 set of
Вход каждого i-го БИИИС 2i и выход каждого i-го РПУ 3i, где i=1, 2, 3, соединены, соответственно, с выходом и входом i-го ССРБИИС 4i.The input of each i-th BIIIS 2 i and the output of each i-
Первые вход и выход и вторые вход и выход каждого i-го, i=1÷4 ССРБФДПИС 8i соединены, соответственно, с выходом и входом i-го РППУ 9i и выходом и входом i-го БФДПИС 7i, второй вход которого соединен с выходом i-го БПЧДИИ 5i, на котором установлена i-ая ОС 6i.The first input and output and the second input and output of each i-th, i = 1 ÷ 4 SSRBFDPIS 8 i are connected, respectively, with the output and input of the i-th RPPU 9 i and the output and input of the i-th BFDPIS 7 i , the second input of which connected to the output of the i-
Первые выход и вход и вторые выход и вход ССАПРППУ 12 соединены с, соответственно, входом и выходом пятого РППУ 10, входом БОКМИИС 17 и выходом БФКУИПИС 11. Выход синхронизатора 13 соединен с входом БФКУИПИС 11 и вторым входом БОКМИИС 17.The first output and input and the second output and input of the
Третий вход БОКМИИС 17 соединен с выходом БОПНДИИИИС 16.The third input of
Первый, второй и третий входы БОПНДИИИИС 16 соединены с, соответственно, выходом БЗПОС 14, выходом БЗПРДИИ 15, третьим выходом ССАПРППУ 12.The first, second and third inputs of
Выход БОКМИИС 17 соединен с входами БОППК 20 и БОПОПИИСФПК 19. Второй вход и выход БОПОПИИСФПК 19 соединены, соответственно, с выходом БИФПК 18 и вторым входом БОППК 20.The output of
Выход БОППК 20 соединен со входами БС 22 и БОМПК 27. Выход и со второго по пятый входы БОМПК 27 соединены, соответственно, с входом БФКПК 28, выходом БС 22, выходом БЗПЦПК 21, выходом БОПППЭКА 23, выходом БППППЭККА 26. Разные входы БППППЭККА 26 соединены, соответственно, с выходом БИПДКА 24 и выходом БИПППЭККА 25. Выход БЗПЦПК 21 также соединен со вторым входом БС 22.The output of
Средства сопряжения ССРБИИС 4, ССРБФДПИС 8, ССАПРППУ 12 могут быть выполнены в виде контроллеров (процессоров).Means of
Работа системы осуществляется следующим образом.The system is as follows.
Синхронизатор 13 выдает синхронизирующие сигналы на БФКУИПИС 11 и БОКМИИС 17.The
БФКУИПИС И в соответствии с поступающими на него синхронизирующими сигналами формирует команды управления блоками БИИИС 2 и БФДПИС 7.BFKUIPIS And in accordance with the synchronizing signals arriving at it generates control commands of the BIIIS 2 and BFDPIS 7 blocks.
Команды управления от БФКУИПИС 11 на БИИИС 2 поступают через ССАПРППУ 12, РППУ 10, РПУ 3, ССРБИИС 4.Management teams from
Команды управления от БФКУИПИС 11 на БФДПИС 7 поступают через ССАПРППУ 12, РППУ 10, РППУ 9, ССРБФДПИС 8.Management teams from
В соответствии с поступившими командами управления БИИИС 2 излучают инфракрасные импульсные сигналы. Инфракрасное излучение данных сигналов через ОС 6 поступает на БПЧДИИ 5. БПЧДИИ 5 генерируют значения выходных параметров, соответствующие поступающему на детекторы инфракрасному излучению, и передают свои выходные данные в БФДПИС 7.In accordance with the received BIIIS 2 control commands, infrared pulse signals are emitted. Infrared radiation of these signals through OS 6 is supplied to the
В соответствии с поступившими командами управления БФДПИС 7 принимают в задаваемые командами управления моменты времени данные от БПЧДИИ 5, формируют по ним данные со значениями координат центров световых пятен и амплитуд сигналов детекторов с указанием соответствующих номеров детекторов и в задаваемые командами управления моменты времени выдают сформированные данные на передачу через ССРБФДПИС 8, РППУ 9, РППУ 10, ССАПРППУ 12 в блоки БОПНДИИИИС 16 и БОКМИИС 17 (координаты центров световых пятен передаются в БОПНДИИИИС 16, амплитуда сигнала передается в БОКМИИС 17).In accordance with the received control commands, the BFDPIS 7 receives data from the
Для экономии ресурса электропитания детекторов БФДПИС 7 может выдавать управляющие команды на БПЧДИИ 5, обеспечивающие работу детекторов только в необходимые интервалы, синхронизированные с моментами излучения инфракрасных импульсных сигналов. Передача таких команд на фиг. 1 обозначена пунктирными стрелками.To save the power supply resource of the detectors, BFDPIS 7 can issue control commands to the
На фиг. 2 представлен пример циклограммы работы излучателей, детекторов, формирования и передачи данных, в которой использованы следующие значения величин: tи=0,6 мс; tпп=10 мс; tпр=100 мс; tизм=10 мс; tпз=0…80 мс; Тц=6…60 с.In FIG. Figure 2 shows an example of a cyclogram of the operation of emitters, detectors, data generation and transmission, in which the following values are used: t = 0.6 ms; tpp = 10 ms; tpr = 100 ms; tism = 10 ms; tpz = 0 ... 80 ms; TC = 6 ... 60 s.
Значение tпз зависит от номера БПЧДИИ и вычисляется по формуле tпзi=(i-1)*tпп.The value of tpz depends on the number of BCHDII and is calculated by the formula tпзi = (i-1) * tpp.
Представленная циклограмма обеспечивает возможность по времени приема-передачи по радиоканалу каждого пакета данных определить как номер детектора, данные с которого содержатся в принятом по радиоканалу пакете, так и номер излучателя, инфракрасный импульсный сигнал от которого был принят данным детектором.The presented sequence diagram provides the possibility of determining the number of the detector, the data from which is contained in the packet received on the radio channel, and the number of the emitter, from which the infrared pulse signal was received by this detector, by the time of receiving and transmitting over the radio channel of each data packet.
БИИИС 2 могут быть выполнены, например, следующим образом. В каждом БИИИС 2 может быть установлено не менее четырех ИК-светодиодов с диаграммой направленности светодиода 90 градусов по половинному уровню излучаемой мощности (уровень 0,5). Светодиоды могут быть установлены на гранях усеченной пирамиды, что обеспечивает суммарную диаграмму направленности не менее 180 градусов по уровню 0,5.BIIIS 2 can be performed, for example, as follows. In each BIIIS 2, at least four IR LEDs can be installed with a 90 degree LED radiation pattern at half the emitted power level (level 0.5). LEDs can be installed on the edges of a truncated pyramid, which provides a total radiation pattern of at least 180 degrees at a level of 0.5.
Каждая ОС 6 может быть выполнена в виде малогабаритного объектива с фиксированным фокусным расстоянием, работающего в инфракрасном диапазоне.Each OS 6 can be made in the form of a small-sized lens with a fixed focal length, operating in the infrared range.
БПЧДИИ 5 могут быть выполнены, например, следующим образом. Каждый БПЧДИИ 5 может содержать двухмерный позиционно-чувствительный детектор (датчик) с четырехсторонним расположением электродов и компенсацией нелинейности. На фиг. 3 представлен пример схемы такого детектора. Выводы X, X′, Y, Y′ детектора подаются на четыре схемы измерения тока, которые соответственно измеряют токи Ix, Ix′, Iy, Iy′. Координаты x и y центра светового пятна относительно осей координат, привязанных к детектору, вычисляются по формулам (1) и (2), при этом точка с координатами x=0 и y=0 соответствует центру детектора (L - размер стороны детектора):
Амплитуда сигнала детектора вычисляется по формулеThe amplitude of the detector signal is calculated by the formula
и характеризует интенсивность регистрируемого детектором инфракрасного излучения.and characterizes the intensity of the infrared radiation detected by the detector.
В БОПНДИИИИС 16 по координатам центров световых пятен, параметрам оптических систем от БЗПОС 14 и параметрам расположения детекторов от БЗПРДИИ 15 определяются параметры направлений от детекторов инфракрасного излучения на излучатели инфракрасных сигналов и выходные данные выдаются в БОКМИИС 17. Например, по координатам светового пятна с учетом параметров установленной на детекторе оптической системы, рассчитывается вектор направления луча, направленного от детектора на излучатель, в системе координат детектора, после чего данный вектор переводится в базовую систему координат (систему координат КА) с учетом параметров расположения детектора относительно базовой системы координат.In
В БОКМИИС 17 в соответствии с синхронизирующими сигналами от синхронизатора 13 по амплитудам сигналов детекторов и параметрам направлений от детекторов на излучатели определяются координаты местоположений излучателей и передаются в блоки БОППК 20 и БОПОПИИСФПК 19. Например, координаты местоположений i-го излучателя инфракрасных импульсных сигналов рассчитываются как координаты точки, минимально удаленной от вышеопределенных направлений (лучей) от детекторов инфракрасного излучения на данный излучатель, выбранных с учетом амплитуд сигналов детекторов и/или взаимного углового расположения указанных направлений от детекторов на излучатели.In
БИФПК 18 осуществляет индикацию фиксированных положений космонавта, например, путем генерации соответствующих сигналов в моменты, когда космонавт принимает выпрямленное и/или согнутое/сложенное положения.
В БОПОПИИСФПК 19 по координатам местоположений излучателей инфракрасных сигналов и сигналам индикации о нахождении космонавта в заданных фиксированных положениях рассчитываются параметры относительного положения местоположений излучателей инфракрасных сигналов при фиксированных положениях космонавта, которые передаются в БОППК 20.In
В БОППК 20 на основе сопоставления текущих значений координат местоположений излучателей инфракрасных сигналов и значений параметров относительного положения излучателей инфракрасных сигналов, полученных при фиксированных положениях космонавта, осуществляется определение текущих параметров положения космонавта, которые передаются в блоки БС 22 и БОМПК 27.In
Определенные параметры положения космонавта получены на основе определения положения как минимум двух точек, принадлежащих разным подвижным частям космонавта, и таким образом наряду с местоположением космонавта несут информацию как об ориентации космонавта относительно элементов КА, так и о взаимном относительном положении данных частей космонавта, т.е. информацию о текущей форме и ориентации космонавта - например, выпрямлен или согнут/сложен космонавт с указанием возможного диапазона углов между подвижными частями космонавта и в какую сторону он сориентирован. При этом объем и точность информации о текущей форме и ориентации космонавта определяется количеством излучателей инфракрасных сигналов, установленных на разных подвижных частях космонавта, и количеством фиксированных положений подвижных частей космонавта, при которых определяются запоминаемые параметры относительного положения излучателей инфракрасных импульсных сигналов, используемые в дальнейшем для определения текущих параметров положения космонавта.Certain parameters of the astronaut’s position were obtained on the basis of determining the position of at least two points belonging to different moving parts of the astronaut, and thus, along with the astronaut’s location, they carry information both about the astronaut’s orientation relative to the spacecraft’s elements, and about the relative position of these cosmonaut’s parts, i.e. . information about the current shape and orientation of the astronaut - for example, the astronaut is straightened or bent / folded, indicating a possible range of angles between the moving parts of the astronaut and in which direction he is oriented. The volume and accuracy of information on the current shape and orientation of the astronaut is determined by the number of emitters of infrared signals installed on different moving parts of the astronaut, and the number of fixed positions of the moving parts of the astronaut, which determine the remembered parameters of the relative position of the emitters of infrared pulsed signals, which are used in the future to determine current astronaut position parameters.
В БЗПЦПК 21 осуществляется задание параметров целевых положений космонавта относительно КА, возможно задание как одного конечного положения космонавта, так нескольких последовательных положений, которые необходимо пройти космонавту.In
В БОПППЭКА 23 осуществляется определение параметров положения перемещаемых элементов на КА (грузов, оборудования, элементов конструкции и т.д.), например посредством использования базы данных перемещаемых элементов, в которой указываются все перемещаемые элементы и их текущие положения.In
В БС 22 выполняется сравнение текущих данных о положении космонавта с параметрами целевых положений космонавта и при наличии рассогласования между ними БС 22 выдает сигнал в БОМПК 27 о необходимости передвижения космонавта.In
В БИПДКА 24 осуществляется измерение параметров движения КА в космическом пространстве, включая движение относительно Земли, небесных тел и объектов (Солнце и т.д.), например с использованием систем навигационных измерений КА и спутниковой навигации.
В БИПППЭККА 25 осуществляется измерение параметров положения подвижных элементов конструкции КА (вращающихся солнечных батарей (СБ) и радиаторов, штанг, манипуляторов и т.д.), например, по данным ТМ информации.
В БППППЭККА 26 по измеренным параметрам движения КА и измеренным параметрам положения подвижных элементов конструкции КА осуществляется прогнозирование параметров положения подвижных элементов конструкции КА, выполняемое в соответствии с логикой управления положением подвижных элементов конструкции.In
В БОМПК 27 выполняется определение маршрута необходимого передвижения космонавта по КА из текущего положения космонавта в его целевые положения с учетом данных о положении перемещаемых элементов (грузов) на КА и данных о прогнозируемых положениях подвижных элементов конструкции КА, при этом маршрут определяется таким образом, что указанные перемещаемые и подвижные элементы КА не создают помех планируемому перемещению космонавта вдоль всего маршрута перемещения.In
В БФКПК 28 осуществляется формирование команд на передвижение космонавта по определенному маршруту.In
Современный уровень развития техники обеспечивает малые габаритные и весовые характеристики как комплекта аппаратуры, размещаемого на космонавте, так и оборудования, размещаемого в разнесенных точках на КА.The current level of technological development provides small overall and weight characteristics of both a set of equipment placed on the astronaut and equipment placed at spaced points on the spacecraft.
Например, каждый комплект аппаратуры, размещаемый в одной из точек на космонавте и выполненный на основе ИК-светодиодов L9337 производства фирмы Hamamatsu, имеет вес не более 0,025 кг и размер не более 40×40×40 мм. Каждый комплект аппаратуры, размещаемый в одной из разнесенных точек на КА и выполненный на основе двухмерного позиционно-чувствительного детектора S5991-01 производства фирмы Hamamatsu и объектива BL02820M13 производства фирмы Beward, имеет массу не более 0,5 кг и размер не более 70×100×200 мм.For example, each set of equipment placed at one of the points on the astronaut and made on the basis of IR LEDs L9337 manufactured by Hamamatsu has a weight of not more than 0.025 kg and a size of not more than 40 × 40 × 40 mm. Each set of equipment placed at one of the spaced points on the spacecraft and made on the basis of a two-dimensional position-sensitive detector S5991-01 manufactured by Hamamatsu and a lens BL02820M13 manufactured by Beward has a mass of not more than 0.5 kg and a size of not more than 70 × 100 × 200 mm.
Опишем технический эффект предлагаемого изобретения.We describe the technical effect of the invention.
Предложенные способ и система обеспечивают оперативный учет точного текущего положения членов экипажа относительно КА и его подвижных и перемещаемых элементов при контроле передвижения членов экипажа КА как внутри герметичного отсека КА, так и в открытом космическом пространстве снаружи КА, при этом обеспечивается учет параметров текущего положения космонавта как объекта с подвижными частями, включая информацию о форме и ориентации космонавта, а предложенные для этого технические средства никак не ограничивают перемещения космонавта и не создают помех его деятельности на борту КА.The proposed method and system provides operational accounting of the exact current position of the crew members relative to the spacecraft and its moving and moving elements when controlling the movement of the spacecraft crew members both inside the spacecraft’s pressurized compartment and in the open outer space outside the spacecraft, while taking into account the parameters of the astronaut’s current position as an object with moving parts, including information on the shape and orientation of the astronaut, and the technical means proposed for this do not limit the movement of the astronauts and not interfere with his activities on board the spacecraft.
Предлагаемые способ и система обеспечивают возможность удобного и быстрого наращивания количества используемых излучателей и детекторов излучения, что позволяет быстро и экономично адаптировать систему как к изменению конфигурации КА, так и к увеличению числа космонавтов и увеличению количества размещаемых на космонавтах излучателей.The proposed method and system provides the ability to conveniently and quickly increase the number of emitters and radiation detectors used, which allows you to quickly and economically adapt the system both to changing the spacecraft configuration, and to increasing the number of astronauts and increasing the number of emitters placed on astronauts.
Достижение технического результата в предложенном изобретении обеспечивается за счет, в том числе:The achievement of the technical result in the proposed invention is provided due to, including:
- использования определяемых параметров положения членов экипажа КА относительно систем и элементов КА, включая информацию о форме и ориентации членов экипажа КА,- the use of determined parameters of the position of the crew of the spacecraft relative to the systems and elements of the spacecraft, including information on the shape and orientation of the crew of the spacecraft,
- использования измерений текущего положения подвижных элементов конструкции КА и измерений параметров движения КА для прогнозирования положения подвижных элементов конструкции КА вдоль маршрута перемещения членов экипажа КА,- the use of measurements of the current position of the moving components of the spacecraft design and measurements of the parameters of the motion of the spacecraft to predict the position of the moving structural elements of the spacecraft along the route of movement of the crew of the spacecraft,
- учета определяемых текущих положений перемещаемых элементов на КА,- accounting for the determined current positions of the moved elements on the spacecraft,
- использования инфракрасных импульсных сигналов, излучаемых излучателями, размещенными предложенным способом на членах экипажа КА, регистрации излученного инфракрасного излучения позиционно-чувствительными детекторами инфракрасного излучения, размещенными предложенным способом на КА, измерения генерируемых ими параметров и использования предложенной методики применения измеренных параметров, включая сопоставление определенного текущего положения излучателей с параметрами относительного положения излучателей, определенными при заданных фиксированных положениях членов экипажа КА,- use of infrared pulsed signals emitted by emitters placed by the proposed method on the spacecraft crew members, registration of the emitted infrared radiation by position-sensitive infrared radiation detectors placed by the proposed method on the spacecraft, measure the parameters generated by them and use the proposed methodology for applying the measured parameters, including comparing a certain current the position of the emitters with the parameters of the relative position of the emitters defined When the set fixed positions of the spacecraft crew members,
- использования радиоканала для управления и синхронизации моментов излучения, приема и передачи данных по результатам приема инфракрасных импульсных сигналов,- use of a radio channel for controlling and synchronizing the moments of radiation, receiving and transmitting data according to the results of receiving infrared pulse signals,
- малых габаритных и весовых характеристик комплектов аппаратуры, размещаемых на членах экипажа и в разнесенных точках на КА.- small overall and weight characteristics of sets of equipment placed on crew members and at spaced points on the spacecraft.
В том числе достижение технического результата в предложенной системе обеспечивается введением предложенных блоков, а также введением предложенных функциональных связей между блоками и предложенным исполнением уже известных блоков.Including the achievement of a technical result in the proposed system is provided by the introduction of the proposed blocks, as well as the introduction of the proposed functional relationships between the blocks and the proposed execution of already known blocks.
В настоящее время технически все готово для реализации предложенного способа. Промышленное исполнение существенных признаков, характеризующих изобретение, не является сложным и может быть выполнено с использованием существующих технических средств.Currently, everything is technically ready for the implementation of the proposed method. Industrial execution of the essential features characterizing the invention is not complicated and can be performed using existing technical means.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015121125/28A RU2604892C1 (en) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | Method of controlling movement of astronaut relative to the spacecraft and system for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015121125/28A RU2604892C1 (en) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | Method of controlling movement of astronaut relative to the spacecraft and system for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2604892C1 true RU2604892C1 (en) | 2016-12-20 |
Family
ID=58697314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015121125/28A RU2604892C1 (en) | 2015-06-02 | 2015-06-02 | Method of controlling movement of astronaut relative to the spacecraft and system for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2604892C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669155C1 (en) * | 2017-09-11 | 2018-10-08 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Cosmonaut movement to identified objects on a space station control method and system for its implementation |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6453233B1 (en) * | 1999-08-31 | 2002-09-17 | Denso Corporation | Method of making update information of map data and differential data of map data updating system |
| US6792363B1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-09-14 | Honeywell International, Inc. | System and method for trajectory optimization using adaptive navigation performance estimation |
| RU2370804C2 (en) * | 2004-09-28 | 2009-10-20 | Тримбл Навигейшн Лимитед | Method and system of movable objects control |
| RU2442220C1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | The control system of vehicles and personnel movements |
-
2015
- 2015-06-02 RU RU2015121125/28A patent/RU2604892C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6453233B1 (en) * | 1999-08-31 | 2002-09-17 | Denso Corporation | Method of making update information of map data and differential data of map data updating system |
| US6792363B1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-09-14 | Honeywell International, Inc. | System and method for trajectory optimization using adaptive navigation performance estimation |
| RU2370804C2 (en) * | 2004-09-28 | 2009-10-20 | Тримбл Навигейшн Лимитед | Method and system of movable objects control |
| RU2442220C1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | The control system of vehicles and personnel movements |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| С.Ф.БУРДАКОВ, Р.Э.СТЕЛЬМАКОВ, С.В.ШТАЙНЛЕ "Синтез траекторий и управление мобильными роботами в условиях неопределенности". Материалы VIII научно-технической конференции "Экстремальная робототехника". Под научной редакцией проф. Е.И. Юревича. -СПб, из-во СПбГТУ, 1997, 439 с.- с.198-209. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669155C1 (en) * | 2017-09-11 | 2018-10-08 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Cosmonaut movement to identified objects on a space station control method and system for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102320370B1 (en) | Robot pet monitoring method and chip based on grid map | |
| Rust et al. | A dual-use visible light approach to integrated communication and localization of underwater robots with application to non-destructive nuclear reactor inspection | |
| Zhao et al. | Learning-based bias correction for time difference of arrival ultra-wideband localization of resource-constrained mobile robots | |
| Huang et al. | Accurate 3-D position and orientation method for indoor mobile robot navigation based on photoelectric scanning | |
| US20180329022A1 (en) | Method, apparatus and system for locating an object using cluster-type magnetic field | |
| JP2017154577A (en) | Inspection system for inside of facility using unmanned aircraft | |
| RU2619168C1 (en) | Method of determining direction to an active object intentionally approaching a spacecraft | |
| Wu et al. | Development of an indoor guidance system for unmanned aerial vehicles with power industry applications | |
| CN101363716A (en) | Combination space precision measurement system | |
| KR20140094259A (en) | Apparatus for measuring position of other apparatus and method for measuring of other apparatus | |
| CN104460671A (en) | Cross positioning method and system for radioactive source in three-dimensional space | |
| CN107196410A (en) | A kind of air-ground integral substation inspection system and method | |
| Carpentiero et al. | A swarm of wheeled and aerial robots for environmental monitoring | |
| CN105445729A (en) | Unmanned plane three-dimensional flight track precision detection method and system | |
| JP2021117502A (en) | Landing control device, landing control method and program | |
| Cheng et al. | Real time indoor positioning system for smart grid based on uwb and artificial intelligence techniques | |
| RU2600039C1 (en) | Method of determining position of object mainly relative to spacecraft and system therefor | |
| RU2604892C1 (en) | Method of controlling movement of astronaut relative to the spacecraft and system for its implementation | |
| Wu et al. | Research on software design of intelligent sensor robot system based on multidata fusion | |
| Yang et al. | Adaptive extended Kalman filter-based fusion approach for high-precision UAV positioning in extremely confined environments | |
| Li et al. | Design and implementation of a remote UAV-based mobile health monitoring system | |
| CN106325268A (en) | Mobile control device and mobile control method | |
| Sbîrnă et al. | Optimization of indoor localization of automated guided vehicles using ultra-wideband wireless positioning sensors | |
| RU2603814C1 (en) | Method for monitoring emergency situations on man-related spacecraft and system for its implementation | |
| RU2524045C2 (en) | Method for determination of geographic position of observed area of observation equipment being moved relative to spacecraft, system for its implementation and device for arranging emitters on observation equipment |