RU2722232C1 - Method of finding spatial coordinates of objects in passive systems of vision - Google Patents

Method of finding spatial coordinates of objects in passive systems of vision Download PDF

Info

Publication number
RU2722232C1
RU2722232C1 RU2019130154A RU2019130154A RU2722232C1 RU 2722232 C1 RU2722232 C1 RU 2722232C1 RU 2019130154 A RU2019130154 A RU 2019130154A RU 2019130154 A RU2019130154 A RU 2019130154A RU 2722232 C1 RU2722232 C1 RU 2722232C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
objects
vectors
receiver
receivers
unit vectors
Prior art date
Application number
RU2019130154A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Константинович Клочко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина"
Priority to RU2019130154A priority Critical patent/RU2722232C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2722232C1 publication Critical patent/RU2722232C1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/04—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using angle measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to passive systems of spatial vision of optical, infrared and radio wavelength ranges, intended for observation of objects, and can be used in existing passive surveillance systems for objects. In the method of finding spatial coordinates of objects in passive systems of vision, the location of the first and k-th receivers is mutually oriented by an axis rotation matrix and a base vector of the k-th receiver with respect to the first, unit vectors of vectors of directions on objects in the first receiver and unit vectors of vectors of directions on objects in k-th receiver are determined, successively selecting m non-recurring versions of connection of pairs of unit vectors with the least values of coupling parameters of vectors and distances to objects, calculated by criterion of minimum of these parameters. Number of n receivers is selected equal to 3 or 4, receivers are located on circle or sphere with orthogonal arrangement of lines of sight of k-th receivers relative to first receiver, then by searching for mvariants of connection of unit vectors estimating distances to objects is calculated by criterion of minimum value of conjugation of vectors, then, m non-recurring variants of connection of unit vectors with the least total vector conjugation indices are successively selected based on amplitudes of the received signals and spatial coordinates of objects in the coordinate system of the first receiver are calculated for selected versions.EFFECT: reduced errors of estimating distances to objects and their spatial coordinates, as well as high probability of correct distribution of guide vectors by belonging to objects owing to use of additional information on amplitudes of signals from objects.1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к пассивным системам пространственного видения оптического, инфракрасного и радиотехнического диапазонов длин волн, предназначенным для наблюдения за объектами. Система состоит из нескольких стереопар приемников, принимающих сигналы излучения или отражения от нескольких объектов наблюдения в определенном диапазоне длин волн. Приемники взаимно ориентированы в пространстве.The invention relates to passive spatial vision systems of the optical, infrared and radio wavelength ranges for monitoring objects. The system consists of several stereo pairs of receivers that receive radiation or reflection signals from several objects of observation in a certain wavelength range. The receivers are mutually oriented in space.

Объекты наблюдения - точечные (малоразмерные) или протяженные объекты, которые неподвижны или движутся в пространстве. Результатом наблюдения за объектами в отдельном приемнике являются орты векторов направлений на объекты (направляющие векторы). При наблюдении за несколькими объектами заранее неизвестна принадлежность ортов тем или иным объектам. Возникает необходимость нахождения сопряженных пар векторов направлений на соответствующие объекты с целью вычисления пространственных координат точечных объектов или центров протяженных.Objects of observation - point (small) or extended objects that are motionless or moving in space. The result of observing objects in a separate receiver is the unit vectors of direction vectors to objects (direction vectors). When observing several objects, the belonging of the unit vectors to one or another object is not known in advance. There is a need to find conjugate pairs of direction vectors on the corresponding objects in order to calculate the spatial coordinates of point objects or extended centers.

Известны способы нахождения сопряженных векторов на основе достаточного условия сопряжения - линейной зависимости нескольких векторов - при определении дальностей до объектов [1], взаимной ориентации систем координат приемников [2], траекторном сопровождении движущихся объектов [3]. Однако данные способы при выборе сопряженных пар векторов не учитывают правильного взаимного расположения приемников, а также мощности сигналов излучения или отражения от объектов, измеряемой амплитудой принятых сигналов при их первичной обработке.Known methods for finding conjugate vectors based on a sufficient conjugation condition - a linear dependence of several vectors - when determining distances to objects [1], the mutual orientation of the coordinate systems of receivers [2], the trajectory tracking of moving objects [3]. However, when choosing paired pairs of vectors, these methods do not take into account the correct relative position of the receivers, as well as the power of the radiation or reflection signals from objects, measured by the amplitude of the received signals during their initial processing.

Рассмотрим в качестве прототипа способ определения дальностей до объектов в пассивных системах видения [1], который сводится к следующему.Consider as a prototype a method for determining the distances to objects in passive vision systems [1], which boils down to the following.

1. Размещают в пространстве двух взаимно удаленных приемников, контролирующих m объектов при известной матрице Pk поворота осей k-го приемника (k = 2) и базовом векторе bk, соединяющем центры координат.1. Placed in space are two mutually remote receivers that control m objects with the known matrix P k of rotation of the axes of the k-th receiver (k = 2) and the base vector b k connecting the coordinate centers.

2. Определяют орты a 1 (i1,) векторов i1-x направлений на объекты (центры протяженных объектов) первого приемника и орты a k (ik) векторов ik-х направлений k-го приемника

Figure 00000001
2. The unit vectors of a 1 (i 1 ,) vectors of i 1 -x directions to the objects (centers of extended objects) of the first receiver are determined and the unit vectors of a k (i k ) vectors of i k directions of the k-th receiver
Figure 00000001

4. Для всех m2 пар ортов а 1(i1) и a k(ik), поставленных в соответствие друг другу, находят оценки

Figure 00000002
дальностей r1(i) и rk(ik) по критерию минимума квадрата евклидовой нормы вектора ek ошибок сопряжения
Figure 00000003
4. For all m 2 pairs of unit vectors a 1 (i 1 ) and a k (i k ), put in correspondence with each other, find the estimates
Figure 00000002
ranges r 1 (i) and r k (i k ) according to the criterion of the minimum squared Euclidean norm of the vector e k pairing errors
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

5. Из m2 пар ортов последовательно выбирают m неповторяющихся пар a 1(i1s) и a k(iks),

Figure 00000005
с наименьшими значениями показателей Jk. При этом получают оценки (1) дальностей
Figure 00000006
и
Figure 00000007
,
Figure 00000008
, соответствующие данным показателям.5. From m 2 pairs of unit vectors, m non-repeating pairs a 1 (i 1s ) and a k (i ks ) are sequentially selected,
Figure 00000005
with the lowest values of indicators J k . In this case, estimates (1) of ranges are obtained
Figure 00000006
and
Figure 00000007
,
Figure 00000008
corresponding to these indicators.

6. На основе оценок

Figure 00000009
и
Figure 00000010
вычисляют оценки пространственных координат m объектов в системах координат приемников:6. Based on ratings
Figure 00000009
and
Figure 00000010
calculate the spatial coordinates of m objects in the coordinate systems of the receivers:

Figure 00000011
Figure 00000011

Данный способ обладает следующими недостатками.This method has the following disadvantages.

1. Способ не учитывает возможностей увеличения числа приемников и их правильного взаимного расположения при выборе направляющих векторов.1. The method does not take into account the possibilities of increasing the number of receivers and their correct relative position when choosing guide vectors.

2. Способ не учитывает дополнительной информации об амплитудах сигналов, принятых в направлениях на объекты.2. The method does not take into account additional information about the amplitudes of the signals received in the directions to the objects.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение этих недостатков, а именно на увеличение числа приемников, их правильное взаимное расположение и учет амплитуд принятых сигналов, приводящих к повышению точности оценок пространственных координат объектов.The proposed technical solution is aimed at eliminating these shortcomings, namely, increasing the number of receivers, their correct relative position and taking into account the amplitudes of the received signals, leading to an increase in the accuracy of estimates of the spatial coordinates of objects.

Технический результат предлагаемого технического решения достигается применением способа нахождения пространственных координат объектов в пассивных системах видения, который заключается в расположении первого и k-го приемника, взаимно ориентированных матрицей Pk поворота осей и базовым вектором bk k-го приемника по отношению к первому, определении ортов а 1(i1) векторов i1-x направлений на объекты (

Figure 00000012
, m - число объектов) в первом приемнике и ортов a k (ik) векторов ik-х направлений на объекты
Figure 00000013
в k-м приемнике, последовательном выборе m неповторяющихся вариантов соединения пар ортов a 1(i) и a k(ik) с наименьшими значениями показателей сопряжения векторов Jk=||r1(i1)a 1(i1) - rk(ik)Pk a k(ik) - bk||2 и дальностями r1(i), rk(ik) до объектов, вычисленными по критерию минимума этих показателей, отличающийся тем, что увеличивают число n приемников до n = 3 или n = 4, располагают приемники на окружности или сфере с ортогональным расположением линий визирования k-х приемников по отношению к первому приемнику, затем перебором mn вариантов соединения ортов а 1(i1), a k(ik),
Figure 00000014
, вычисляют оценки дальностей до объектов r1(i), rk(ik),
Figure 00000015
, по критерию минимума показателя
Figure 00000016
, далее последовательно выбирают m неповторяющихся вариантов соединения ортов a 1(i1s), a k(iks),
Figure 00000017
,
Figure 00000018
, с наименьшими суммарными показателями J = μ1J + μ2J*, μ1 > 0, μ2 > 0, μ1 + μ2 = 1,
Figure 00000019
, где u1(i1), uk(ik) - амплитуды сигналов, принятых с направлений а 1(i1), a k(ik), и для выбранных вариантов вычисляют пространственные координаты объектов Ml(s) = r1(i1s)а 1(i1s),
Figure 00000020
, в системе координат первого приемника.The technical result of the proposed technical solution is achieved by using the method of finding the spatial coordinates of objects in passive vision systems, which consists in the location of the first and kth receivers, mutually oriented by the axis rotation matrix P k and the base vector b k of the kth receiver relative to the first, determining unit vectors a 1 (i 1 ) vectors i 1 -x directions to objects (
Figure 00000012
, m is the number of objects) in the first receiver and unit vectors a k (i k ) vectors of i k directions to the objects
Figure 00000013
in the k-th receiver, the sequential choice of m non-repeating variants of combining the pairs of unit vectors a 1 (i) and a k (i k ) with the smallest values of the vector conjugation indices J k = || r 1 (i 1 ) a 1 (i 1 ) - r k (i k ) P k a k (i k ) - b k || 2 and ranges r 1 (i), r k (i k ) to objects calculated by the criterion of the minimum of these indicators, characterized in that they increase the number of n receivers to n = 3 or n = 4, place the receivers on a circle or sphere with orthogonal the location of the lines of sight of the k-th receivers in relation to the first receiver, then iterating over m n options for connecting the unit vectors a 1 (i 1 ), a k (i k ),
Figure 00000014
, calculate the estimates of the distances to the objects r 1 (i), r k (i k ),
Figure 00000015
, by the criterion of the minimum indicator
Figure 00000016
, then sequentially select m non-repeating options for connecting the unit vectors a 1 (i 1s ), a k (i ks ),
Figure 00000017
,
Figure 00000018
, with the lowest total indices J = μ 1 J + μ 2 J * , μ 1 > 0, μ 2 > 0, μ 1 + μ 2 = 1,
Figure 00000019
, where u 1 (i 1 ), u k (i k ) are the amplitudes of the signals received from the directions a 1 (i 1 ), a k (i k ), and for the chosen options the spatial coordinates of the objects are calculated M l (s) = r 1 (i 1s ) and 1 (i 1s ),
Figure 00000020
, in the coordinate system of the first receiver.

Алгоритмически способ сводится к следующим операциям.Algorithmically, the method boils down to the following operations.

1. Располагают n приемников (n>2) на окружности или сфере с ортогональным расположением линий визирования k-х приемников

Figure 00000021
по отношению к первому, ориентированных матрицей Pk поворота осей k-х приемников и базовым вектором bk, соединяющим центры систем координат первого и k-го приемников.1. Place n receivers (n> 2) on a circle or sphere with orthogonal arrangement of the line of sight of k-x receivers
Figure 00000021
with respect to the first, oriented by the matrix P k of rotation of the axes of the k-th receivers and the base vector b k connecting the centers of the coordinate systems of the first and k-th receivers.

2. Осуществляется перебор mn вариантов соединения ортов а 1(i1), a k(ik),

Figure 00000022
i1, i2, …, in ∈ {1,2, …, m}. Для каждого варианта вычисляются оценки дальностей до объектов r1(i), rk(ik),
Figure 00000023
по критерию минимума квадратичного показателя2. The search is carried out m n variants of the connection of unit vectors a 1 (i 1 ), a k (i k ),
Figure 00000022
i 1 , i 2 , ..., i n ∈ {1,2, ..., m}. For each option, estimates of ranges to objects r 1 (i), r k (i k ),
Figure 00000023
by the criterion of the minimum of a quadratic exponent

Figure 00000024
Figure 00000024

где ek - вектор ошибок сопряжения векторов М1(i1) = r1(i1)а 1(i1) и Mk(ik) = rk(ik)Pk a k(ik), взятых в системе координат 1-го приемника; Т - символ транспонирования. Из необходимого условия минимума (2):where e k is the error vector of the conjugation of the vectors M 1 (i 1 ) = r 1 (i 1 ) and 1 (i 1 ) and M k (i k ) = r k (i k ) P k a k (i k ), taken in the coordinate system of the 1st receiver; T is the symbol for transposition. From the necessary minimum condition (2):

Figure 00000025
Figure 00000025

получается система n уравнений, которая в матричной форме имеет вид:it turns out a system of n equations, which in matrix form has the form:

Figure 00000026
Figure 00000026

где учтены ортогональность матрицы

Figure 00000027
, I - единичная матрица, и равенство
Figure 00000028
where the orthogonality of the matrix is taken into account
Figure 00000027
, I is the identity matrix, and the equality
Figure 00000028

Из (3) с помощью обратной матрицы находится вектор оценок дальностейFrom (3), using the inverse matrix, we find the vector of range estimates

Figure 00000029
Figure 00000029

3. Последовательно выбираются m неповторяющихся вариантов соединения ортов а 1(i1s), a k(iks),

Figure 00000030
с наименьшими суммарными показателями3. Sequentially select m non-repeating options for connecting the unit vectors a 1 (i 1s ), a k (i ks ),
Figure 00000030
with the lowest total indicators

Figure 00000031
Figure 00000031

где J получается из (2) подстановкой вместо r1, rk их оценок

Figure 00000032
, найденных по формуле (4); u1(i1), uk(ik) - амплитуды сигналов, принятых с направлений a 1(i1), ak(ik); μ1 > 0, μ2 > 0 - весовые коэффициенты (μ1 + μ2 = 1).where J is obtained from (2) by substituting instead of r 1 , r k their estimates
Figure 00000032
found by formula (4); u 1 (i 1 ), u k (i k ) are the amplitudes of the signals received from the directions a 1 (i 1 ), a k (i k ); μ 1 > 0, μ 2 > 0 - weighting factors (μ 1 + μ 2 = 1).

4. Для выбранных вариантов вычисляются пространственные координаты объектов М1(s)=r1(i1s)a1(i1s),

Figure 00000033
, в системе первого приемника.4. For the selected options, the spatial coordinates of the objects are calculated M 1 (s) = r 1 (i 1s ) a 1 (i 1s ),
Figure 00000033
in the system of the first receiver.

Расчет точности оценокCalculation of the accuracy of estimates

Эффект от увеличения числа приемников (n > 2) аналитически рассчитывался с помощью ковариационной матрицы ошибок оценок дальностей (4). При наличии трех приемников (n = 3) и ортогональности векторов а 1 и а 2, а 1 и а 3 СКО ошибки оценивания уменьшается в 2 раза. При наличии четырех приемников (n=3) и ортогональности векторов a 1 и а 2, a 1 и a 3, а 1 и а 4 СКО ошибки оценивания уменьшается в 3 раза.The effect of increasing the number of receivers (n> 2) was analytically calculated using the covariance matrix of range estimation errors (4). In the presence of three receivers (n = 3) and orthogonality of the vectors a 1 and a 2 , a 1 and a 3 of the standard deviation, the estimation error decreases by 2 times. In the presence of four receivers (n = 3) and orthogonality of the vectors a 1 and a 2 , a 1 and a 3 , and 1 and a 4 standard deviations, the estimation errors are reduced by 3 times.

Методом компьютерного моделирования исследовалось влияние учета амплитуд на точность оценок координат m объектов в системе двух приемников (n = 2). Для m = 3, 4 и 5 точечных объектов пространственные координаты х, у, z векторов М1(i),

Figure 00000034
в системе координат 1-го приемника выбирались в пределах 5-25 м. Координаты х, у, z векторов 2-го приемника пересчитывались с учетом матрицы Р поворота осей и базового вектора b = (10, 20, 30)Т:М2(i) = PTM1(i) - b,
Figure 00000035
, и искажались действием нормального шума с нулевым средним и СКО σх = σy = σz = 0,1 м. Тем самым моделировались ошибки измерения координат ортов a 2(i) = (1/r2(i))М2(i), r2(i) = ||М2(i)||. Система координат 2-го приемника была повернута относительно 1-го на углы α = 7°, β = 3° и γ = 5°, которые искажались нормальным шумом с нулевым средним и СКО σα = σβ = σγ = 0,1°.The method of computer simulation was used to study the effect of amplitude accounting on the accuracy of estimates of the coordinates of m objects in a system of two receivers (n = 2). For m = 3, 4, and 5 point objects, the spatial coordinates x, y, z of the vectors M 1 (i),
Figure 00000034
in the coordinate system of the 1st receiver were selected within 5-25 m. The x, y, z coordinates of the vectors of the 2nd receiver were recalculated taking into account the matrix P of rotation of the axes and the base vector b = (10, 20, 30) T : M 2 ( i) = P T M 1 (i) - b,
Figure 00000035
, and distorted by normal noise with zero mean and standard deviation σ x = σ y = σ z = 0.1 m. Thus, the errors in measuring the coordinates of the unit vectors a 2 (i) = (1 / r 2 (i)) M 2 ( i), r 2 (i) = || M 2 (i) ||. The coordinate system of the 2nd receiver was rotated relative to the 1st by angles α = 7 °, β = 3 ° and γ = 5 °, which were distorted by normal noise with zero mean and standard deviation σ α = σ β = σ γ = 0.1 °.

Амплитуды u(i),

Figure 00000036
, i-х объектов последовательно назначались от 5 до 9 с шагом 1 в условных единицах и искажались действием нормального шума с нулевым средним и СКО σu = 0,3.Amplitudes u (i),
Figure 00000036
, i-objects were sequentially assigned from 5 to 9 in increments of 1 in arbitrary units and distorted by normal noise with zero mean and standard deviation σ u = 0.3.

На множестве N = 1000 реализаций опыта вычислялись следующие характеристики: dcp - расстояние d между моделируемым и найденным пространственными положениями объекта (модуль разности векторов), усредненное по числу реализаций опыта N и числу объектов n; σd - выборочное СКО случайной величины d. Показатель формулы (5) вычислялся с учетом амплитуд с коэффициентами μ1 = 0,5, μ2 = 0,5 и без учета амплитуд с μ1 = 1, μ2 = 0. В таблице представлены характеристики, полученные для двух режимов работы: с учетом амплитуд объектов и без учета амплитуд.On the set N = 1000 realizations of the experiment, the following characteristics were calculated: d cp is the distance d between the modeled and found spatial positions of the object (the vector difference modulus), averaged over the number of realizations of the experiment N and the number of objects n; σ d - sample standard deviation of random variable d. The indicator of formula (5) was calculated taking into account amplitudes with coefficients μ 1 = 0.5, μ 2 = 0.5 and without taking into account amplitudes with μ 1 = 1, μ 2 = 0. The table shows the characteristics obtained for two operating modes: taking into account the amplitudes of objects and excluding amplitudes.

Figure 00000037
Figure 00000037

Таким образом, предложенный способ позволяет увеличить вероятность правильного распределения направляющих векторов по принадлежности объектам за счет увеличения числа приемников и использования информации об амплитудах сигналов от объектов, что приводит к снижению в несколько раз СКО ошибок оценок пространственного положения объектов.Thus, the proposed method allows to increase the likelihood of the correct distribution of guide vectors by belonging to the objects by increasing the number of receivers and using information about the amplitudes of the signals from the objects, which leads to a several-fold reduction in the standard deviation of the estimates of the spatial position of the objects.

ЛитератураLiterature

1. Патент RU 2681518.1. Patent RU 2681518.

2. Патент RU 2682382.2. Patent RU 2682382.

3. Патент RU 2694023.3. Patent RU 2694023.

Claims (6)

Способ нахождения пространственных координат объектов в пассивных системах видения, заключающийся в расположении первого и k-го приемников, взаимно ориентированных матрицей Pk поворота осей и базовым вектором bk k-го приемника по отношению к первому, определении ортов a 1(i1) векторов i1-x направлений на объекты (
Figure 00000038
, m - число объектов) в первом приемнике и ортов a k (ik) векторов ik-х направлений на объекты
Figure 00000039
в k-м приемнике, последовательном выборе m неповторяющихся вариантов соединения пар ортов а 1(i1) и a k(ik) с наименьшими значениями показателей сопряжения векторовA method for finding the spatial coordinates of objects in passive vision systems, which consists in arranging the first and kth receivers mutually oriented by the axis rotation matrix P k and the base vector b k of the kth receiver relative to the first, determining the unit vectors a 1 (i 1 ) vectors i 1 -x directions to objects (
Figure 00000038
, m is the number of objects) in the first receiver and unit vectors a k (i k ) vectors of i k directions to the objects
Figure 00000039
in the kth receiver, the sequential choice of m non-repeating options for connecting pairs of unit vectors a 1 (i 1 ) and a k (i k ) with the smallest values of the vector conjugation indices Jk = ||r1(i1)a 1(i1) - rk(ik)Pk a k(ik) - bk||2 J k = || r 1 (i 1 ) a 1 (i 1 ) - r k (i k ) P k a k (i k ) - b k || 2 и дальностями r1(i1), rk(ik) до объектов, вычисленными по критерию минимума этих показателей, отличающийся тем, что увеличивают число n приемников до n = 3 или n = 4, располагают приемники на окружности или сфере с ортогональным расположением линий визирования k-х приемников по отношению к первому приемнику, затем перебором mn вариантов соединения ортов а 1(i1), a k(ik),
Figure 00000040
, вычисляют оценки дальностей до объектов r1(i1), rk(ik),
Figure 00000040
, по критерию минимума показателя
Figure 00000041
, далее последовательно выбирают m неповторяющихся вариантов соединения ортов а 1(i1s), a k(iks),
Figure 00000042
,
Figure 00000043
, с наименьшими суммарными показателямиand ranges r 1 (i 1 ), r k (i k ) to objects calculated by the criterion of the minimum of these indicators, characterized in that they increase the number of n receivers to n = 3 or n = 4, place the receivers on a circle or sphere with orthogonal arrangement of lines of sight x k-receivers relative to the first receiver, then m n enumeration unit vectors for this compound and 1 (i 1), a k (i k) ,
Figure 00000040
, calculate the estimates of the distances to the objects r 1 (i 1 ), r k (i k ),
Figure 00000040
, by the criterion of minimum indicator
Figure 00000041
, then sequentially select m non-repeating options for connecting the unit vectors a 1 (i 1s ), a k (i ks ),
Figure 00000042
,
Figure 00000043
, with the lowest total indicators J = μ1J + μ2J*, μ1 > 0, μ2 > 0, μ1 + μ2 = 1,J = μ 1 J + μ 2 J * , μ 1 > 0, μ 2 > 0, μ 1 + μ 2 = 1,
Figure 00000044
,
Figure 00000044
, где u1(i1), uk(ik) - амплитуды сигналов, принятых с направлений а 1(i1), a k(ik), и для выбранных вариантов вычисляют пространственные координаты объектов М1(s)=r1(i1s)а 1(i1s),
Figure 00000045
, в системе координат первого приемника.where u 1 (i 1 ), u k (i k ) are the amplitudes of the signals received from directions a 1 (i 1 ), a k (i k ), and for the chosen options the spatial coordinates of the objects M 1 (s) = r are calculated 1 (i 1s ) and 1 (i 1s ),
Figure 00000045
, in the coordinate system of the first receiver.
RU2019130154A 2019-09-24 2019-09-24 Method of finding spatial coordinates of objects in passive systems of vision RU2722232C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130154A RU2722232C1 (en) 2019-09-24 2019-09-24 Method of finding spatial coordinates of objects in passive systems of vision

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130154A RU2722232C1 (en) 2019-09-24 2019-09-24 Method of finding spatial coordinates of objects in passive systems of vision

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722232C1 true RU2722232C1 (en) 2020-05-28

Family

ID=71067300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019130154A RU2722232C1 (en) 2019-09-24 2019-09-24 Method of finding spatial coordinates of objects in passive systems of vision

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722232C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786046C1 (en) * 2022-02-17 2022-12-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method for detecting moving objects by passive receiver system together with radiometer

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179697A (en) * 1978-01-27 1979-12-18 Grumman Aerospace Corporation Passive ranging method
US6639553B2 (en) * 2000-04-22 2003-10-28 Ching-Fang Lin Passive/ranging/tracking processing method for collision avoidance guidance
RU2304790C1 (en) * 2005-12-21 2007-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие центральный научно-исследовательский институт "Гидроприбор" Evaluation arrangement for a tracking system
RU2476900C1 (en) * 2011-10-27 2013-02-27 Научно-Исследовательский Испытательный Центр Систем Связи Федерального Государственного Учреждения "27 Центральный Научно-Исследовательский Институт Минобороны России" Method of determining coordinates of radio-frequency sources
CN104635201A (en) * 2013-11-06 2015-05-20 郁涛 Unambiguous direction finding method based on phase difference discrimination
RU2681518C1 (en) * 2018-04-02 2019-03-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method for determining distances to objects in passive vision systems
RU2690704C1 (en) * 2018-05-29 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method of mutual orientation of coordinate systems and determination of distances to the objects in passive radio vision system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179697A (en) * 1978-01-27 1979-12-18 Grumman Aerospace Corporation Passive ranging method
US6639553B2 (en) * 2000-04-22 2003-10-28 Ching-Fang Lin Passive/ranging/tracking processing method for collision avoidance guidance
RU2304790C1 (en) * 2005-12-21 2007-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие центральный научно-исследовательский институт "Гидроприбор" Evaluation arrangement for a tracking system
RU2476900C1 (en) * 2011-10-27 2013-02-27 Научно-Исследовательский Испытательный Центр Систем Связи Федерального Государственного Учреждения "27 Центральный Научно-Исследовательский Институт Минобороны России" Method of determining coordinates of radio-frequency sources
CN104635201A (en) * 2013-11-06 2015-05-20 郁涛 Unambiguous direction finding method based on phase difference discrimination
RU2681518C1 (en) * 2018-04-02 2019-03-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method for determining distances to objects in passive vision systems
RU2690704C1 (en) * 2018-05-29 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method of mutual orientation of coordinate systems and determination of distances to the objects in passive radio vision system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Клочко В.К., Гудков С.М., Нгуен К.Х. Оценивание пространственных координат объектов в системах тепло-и радиовидения // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2018. - N 63. - Сс.27-33. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786046C1 (en) * 2022-02-17 2022-12-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method for detecting moving objects by passive receiver system together with radiometer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106610483B (en) MIMO radar angle estimation algorithm based on tensor subspace and spectrum peak search
CN106658713B (en) Single base station mobile user positioning method based on multi-parameter estimation
KR101767924B1 (en) Method and system for detecting location of multi-target
WO2005119288A9 (en) Method and system for determining the position of an object
CN109633526A (en) Non-homogeneous round battle array phase-interfer-ometer direction-finding ambiguity solution method based on directivity function
Chan et al. Parameter estimation and identifiability in bistatic multiple-input multiple-output radar
US9846221B2 (en) Method for the passive localization of radar transmitters
EP3193187A1 (en) Method for calibrating a local positioning system based on time-difference-of-arrival measurements
CN108872932A (en) The direct positioning result method for correcting error of over-the-horizon target neural network based
CN113259837A (en) Indoor positioning method based on angle estimation and fingerprint positioning algorithm
CN109507635A (en) Utilize the array amplitude phase error evaluation method of two unknown orientation auxiliary sources
RU2681518C1 (en) Method for determining distances to objects in passive vision systems
CN111273266A (en) Multi-station radar positioning system
RU2682382C1 (en) Observers in the passive vision system coordinate systems orientation method
RU2722232C1 (en) Method of finding spatial coordinates of objects in passive systems of vision
JP5679856B2 (en) Positioning device and positioning method
RU2682376C1 (en) Passive vision system reliability and accuracy improvement method
CN109459723A (en) A kind of Pure orientation Passive Location based on first heuristic algorithm
CN115835374A (en) Method for determining position of mobile equipment and positioning engine
RU2690704C1 (en) Method of mutual orientation of coordinate systems and determination of distances to the objects in passive radio vision system
RU2681519C1 (en) Method for determining trajectories of movement of objects in radiometric vision system
EP4235206A1 (en) Apparatus comprising at least one processor
CN112596026B (en) Elliptic target positioning method for unknown transmitter position
CN116087875B (en) Indoor non-line-of-sight scene passive tag three-dimensional positioning method based on environment information
CN104977576B (en) The compact perception matrix method for tracing of distribution based on cross battle array radar system