RU2784337C1 - Method for unipositional measurement of the coordinates of an optical emission source - Google Patents
Method for unipositional measurement of the coordinates of an optical emission source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784337C1 RU2784337C1 RU2021127878A RU2021127878A RU2784337C1 RU 2784337 C1 RU2784337 C1 RU 2784337C1 RU 2021127878 A RU2021127878 A RU 2021127878A RU 2021127878 A RU2021127878 A RU 2021127878A RU 2784337 C1 RU2784337 C1 RU 2784337C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coordinates
- oec
- mpd
- optical system
- mfp
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области мониторинга (измерения) местоположений источников оптического излучения (ИОИ) и может быть использовано в системах обеспечения вхождения в связь, системах траекторных измерений, а также в системах координатометрии оптико-электронных средств различного базирования и т.п.The invention relates to the field of monitoring (measuring) the locations of sources of optical radiation (OSI) and can be used in systems for ensuring entry into communication, systems for trajectory measurements, as well as in systems for coordinating optoelectronic means of various bases, etc.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ определения местоположения ИОИ по рассеянной в атмосфере составляющей (см., например, [1]), основанный на применении двух оптико-электронных координаторов (ОЭК) с матричными фотоприемниками (МФП), приемные плоскости которых взаимно перпендикулярны, осуществлении координатной привязки фотоэлементов МФП двух ОЭК, приеме рассеянного атмосферным каналом оптического излучения ИОИ двумя ОЭК с МФП, определении крайних фотоэлементов противоположных по периметру линеек фотоэлементов двух ОЭК с МФП, сигнал на выходе которых превысил пороговое значение, и вычислении по значениям координат их местоположения координаты местоположения ИОИ.The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a method for determining the location of the IOI by the component scattered in the atmosphere (see, for example, [1]), based on the use of two optoelectronic coordinators (OEC) with matrix photodetectors (MPD), the receiving planes of which are mutually perpendicular, the implementation of the coordinate binding of the photocells of the MFP of two OECs, the reception of the optical radiation scattered by the atmospheric channel of the IOS by two OECs with the MFP, the determination of the extreme photocells of the photocell lines of the two OECs with the MFP opposite along the perimeter, the output signal of which exceeded the threshold value, and the calculation by to the values of their location coordinates the IOI location coordinates.
Недостатками способа являются: требование к ортогональности взаимного расположения приемных плоскостей ОЭК, которое обуславливает использование большой базы определения местоположения ИОИ; прием рассеянного вбок излучения, ограничивающий дальность обнаружения сигналов ИОИ; определения минимум восьми координат местоположения фотоэлементов ОЭК.The disadvantages of the method are: the requirement for the orthogonality of the relative position of the receiving planes of the OEC, which leads to the use of a large base for determining the location of the IOI; reception of side-scattered radiation, which limits the range of detection of IOI signals; determination of at least eight coordinates of the location of OEC photocells.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение однопозиционного определения координат ИОИ.The technical result, to which the present invention is directed, is to provide a single-position determination of the coordinates of the IOI.
Технический результат достигается тем, что в известном способе однопозиционного измерения координат местоположения ИОИ, основанном на применении ОЭК с МФП, осуществлении координатной привязки фотоэлементов МФП ОЭК, приеме излучения источника оптического излучения ОЭК с МФП, определении координат фотоэлементов ОЭК с МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, дополнительно определяют координаты местоположения элементов построения оптической системы ОЭК с МФП, изменяют координаты местоположения элементов построения оптической системы ОЭК с МФП, повторно определяют координаты местоположения элементов построения оптической системы ОЭК с МФП, повторно принимают излучение ИОИ ОЭК с МФП и определяют координаты фотоэлементов ОЭК с МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, вычисляют по значениям, полученных при двух измерениях, координат фотоэлементов ОЭК с МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, и координат местоположения элементов построения оптической системы ОЭК с МФП координаты местоположения ИОИ.The technical result is achieved by the fact that in the known method of single-position measurement of the location coordinates of the IOI, based on the use of the OEC with the MFP, the implementation of the coordinate binding of the photocells of the MFP of the OEC, the reception of radiation from the source of optical radiation of the OEC with the MFP, determining the coordinates of the photocells of the OEC with the MFP, the output signals of which exceeded threshold value, additionally determine the coordinates of the location of the building elements of the optical system of the OEC with the MFP, change the coordinates of the location of the elements of the construction of the optical system of the OEC with the MFP, re-determine the coordinates of the location of the elements of the construction of the optical system of the OEC with the MFP, re-accept the radiation of the IOI of the OEC with the MFP and determine the coordinates of the photocells of the OEC with MFP, the output signals of which exceeded the threshold value, are calculated from the values obtained during two measurements, the coordinates of the photocells of the OEC with the MFP, the output signals of which exceeded the threshold value, and the coordinates of the location of the building elements OEC optical system with MFP location coordinates of the IOI.
Сущность изобретения заключается в применении ОЭК с МФП, с изменяемыми параметрами оптической системы. Определение координат местоположения ИОИ осуществляется по значениям координат фотоэлементов МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, координатных параметров оптической системы ОЭК с МФП.The essence of the invention lies in the use of OEC with MFP, with variable parameters of the optical system. The location coordinates of the IOI are determined by the values of the coordinates of the MFP photocells, the output signals of which exceeded the threshold value, the coordinate parameters of the OEC optical system with the MFP.
Под угловым местоположением ИОИ в изобретении понимается местоположение ИОИ, находящегося по отношению к оси ОЭК по некоторым углом в пределах поля зрения ОЭК. При совпадении осей луча ИОИ и поля зрения ОЭК, предлагаемый в способе порядок действий не позволяет определить координаты местоположения ИОИ.Under the angular location of the IOI in the invention refers to the location of the IOI, located in relation to the OEC axis at a certain angle within the field of view of the OEC. If the axes of the IOI beam and the field of view of the OEC coincide, the procedure proposed in the method does not allow determining the coordinates of the IOI location.
На фигуре 1 представлена схема, поясняющая способ, где: 1 - ОЭК, включающих 2 - оптическую систему и 3 - МФП; 4 - ИОИ ((x1, 0, z1), (x2, 0, z2) - координаты фотоэлементов МФП 3 ОЭК 1, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, (xЦ1, 0, zЦ1) - координаты центральных фотоэлементов МФП 3 ОЭК 1, ƒ1, ƒ2 - фокусные расстояния оптической системы 2, (xИОИ, yИОИ, zИОИ) - координаты местоположения ИОИ 4). Для упрощения описания функционирования способа ОЭК 1 представлен в виде эквивалентной оптической системы 2 с изменяемым фокусным расстоянием (ƒ1, ƒ2) и МФП 3.The figure 1 presents a diagram explaining the method, where: 1 - OEC, including 2 - optical system and 3 - MFP; 4 - IOI ((x 1 , 0, z 1 ), (x 2 , 0, z 2 ) - coordinates of
Это обусловлено тем, что оптическая система ОЭК 1 любой сложности, состоящий из последовательно расположенных оптических элементов, может быть представлена эквивалентной системой, обеспечивающей при заданных параметрах излучения на входе такие же параметры излучения на выходе, что и реальная система (см., например, [2], стр. 26-28).This is due to the fact that the
Фоточувствительные элементы МФП 3 ОЭК 1 имеют координатную привязку. Приемная плоскость МФП 3 расположена в координатной плоскости x0z. Центр оптической системы 2 может располагаться в координатах (xЦ, ƒ1, zЦ), (xЦ, ƒ2, zЦ). МФП 3 через объектив 2 принимает излучение ИОИ 4.The photosensitive elements of the MFP 3 OEK 1 are coordinated. The receiving plane of the MFP 3 is located in the x0z coordinate plane. The center of the
ОЭК 1, имеющий оптическую систему 2 с первоначальным значением фокусного расстояния ƒ1, определяет МФП 3 координаты (x1, 0, z1), фотоэлементов, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение (на фигуре 1 фотоэлементы обозначены черным цветом). ОЭК 1 изменяет фокусное расстояние оптической системы на значение ƒ2 и повторно определяет МФП 3 координаты (x2, 0, z2), фотоэлементов, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение. Далее вычисляют координаты (xИОИ, yИОИ, zИОИ) местоположения ИОИ 4 по значениям координат (x1, 0, z1), (x2, 0, z2) фотоэлементов МФП 3, координат (xЦ, ƒ1, zЦ), (xЦ, ƒ2, zЦ) местоположения оптической системы 2, полученных при двух измерениях.
Для подтверждения технического результата приведем основную аналитическую зависимость применительно к координатной привязке и упрощенного представления ОЭК 1, изображенной на фигуре 1. Координаты ИОИ 4 можно определить, решая систему уравнений относительно координат (xИОИ, yИОИ, zИОИ), как точку пресечения прямых, заданных уравнениями в координатной форме с координатами точек (x1, 0, z1), (xЦ, ƒ1, zЦ) и (x2, 0, z2), (xЦ, ƒ2, zЦ)To confirm the technical result, we present the main analytical dependence in relation to the coordinate reference and the simplified representation of the
На фигуре 2 представлена блок-схема устройства, с помощью которого может быть реализован предлагаемый способ. Блок-схема устройства включает: ОЭК 1, блок обработки и управления 5, навигационный приемник 6 и блок изменения местоположения элементов построения объектива 7 (остальные обозначения соответствуют фигуре 1).Figure 2 shows a block diagram of a device with which the proposed method can be implemented. The block diagram of the device includes:
Устройство работает следующим образом. Навигационный приемник 6 определяет координаты местоположения и передает их значения в блок обработки и управления 5. Блок обработки и управления 5 осуществляет координатную привязку фотоэлементов МФП 3 и элементов построения оптической системы (объектива) 2 ОЭК 1. Блок изменения местоположения элементов построения объектива 7 изменяет местоположение элементов оптической системы 2. ОЭК 1 принимает излучение ИОИ, определяет координаты фотоэлементов, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, и передает их значения в блок обработки и управления 5. Блок обработки и управления 5 осуществляет, через исполнительные элементы, требуемые технические операции и определяет по поступившим данным и хранящимся данным координаты местоположения ИОИ.The device works as follows. The
Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить однопозиционное определения координат ИОИ за счет использования ОЭК с МФП с изменяемыми координатными параметрами его оптической системы. Следовательно, предлагаемый авторами, способ устраняет недостатки прототипа.Thus, the proposed method makes it possible to provide a single-position determination of the IOI coordinates through the use of an OEC with an MFP with variable coordinate parameters of its optical system. Therefore, proposed by the authors, the method eliminates the disadvantages of the prototype.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ однопозиционного измерения координат местоположения ИОИ, основанный на применении ОЭК с МФП, осуществлении координатной привязки фотоэлементов МФП ОЭК, приеме излучения источника оптического излучения ОЭК с МФП, определении координат фотоэлементов ОЭК с МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, дополнительно определении координат местоположения элементов построения оптической системы ОЭК с МФП, изменении координат местоположения элементов построения оптической системы ОЭК с МФП, повторном определении координат местоположения элементов построения оптической системы ОЭК с МФП, повторном приеме излучения ИОИ ОЭК с МФП и определении координат фотоэлементов ОЭК с МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, вычислении по значениям, полученных при двух измерениях, координат фотоэлементов ОЭК с МФП, сигналы на выходе которых превысили пороговое значение, и координат местоположения элементов построения оптической системы ОЭК с МФП координат местоположения ИОИ.The proposed technical solution is new, since the method of single-position measurement of the IOI location coordinates is unknown from publicly available information, based on the use of the OEC with the MFP, the implementation of the coordinate binding of the photocells of the MFP of the OEC, the reception of radiation from the source of optical radiation of the OEC with the MFP, the determination of the coordinates of the photocells of the OEC with the MFP, the signals on the output of which exceeded the threshold value, additionally determining the location coordinates of the elements of constructing the optical system of the OEC with the MFP, changing the coordinates of the location of the elements of constructing the optical system of the OEC with the MFP, re-determining the coordinates of the location of the elements of constructing the optical system of the OEC with the MFP, re-accepting radiation of the OEC IOI with the MFP and determining coordinates of OEC photocells with MFP whose output signals exceeded the threshold value, calculating from the values obtained in two measurements, the coordinates of OEC photocells with MFP whose output signals exceeded the threshold value, and coordinates of the location of the elements of building the optical system of the OEC with the MFP of the coordinates of the location of the IOI.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиоэлектронные узлы и устройства.The proposed technical solution is practically applicable, since typical radio-electronic components and devices can be used for its implementation.
1 Пат.2591589 RU, G01S 17/06. Способ определения местоположения источника оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей / Ю.Л. Козирацкий, А.Ю. Козирацкий, И.Е. Грохотов, П.Е. Кулешов и др.; заявитель и патентообладатель ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина». - №2014154444; заявл. 30.12.2014; опубл. 20.07.2016, Бюл. №20. - 9 с.1 Pat.2591589 RU, G01S 17/06. Method for determining the location of the source of optical radiation by the component scattered in the atmosphere / Yu.L. Koziratsky, A.Yu. Koziratsky, I.E. Grokhotov, P.E. Kuleshov and others; applicant and patent holder VUNTS VVS VVA im. prof. NOT. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin". - No. 2014154444; dec. 12/30/2014; publ. 07/20/2016, Bull. No. 20. - 9 s.
2 Козирацкий Ю.Л., Афанасьева А.И., Гревцев А.И., и др. Обнаружение и координатометрия оптико-электронных средств, оценка параметров их сигналов. / Ю.Л. Козирацкий, А.И. Афанасьева, А.И. Гревцев, А.А. Донцов и др. М.: «ЗАО «Издательство «Радиотехника», 2015. 456 с.2 Koziratsky Yu.L., Afanas'eva A.I., Grevtsev A.I., et al. Detection and coordinate measurement of optical-electronic means, estimation of their signal parameters. / Yu.L. Koziratsky, A.I. Afanasiev, A.I. Grevtsev, A.A. Dontsov et al. M.: CJSC Publishing House Radiotekhnika, 2015. 456 p.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2784337C1 true RU2784337C1 (en) | 2022-11-23 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080130005A1 (en) * | 2006-02-20 | 2008-06-05 | Sick Ag | Optoelectronic apparatus and a method for its operation |
US20150286340A1 (en) * | 2013-08-19 | 2015-10-08 | Basf Se | Optical detector |
RU2591589C1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-07-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of locating source of optical radiation based on component scattered in atmosphere |
CN110178045A (en) * | 2016-11-17 | 2019-08-27 | 特里纳米克斯股份有限公司 | Detector at least one object of optical detection |
RU2755733C1 (en) * | 2020-11-26 | 2021-09-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерство обороны Российской Федерации | Method for single-position determination of location of optical radiation source |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080130005A1 (en) * | 2006-02-20 | 2008-06-05 | Sick Ag | Optoelectronic apparatus and a method for its operation |
US20150286340A1 (en) * | 2013-08-19 | 2015-10-08 | Basf Se | Optical detector |
RU2591589C1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-07-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of locating source of optical radiation based on component scattered in atmosphere |
CN110178045A (en) * | 2016-11-17 | 2019-08-27 | 特里纳米克斯股份有限公司 | Detector at least one object of optical detection |
RU2755733C1 (en) * | 2020-11-26 | 2021-09-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерство обороны Российской Федерации | Method for single-position determination of location of optical radiation source |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КУЛЕШОВ П.Е., ГЛУШКОВ А.Н., ДРОБЫШЕВСКИЙ Н.В. ДАТЧИК ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ЛУЧА АКТИВНОГО ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО СРЕДСТВА ПО РАССЕЯННОЙ В АТМОСФЕРЕ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ. ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКИЕ СИЛЫ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА. Номер: 6 (6), 2018, стр. 130-138. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106772315A (en) | Multi-beam scanning apparatus and multibeam scanning method | |
CN112346009B (en) | Positioning method and system based on intelligent reflecting surface | |
CN108594254A (en) | A method of improving TOF laser imaging radar range accuracies | |
US9404999B2 (en) | Localization system and localization method | |
CN108692701B (en) | Mobile robot multi-sensor fusion positioning method based on particle filter | |
CN111352121B (en) | Flight time ranging system and ranging method thereof | |
CN108802746A (en) | A kind of jamproof distance measuring method and device | |
CN110411479B (en) | Digital calibration system of laser plumb aligner and application | |
CN111366943B (en) | Flight time ranging system and ranging method thereof | |
CN106886027B (en) | Laser positioning device and laser positioning method | |
US11841466B2 (en) | Systems and methods for detecting an electromagnetic signal in a constant interference environment | |
EP3276576B1 (en) | Disparity estimation by fusion of range data and stereo data | |
RU2784337C1 (en) | Method for unipositional measurement of the coordinates of an optical emission source | |
CN109375163B (en) | High-precision indoor positioning method and terminal | |
RU2285275C1 (en) | Method for determining direction to source of optical radiation on basis of component, dissipated in atmosphere, and device for realization of said method | |
KR101877608B1 (en) | Indoor Positioning System and Method | |
CN111765905A (en) | Method for calibrating array elements of unmanned aerial vehicle in air | |
RU2666555C2 (en) | One-position correlation goniometric relative-long-dimensional method for determining the coordinates of the location of radio emission sources | |
CN111505654A (en) | Object position detection method and laser radar | |
CN110412613B (en) | Laser-based measurement method, mobile device, computer device, and storage medium | |
CN102998093A (en) | Device and method for quickly automatically measuring focal distance | |
RU2681203C1 (en) | Phase direction finding method and phase direction finder | |
RU2674248C2 (en) | One-position correlation goniometric method for determining coordinates of location of radio emission sources | |
RU2269795C1 (en) | Method for one-positional measurement of laser emission source coordinates and device for realization of said method | |
RU2813558C1 (en) | Method for measuring attenuation of optical radiation by aerosol medium |