RU2693561C1 - Method of increasing accuracy of a gyroscopic system for stabilizing a line of sight - Google Patents
Method of increasing accuracy of a gyroscopic system for stabilizing a line of sight Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693561C1 RU2693561C1 RU2018132625A RU2018132625A RU2693561C1 RU 2693561 C1 RU2693561 C1 RU 2693561C1 RU 2018132625 A RU2018132625 A RU 2018132625A RU 2018132625 A RU2018132625 A RU 2018132625A RU 2693561 C1 RU2693561 C1 RU 2693561C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- sensor
- output
- angular velocity
- signal
- Prior art date
Links
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 title description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
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
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
- G01C21/18—Stabilised platforms, e.g. by gyroscope
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, в частности к гиростабилизированным устройствам, и используется для обеспечения стабилизации линии визирования оптических приборов, размещаемых на подвижных объектах.The invention relates to systems of automatic control and regulation, in particular to gyrostabilized devices, and is used to ensure the stabilization of the line of sight of optical devices placed on moving objects.
Известно устройство [1] стабилизации линии визирования, содержащее рамку, зеркало, исполнительные двигатели каналов азимута и высоты, установленные на осях вращения рамки и зеркала, усилительно-корректирующие устройства каналов азимута и высоты, выход каждого из которых связан с входом исполнительного двигателя соответствующего канала, датчик угла, установленный на оси вращения зеркала, гироскопические датчики угловой скорости, дифференцирующее устройство, вычислительное устройство, перемножитель, сумматор, вычитающее устройство.A device [1] of stabilizing the line of sight, containing a frame, a mirror, actuators of azimuth and height channels installed on the axes of rotation of the frame and mirror, amplifying and correcting devices of azimuth and height channels, the output of each of which is connected to the input of the executive engine of the corresponding channel, angle sensor mounted on the axis of rotation of the mirror, gyroscopic angular velocity sensors, differentiating device, computing device, multiplier, adder, subtraction device.
Недостатком данной системы является низкая точность стабилизации и наличие высокого дрейфа.The disadvantage of this system is the low accuracy of stabilization and the presence of high drift.
Известно устройство [2] стабилизации оптического изображения, содержащее два двухстепенных гироскопа и два зеркала, первое из которых неподвижно, а второе установлено с возможностью вращения одновременно вокруг двух осей, первая из которых лежит в плоскости этого зеркала перпендикулярно оптической оси прибора, а вторая расположена перпендикулярно первой и перпендикулярно оптической оси, причем гироскопы установлены с возможностью измерения угловых скоростей поворота устройства соответственно вокруг собственно оптической оси и вокруг оси, перпендикулярной его оптической оси, и через системы управления соединены со второй и первой осями.It is known device [2] optical image stabilization, containing two two-degree gyros and two mirrors, the first of which is stationary, and the second is mounted for rotation simultaneously around two axes, the first of which lies in the plane of this mirror perpendicular to the optical axis of the device, and the second is perpendicular the first and perpendicular to the optical axis, and the gyroscopes are installed with the possibility of measuring the angular velocities of the rotation of the device, respectively, around the actual optical axis and around z axis, perpendicular to its optical axis and in a control system connected to the first and second axes.
Недостатком данной системы является низкая точность стабилизации и наличие высокого дрейфа.The disadvantage of this system is the low accuracy of stabilization and the presence of high drift.
Наиболее близкой к заявленному изобретению является система [3] стабилизации изображения на подвижном основании, содержащая индикаторную гироскопическую платформу с установленным на ней зеркалом, карданов подвес в виде наружной и внутренней рам, гироскоп с датчиками угла, датчики момента, усилительно-корректирующее устройство, зеркало и оптический элемент, причем датчик угла гироскопа подключен к датчику момента, усилитель мощности, ленточную передачу с коэффициентом передачи 1:2.Closest to the claimed invention is a system [3] of image stabilization on a movable base, comprising an indicator gyroscopic platform with a mirror mounted on it, a gimbal suspension in the form of outer and inner frames, a gyroscope with angle sensors, moment sensors, an amplifying device, a mirror and an optical element, the gyro angle sensor being connected to a torque sensor, a power amplifier, and a tape transmission with a transmission ratio of 1: 2.
Недостатком данной системы является низкая точность стабилизации линии визирования по вертикальному каналу.The disadvantage of this system is the low accuracy of stabilization of the line of sight along the vertical channel.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении точности стабилизации по вертикальному каналу.The technical result of the claimed invention is to improve the accuracy of stabilization in the vertical channel.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является устранение размытия линии визирования.The problem to which this invention is directed, is to eliminate the blurring of the line of sight.
Поставленная задача решается за счет того, что система стабилизации изображения на подвижном основании, содержащая индикаторную гироскопическую платформу с установленным на ней зеркалом, карданов подвес, выполненный в виде наружной и внутренней рам, гироскоп с датчиками угла, оптический элемент, усилительно-корректирующее устройство, представляющее контур стабилизации, содержащий корректирующее устройство, вход которого соединен с датчиком угла, устройство суммирования, вход которого соединен с корректирующим устройством, а выход с усилителем мощности, ленточную передачу с коэффициентом передачи 1:2, согласно изобретению, содержит датчик угловой скорости, усилительно-корректирующее устройство содержит устройство дифференцирования, вход которого соединен с датчиком угловой скорости, устройство масштабирования, вход которого соединен с выходом устройства дифференцирования, а выход с входом устройства суммирования, при этом выход усилителя мощности соединен с входами датчика угла и датчика угловой скорости.The problem is solved due to the fact that the image stabilization system on a movable base, containing an indicator gyroscopic platform with a mirror installed on it, cardan suspension made in the form of outer and inner frames, a gyroscope with angle sensors, an optical element, an amplifying and corrective device, representing a stabilization circuit containing a correction device, the input of which is connected to an angle sensor, a summation device, the input of which is connected to a correction device, and the output with power amplifier, a tape transmission with a transmission ratio of 1: 2, according to the invention, comprises an angular velocity sensor, an amplifier-correction device contains a differentiation device, the input of which is connected to an angular speed sensor, a scaling device, the input of which is connected to the output of a differentiation device, and the output input device summation, while the output of the power amplifier is connected to the inputs of the angle sensor and the angular velocity sensor.
Одним существенным отличием заявленного изобретения является введение датчика угловой скорости.One significant difference of the claimed invention is the introduction of an angular velocity sensor.
Еще одним существенным отличием заявленного изобретения является введение устройства дифференцирования, устройства суммирования и устройства масштабирования в усилительно-корректирующее устройство, представляющее собой контур стабилизации.Another significant difference of the claimed invention is the introduction of a differentiation device, a summation device and a scaling device into an amplifying-correction device, which is a stabilization loop.
На фиг. 1 представлена кинематическая схема системы-прототипа.FIG. 1 shows the kinematic scheme of the prototype system.
На фиг. 2 представлена кинематическая схема предложенной системы.FIG. 2 shows the kinematic scheme of the proposed system.
На фиг. 3 представлена структурная схема предложенной системы.FIG. 3 shows the block diagram of the proposed system.
Система работает следующим образом.The system works as follows.
Датчик (2) угла гироскопа измеряет абсолютные перемещения стабилизированного элемента по вертикальному каналу, формируя сигнал ошибки, который поступает на вход усилительно-корректирующего устройства (13). Датчик (7) угловой скорости измеряет скорость вращения прибора, его сигнал подается на другой вход усилительно-корректирующего устройства (13). Усилительно-корректирующее устройство (13) формирует сигнал управления силовым приводом, который разворачивает зеркало (3) и удерживает ось датчика (2) угла гироскопа неподвижной.The gyro angle sensor (2) measures the absolute displacements of the stabilized element along the vertical channel, forming an error signal, which is fed to the input of the amplifying and correcting device (13). The angular velocity sensor (7) measures the rotational speed of the device, its signal is fed to another input of the amplifying correction device (13). Amplifier-corrective device (13) generates a control signal for a power drive, which deploys a mirror (3) and keeps the axis of the sensor (2) of the angle of the gyroscope fixed.
Сигнал с датчика (7) угловой скорости обрабатывается в устройстве (9) дифференцирования, устройстве (10) масштабирования и устройстве (11) суммирования с целью суммирования с откорректированным сигналом датчика (2) угла гироскопа и поступает на усилитель (12) мощности, соединенный с датчиком (4) момента.The signal from the angular velocity sensor (7) is processed in a differentiation device (9), a scaling device (10) and a summing device (11) in order to sum up with a corrected sensor signal (2) of a gyroscope angle and is fed to a power amplifier (12) connected to sensor (4) moment.
При движении по вертикальному каналу для того, чтобы стабилизированный элемент оставался неподвижным, зеркало (3) должно поворачиваться на угол вдвое меньший, чем угол корпуса прибора. Таким образом, датчик (7) угловой скорости, установленный на корпусе прибора, измеряет скорость зеркала (3), а производная этого сигнала пропорциональна моменту, который нужно приложить к оси зеркала (3), чтобы развить эту скорость.When moving along a vertical channel so that the stabilized element remains stationary, the mirror (3) should be rotated at an angle half the size of the device. Thus, the sensor (7) of angular velocity, mounted on the body of the device, measures the speed of the mirror (3), and the derivative of this signal is proportional to the moment that must be applied to the axis of the mirror (3) in order to develop this speed.
Такая конфигурация системы позволяет повысить точность стабилизации линии визирования.This system configuration allows to improve the accuracy of stabilization of the line of sight.
Результаты испытаний опытных образцов систем стабилизации подтвердили эффективность предлагаемого технического решения. Согласно проведенным сравнительным испытаниям размах ошибки (при качке основания 1 Гц 10 градусов) уменьшился с 0,2 до 0,1 мрад.The test results of prototypes of stabilization systems confirmed the effectiveness of the proposed technical solution. According to comparative tests, the magnitude of the error (when the base is rolling 1 Hz 10 degrees) decreased from 0.2 to 0.1 mrad.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2260773, МПК G01C 21/18, приоритет от 10.06.2004 г.1. RF patent №2260773, IPC G01C 21/18, priority from 10.06.2004.
2. Патент РФ №2091843, МПК G02B 27/64, приоритет от 09.11.1994 г.2. RF patent №2091843, IPC G02B 27/64, priority from 09.11.1994.
3. Патент РФ №2225024, МПК G02B 27/64, приоритет от 01.07.2002 г.3. RF patent №2225024, IPC G02B 27/64, priority from July 01, 2002
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132625A RU2693561C1 (en) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | Method of increasing accuracy of a gyroscopic system for stabilizing a line of sight |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132625A RU2693561C1 (en) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | Method of increasing accuracy of a gyroscopic system for stabilizing a line of sight |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2693561C1 true RU2693561C1 (en) | 2019-07-03 |
Family
ID=67252253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018132625A RU2693561C1 (en) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | Method of increasing accuracy of a gyroscopic system for stabilizing a line of sight |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2693561C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2753162C2 (en) * | 2019-12-26 | 2021-08-12 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Image stabilization system on a movable base |
| RU215397U1 (en) * | 2021-06-01 | 2022-12-12 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | STABILIZATION AND LINE OF SIGHT GUIDANCE SYSTEM |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059206C1 (en) * | 1992-09-02 | 1996-04-27 | ПО "Уральский оптико-механический завод" | Inage stabilization on movable base |
| RU2225024C1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-02-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" | System of image stabilization on mobile base |
| RU2414732C1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Device for stabilising line of vision |
| US20170227162A1 (en) * | 2015-05-27 | 2017-08-10 | Gopro, Inc. | Camera System Using Stabilizing Gimbal |
-
2018
- 2018-09-12 RU RU2018132625A patent/RU2693561C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059206C1 (en) * | 1992-09-02 | 1996-04-27 | ПО "Уральский оптико-механический завод" | Inage stabilization on movable base |
| RU2225024C1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-02-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" | System of image stabilization on mobile base |
| RU2414732C1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Device for stabilising line of vision |
| US20170227162A1 (en) * | 2015-05-27 | 2017-08-10 | Gopro, Inc. | Camera System Using Stabilizing Gimbal |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2753162C2 (en) * | 2019-12-26 | 2021-08-12 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Image stabilization system on a movable base |
| RU215397U1 (en) * | 2021-06-01 | 2022-12-12 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | STABILIZATION AND LINE OF SIGHT GUIDANCE SYSTEM |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5396326A (en) | Two gimbal error averaging astro-inertial navigator | |
| EP1590770B1 (en) | Compensation for overflight velocity when stabilizing an airborne camera | |
| US5868031A (en) | Triaxial gyroscopic stabilizer for movie or television camera | |
| US20080136923A1 (en) | System And Method For Stabilizing An Image | |
| US20200133101A1 (en) | Control method for gimbal, controller, and gimbal | |
| US5155327A (en) | Laser pointing system | |
| CN111665873B (en) | High-precision line-of-sight stabilizing method based on reference light | |
| RU2693561C1 (en) | Method of increasing accuracy of a gyroscopic system for stabilizing a line of sight | |
| JP2002369046A (en) | Supervisory device | |
| KR101564298B1 (en) | Device and Method for improving maneuverability of Lineofsight stabilizer having Dual Gimbal Structure | |
| JPH06250100A (en) | Image stabilizing device | |
| RU2009133042A (en) | METHOD OF MANAGEMENT AND STABILIZATION OF MOBILE CARRIER, INTEGRATED SYSTEM AND DEVICES FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| RU2414732C1 (en) | Device for stabilising line of vision | |
| CN117032317A (en) | Visual axis stabilizing and tracking control method of movable base photoelectric turntable control system | |
| US4265111A (en) | Device for determining vertical direction | |
| RU2102785C1 (en) | Sighting line stabilizing system | |
| RU2753162C2 (en) | Image stabilization system on a movable base | |
| JP3197995B2 (en) | Optical equipment with camera shake correction function | |
| RU2260773C1 (en) | Sight line stabilizer | |
| RU212794U1 (en) | LINE OF SIGHT STABILIZATION SYSTEM | |
| Hamilton | Strapdown optical stabilization system for EO sensors on moving platforms | |
| JP2021086029A (en) | Imaging device and space stabilization method therefor | |
| EA029390B1 (en) | Sight line stabilization system | |
| CN112304310A (en) | Inertial navigation method based on gyroscope information | |
| RU2011143209A (en) | METHOD OF INERTIAL AUTO CARRYING OUT OF A PROJECT VISIBILITY OBJECT AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION |