SU1384952A1 - Device for determining position of object - Google Patents
Device for determining position of object Download PDFInfo
- Publication number
- SU1384952A1 SU1384952A1 SU864093587A SU4093587A SU1384952A1 SU 1384952 A1 SU1384952 A1 SU 1384952A1 SU 864093587 A SU864093587 A SU 864093587A SU 4093587 A SU4093587 A SU 4093587A SU 1384952 A1 SU1384952 A1 SU 1384952A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- unit
- amplifier
- inputs
- laser
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к приборостроению . Цель изобретени - повышение точности и быстродействи определени положени объекта. Если в зону обзора лазера попадает отражатель , на выходе детектора блока 22 сравнению по вл етс напр жение, размыкающее ключ блока 23 автопоиска. Если оба приемопередатчика нашли один и тот же отражатель, процессор 2The invention relates to instrumentation. The purpose of the invention is to improve the accuracy and speed of determining the position of an object. If a reflector enters the laser field of view, a voltage appears at the output of the detector unit 22 comparing the key of the auto-search unit 23. If both transceivers found the same reflector, processor 2
Description
(Л(L
00 0000 00
соwith
анализирует значение углов датчиков 9 угла горизонтального разворота, формирует сигнал поиска и передает его через коммутатор на входной сумматор блока автопоиска, т.е. происходит Принудительньй срыв слежени и введение приемопередатчика в режим автопоиска; По значени м углов от датчиков 9 угла горизонтального разворота процессор 2 идентифицирует отражателиanalyzes the angle values of the sensors 9 of the angle of horizontal pivot, generates a search signal and passes it through the switch to the input adder of the auto search block, i.e. Forced tracking failure occurs and the transceiver is put into auto search mode; Using the values of the angles from the sensors 9 of the horizontal turning angle, the processor 2 identifies the reflectors
с измеренными дальност ми, что необходимо дл .определени положени объекта-. По получении информации о рассто ни х до отражателей и углов от дальномерных блоков и датчиков 9 угла горизонтального разворота, а также по известным координатам опорных пунктов, на которых установлены отражатели, процессор 2 определ ет положение объекта. 3 з.п. ф-лы, 5 илwith measured distances, which is necessary to determine the position of an object -. On receipt of information about the distance x to the reflectors and angles from the distance measuring units and sensors 9 of the horizontal turning angle, as well as from the known coordinates of the support points on which the reflectors are mounted, the processor 2 determines the position of the object. 3 hp f-ly, 5 silt
1one
Изобретение относитс к приборо- строению, в частности к устройствам дл определени положени подвижных объектов.The invention relates to instrumentation, in particular, to devices for determining the position of moving objects.
Цель изобретени - повышение точности и быстродействи определени положени объекта.The purpose of the invention is to improve the accuracy and speed of determining the position of an object.
. .
На фиг. 1 изображена структурна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока сравнени ; на фиг.З - схема блока нормировани ; на фиг. 4 - схема блока автопоиска; на фиг.5- схема, по сн кица работу фотоприемника и его характеристики.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 is a comparison block diagram; FIG. 3 is a diagram of the rationing block; in fig. 4 is a block diagram of auto search; FIG. 5 is a diagram, in reference to the operation of a photodetector and its characteristics.
Устройство состоит из блока 1 об- работк, информации, процессора 2, блока управлени , коммутатора 4, соединенных с ним дальномерных блоков 5, двух приемопередатчиков 6, каждый из которых оснащен исполнительными двигател ми 7 и 8 соответственно вертикального и горизонтальног разворотов и датчиком 9 угла горизонтального разворота, св занным с коммутатором , каждый приемопередатчик состоит из лазера 10, генератора 11 накачки лазера, передающего объектива 12, приемного объектива 13, его регулируемой диафрагмы 14, микродвигател 15 диафрагмы, фотоприемника 16 св занного с лазером, соединенного с фотоприемником предварительного че- тырехканального усилител 17, блока 18 преобразовани , состо щего из первого 19 и второго 20 блоков нормировани , входы которых параллельно соединены с выходами предварительного четырехканального усилител , а синхровходы - с синхровыходом генера тора накачки лазера, из суммирующего The device consists of a processing unit 1, information, a processor 2, a control unit, a switch 4, rangefinder units 5 connected to it, two transceivers 6, each of which is equipped with executive motors 7 and 8, respectively, of vertical and horizontal turns and angle sensor 9 horizontal reversal associated with the switch, each transceiver consists of a laser 10, a laser pump generator 11, a transmitting lens 12, a receiving lens 13, its adjustable diaphragm 14, a micromotor 15 aperture, and a photoplate a laser-connected terminal 16 connected to a photodiode of a preliminary four-channel amplifier 17, a conversion unit 18 consisting of the first 19 and second 20 normalization units, whose inputs are connected in parallel to the outputs of a four-channel preamplifier, and the synchronous inputs are connected to the synchronous output of the pump generator laser sum of
5 0 50
5five
00
усилител 21, входы которого соединены с предварительным четырехканаль- ным усилителем, а выход - с дальномер ным блоком, из блока 22 сравнени , первый выход которого соединен с микродвигателем диафрагмы, второй выход подключен к коммутатору 4, из блока 23 автопоиска, причем выход первого блока нормировани соединен с двигателем вертикального разворота, а выход BTQporo.блока нормировани соединен с двигателем горизонтального разворота через блок автопоиска, второй и третий входы которого соединены с коммутатором и вторым выходом блока сравнени .amplifier 21, the inputs of which are connected to a preliminary four-channel amplifier, and the output is connected to a range finder, from a comparison unit 22, the first output of which is connected to the diaphragm micromotor, the second output is connected to the switch 4, from the automatic search unit 23, and the output of the first block normalization is connected to the vertical reversal motor, and the output of the BTQporo.the normalization unit is connected to the horizontal reversal motor through the auto-search unit, the second and third inputs of which are connected to the switch and the second output of the center Neni.
Блок сравнени состоит из выходного вычитающего усилител 24, первый вход которого через последовательно соединенные нормально разомкнутый ключ 25 и амплитудный детектор 26 подключен к выходу суммирующего усилител , к которому также подключены последовательно соединенные нормально замкнутый ключ 27 и амплитуд- ньй детектор 28, причем выход последнего соединен со вторым входом вычи- тающего усилител , с коммутатором и третьим входом блока автопоиска.The comparison unit consists of an output detracting amplifier 24, the first input of which is connected through a serially connected normally open switch 25 and an amplitude detector 26 connected to the output of a summing amplifier, to which the normally closed switch 27 and an amplitude detector 28 are also connected, and the output of the latter connected with the second input of the subtracting amplifier, with the switch and the third input of the auto-search unit.
Каждьй блок нормировани состоит из входных сумматоров 29 и 30, входы которых подключены к предваритель- ному четырехканальному усилителю, выходного вычитающего усилител 31 и нормирующего усилител 32, первые входы которых через нормально замкнутый ключ 33, управл емьй делитель 34 и амплитудньй детектор 35 подключены .к выходу первого входного сумматора.Each normalization unit consists of input adders 29 and 30, whose inputs are connected to a preliminary four-channel amplifier, an output subtractive amplifier 31, and a normalizing amplifier 32, the first inputs of which are via a normally closed switch 33, control divider 34, and amplitude detector 35 are connected. output of the first input adder.
а вторые входы выходного вычитающего и нормирующего усилителен подключены к выходу рторого входного сум- матора через нормально замкнутый ключ 36, управл емьш делитель 37 и амплитудный детектор 38, при этом синхровходы ключей соединены с син- хровходом генератора накачки лазера.and the second inputs of the output subtractive and normalizing amplifiers are connected to the output of the third input adder via a normally closed switch 36, control divider 37 and amplitude detector 38, while the synchronous inputs of the switches are connected to the synchronous input of the laser pump generator.
Блок автопоиска состоит из входного сумматора 39, входы которого соединены с выходом второго блока нормировани и коммутатором, и выходного суммирующего усилител 40, входы которого соединены с выходом входного сумматора, причем один из них непосредственно, а другой через нелинейный элемент 41 типа гистерезис и ключ 42, управл ющий вход которого соединен со вторым ВБГХОДОМ блока сравнени . В состав устройства вход т несколько отражателей 43.The autosearch unit consists of an input adder 39, the inputs of which are connected to the output of the second rating unit and a switch, and an output summing amplifier 40, the inputs of which are connected to the output of the input adder, one of which is directly and the other through a nonlinear element 41 of the hysteresis type and the key 42 , the control input of which is connected to the second VGGKHODOM of the comparison unit. The device includes several reflectors 43.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Генератор 11 накачки лазера с посто нной частотой посыпает импульсы тока в лазер, световые импульсы которого через объектрш 12, формирующий расходимость луча не более 1° по горизонтали и 5 по вертикали, освещают отражатель 43, а отраженный от него световой поток через объектив 13 попадает на фотоприемник 16, при это часть светового потока от лазера поступает непосредственно на фотоприемник , которьй преобразует излучен-, ные и -отраженные импульсы в электрические , их усиливает и суммирует предварительный четырехжанальный усилитель 17, затем они поступают на дальномерный блок 5, измер ющий.рассто ние до отражател по интервалу времени между излученным и отраженны импульсами. Суммарньй сигнал с выхода усилител 17 также поступает в блок 22 сравнени , на синхровход которого поступают синхроимпульсы от генератора 11 накачки лазера. Последние на интервал времени существовани импульса излучени замыкают ключ 25 и размыкают ключ 27, в результате ; чего на детектор 26 поступают только импульсы излучени , а на детектор 28 только отраженные импульсы. Детекторы преобразуют импульсы в пропорциональные их амплитуде напр жени , сравнива которые усилитель 24 формирует напр жение управлени микродвигателем 15 диафрагмы, последнийA generator of pumping a laser with a constant frequency sprinkles current pulses into the laser, whose light pulses through the object 12, which form a beam divergence of not more than 1 ° horizontally and 5 vertically, illuminate the reflector 43, and the reflected light from it through the lens 13 falls on The photodetector 16, with this part of the luminous flux from the laser, goes directly to the photodetector, which converts the radiated and reflected pulses into electrical ones, amplifies them and summarizes the preliminary four-channel amplifier 17, then they arrive at the distance measuring unit 5, measuring the distance to the reflector over the time interval between the emitted and reflected pulses. The total signal from the output of the amplifier 17 also enters the comparison unit 22, the synchro-input of which receives the clock pulses from the laser pump generator 11. The latter for the time interval of the existence of a radiation pulse close the key 25 and open the key 27, as a result; which, only radiation pulses arrive at detector 26, and only reflected pulses arrive at detector 28. The detectors convert the pulses into proportional voltage amplitudes, comparing which amplifier 24 generates a control voltage of the aperture micromotor 15, the last
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
прикрывает диафрагму 14 настолько, чтобы ослабить среднее значение отраженного сигнала до величины, равной поступающему от лазера на фотоприемник 16. Этим достигаетс компенсаци медленных в широком диапазоне значений изменений уровн отраженного сиг- |Нала, обусловленных изменением рассто ни до отражател , колебани ми поглощени светового сигнала в атмосфере , пространственным перемещением отражател .covers the diaphragm 14 so as to attenuate the average value of the reflected signal to a value equal to that supplied from the laser to the photodetector 16. This achieves compensation for the slow in a wide range of values of the reflected signal level | Nal caused by the change in the distance to the reflector by oscillations of the light signal in the atmosphere, the spatial movement of the reflector.
Быстрые флуктуации, обусловленные турбулентностью и другими факторами в атмосфере, динамической неточностью наведени из-за вибраций и рывков объекта, вли ющие на качество измерени дальности, компенсируютс в даль- номерном блоке 5.Rapid fluctuations due to turbulence and other factors in the atmosphere, dynamic pointing inaccuracies due to vibrations and jerks of the object, affecting the quality of the distance measurement, are compensated in the far-dimensional block 5.
Приемный объектив 13 формирует изображение отражател 43 на фотоприемнике 16. Смещение изображени относительно центра фотоприемника пропорционально углу отклонени отражател относительно оси объектива 13, т.е. оптической оси приемопередатчика 6.The receiving lens 13 forms an image of the reflector 43 on the photodetector 16. The image offset relative to the center of the photodetector is proportional to the angle of deflection of the reflector relative to the axis of the lens 13, i.e. optical axis of the transceiver 6.
На фиг. 5а и 56 показана дифференциальна характеристика (разность уровней .электрического сигнала площадок Г и в) дл частного случа перемещени п тна по линии X, причем крива Д - дл большей интенсивности светового потока, крива Е - дл меньшей, центральна наклонна часть кривой характеризует положение, когдй изображение попало на обе площадки В и Г и величина пропорциональна разности площадей частей изображени , попадающих на разные площадки. Горизонтальные участки соответствуют положени м, когда изображение попадает только на одну площадку, а спады на концах кривой - выходу отражател из луча лазера. В первом блоке 19 нормировани сумматор 29 суммирует импульсы площадок А и Б, а сумматор 30 - площадок В и Г, следовательно , сигналы на их выходах не завис т от горизонтального смещени п тна в пределах фотоприемника, Ключи 33 и 36 размыкаютс генератором 11 накачки лазера, так что далее поступают только отраженные импульсы. Нормирующий усилитель 32 регулирует одновременно и одинаково коэффициенты ослаблени сигнала обоих управл емых делителей 34 и 37, при этом сумма напр жений на выходах детекторов 35 и 38 остаетс посто нной величиной , чем достигаетс нормирование разностного напр жени верхних и нижних площадок на выходе вычитающего усилител 31, т.е. зависимость выходного напр жени только от величины вертикального смещени п тна и независимость от величины интенсивности светового п отока. Аналогично работает второй блок 20 нормировани , суммиру сигналы площадЬк А с Г и.Б с В и определ нормированное значение горизонтального отклонени . Нормированием достигаетс компенсаци быстрых флуктуации и не прохождение их в исполнительные двигатели разворотов , которые, получа сигналы отклонени , разворачивают приемопередатчик до совмещени его оптической оси с отражателем. В процессе слежени , когда световое п тно, изображающее отражатель, расположено в пределах фотоприемника, на выходе детектора 28 блока 22 сравнени имеетс напр жение, свидетельствующее о наличии отраженных импульсов, размыкающее ключ 42 блока 23 автопоиска, и сигнал рассогласовани по горизонтали поступает от второго блока 20 нормировани на двигатель 8 горизонтального разворота через входной сумматор 39 и выходной суммирующий усилитель 40 без изменений. .FIG. 5a and 56 show the differential characteristic (the difference of the levels of the electrical signal of areas G and C) for a particular case of moving the spot along the X line, the curve D for greater intensity of the light flux, the curve E for the smaller one, the central inclined part of the curve characterizes the position when the image fell on both sites C and D and the magnitude is proportional to the difference of the areas of the parts of the image falling on different sites. The horizontal sections correspond to the positions when the image hits only one area, and the slopes at the ends of the curve correspond to the exit of the reflector from the laser beam. In the first normalization block 19, adder 29 summarizes the pulses of pads A and B, and adder 30 to pads C and D, therefore, the signals at their outputs do not depend on the horizontal displacement of the spot within the photodetector. Keys 33 and 36 are disconnected by laser pump generator 11 , so that further only reflected pulses arrive. The normalizing amplifier 32 simultaneously and equally modulates the attenuation coefficients of both controlled dividers 34 and 37, while the sum of the voltages at the outputs of the detectors 35 and 38 remains constant, thus normalizing the differential voltage of the upper and lower areas of the subtracting amplifier 31, those. the dependence of the output voltage only on the magnitude of the vertical displacement of the spot and independence on the magnitude of the intensity of the light stream. The second rationing unit 20 works similarly, summing the area signals A with G and B with B and determining the normalized horizontal deviation value. By normalization, fast fluctuations are compensated for and not passed into the turn-over actuators, which, receiving deflection signals, unfold the transceiver until its optical axis is aligned with the reflector. In the tracking process, when the light spot depicting the reflector is located within the photodetector, the output of the detector 28 of the comparator unit 22 is a voltage indicating the presence of reflected pulses, opening the key 42 of the auto-seeking unit 23, and the horizontal error signal from the second unit 20 normalization to the engine 8 horizontal reversal through the input adder 39 and the output summing amplifier 40 without changes. .
При выходе отражател за йределы луча по горизонтали (например, точка Ж на фиг. 5) нелинейный элемент 41 типа гистерезис запоминает знак последнего значени сигнала отклонени , который через ключ 42, замыкающийс при отсутствии отраженных импульсов , и через выходной усилитель 40 воздействует на двигатель 8, разворачивающий приемопередатчик 6 в сторону отражател . При возврате п тна на фотоприемник размыкаетс ключ 42 и блок 20 управл ет двигателем 8 через входной сумматор 39 и выходной суммирующий усилитель 40.When the reflector exits behind the horizontal beam horizontally (for example, point Ж in Fig. 5), the nonlinear element 41 of the hysteresis type remembers the sign of the last value of the deflection signal, which through the switch 42, which closes in the absence of reflected pulses, and through the output amplifier 40 acts on the motor 8 deploying transceiver 6 in the direction of the reflector. When returning the spot to the photodetector, the key 42 opens and the unit 20 controls the motor 8 through the input adder 39 and the output summing amplifier 40.
При включении устройства нелинёй- ньш элемент 41 находитс в произволь- ном положении, при отсутствии отра- женного сигнала ключ 42 замкнут, выходное напр жение блока 23 автопоиска поступает на двигатель 8 горизонтального разворота, который вращает приемопередатчик 6; При этом (из-за отсутстви отраженного сигнала) наWhen the device is switched on, the nonlinear element 41 is in an arbitrary position, in the absence of a reflected signal, the key 42 is closed, the output voltage of the autosearch block 23 goes to the horizontal reversal motor 8, which rotates the transceiver 6; In this case (due to the absence of the reflected signal) on
1384952613849526
выходе первогоблока нормировани напр жени нети двигатель вертикального разворотанеподвижен. Расход 10the output of the first power unit for rationing the voltage is not, and the vertical reversing motor is not moving. Consumption 10
1515
2020
2525
30thirty
3535
4040
4545
5050
5555
щийс лазерный пучок просматривает некоторую вертикальную зону при работе двигател 8. Как только в зону обзора лазера попадает отражатель, на выходе детектора 28 блока 22 сравнени по вл етс напр жение, размыкающее ключ 42, в результате чего работа устройства продолжаетс в режиме слежени .The laser beam scans a certain vertical zone when the engine 8 is in operation. As soon as a reflector enters the laser field of view, a voltage appears at the output of the detector 28 of the comparator unit 22, opening the key 42, as a result of which the device continues to operate in tracking mode.
Если оба приемопередатчика нашли один и тот же отражатель, процессор 2 анализирует значени углов датчиков 9 горизонтального разворота, формирует в соответствии с программой сигнал поиска и передает его через коммутатор на входной сумматор 39 блока автопоиска одного из приемопередатчиков , т.е. происходит принудительньй срыв слежени , и введение приёмоперег датчика в режим автопоиска. По значени м углов от датчиков 9 угла гори- . зонтального разворота процессор 2 идентифицирует отражатели с измеренными дальност ми, что необходимо дл определени положени объекта, кроме того, возможна работа устройства с числом отражателей, большим двух.If both transceivers find the same reflector, processor 2 analyzes the values of the angles of sensors 9 for horizontal reversal, generates a search signal in accordance with the program and sends it through the switch to the input adder 39 of the auto search unit of one of the transceivers, i.e. there is a compulsory tracking failure, and the introduction of the sensor into autosearch mode. According to the values of the angles from the sensors 9 of the angle of horizons A horizontal reversal processor 2 identifies reflectors with measured distances, which is necessary to determine the position of an object, and, besides, the device can work with a number of reflectors greater than two.
При временном отсутствии отраженного сигнала (отражатель временно заслонен другим объектом) на процессор 2 поступает соответствующий сигнал от блока 22 сравнени , на процессоре происходит запоминание значение угла соответствующего датчика 9, предшествующее исчезновению сигнала, сравнение его с текущим значением и формирование сигналов дл блока авто- поиска, при этом соответствующий приемопередатчик совершает обзор небольшого горизонтального угла около ожидаемого положени отражател до его нахождени .With a temporary absence of a reflected signal (the reflector is temporarily obscured by another object) processor 2 receives the corresponding signal from comparison unit 22, the processor stores the angle value of the corresponding sensor 9, precedes the disappearance of the signal, compares it with the current value, and generates signals for the auto-search unit , while the corresponding transceiver makes a review of a small horizontal angle around the expected position of the reflector before it is located.
По получении информации о рассто ни х до отражателей и углов от даль- номерных блоков 5 и датчиков 9, а . также по известным координатам опорных пунктов, на которых установлены отражатели, процессор определ ет положение объекта, передает соответствующую информацию на .блок 3 управлени .On receipt of information about the distance x to the reflectors and the angles from the distance blocks 5 and the sensors 9, a. Also, by the known coordinates of the support points on which the reflectors are mounted, the processor determines the position of the object, transmits the corresponding information to the control unit 3.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864093587A SU1384952A1 (en) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | Device for determining position of object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864093587A SU1384952A1 (en) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | Device for determining position of object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1384952A1 true SU1384952A1 (en) | 1988-03-30 |
Family
ID=21247511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864093587A SU1384952A1 (en) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | Device for determining position of object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1384952A1 (en) |
-
1986
- 1986-07-23 SU SU864093587A patent/SU1384952A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Батраков А.С. и др. Лазерные измерительные системы./Под ред.Лукь нова. М.: Радио и св зь, 1981, с. 138. За вка GB № 1582415, кл. G 01 С 5/00, 07.01.81. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5118180A (en) | Method and apparatus for determining the range of vision of a motor vehicle driver upon encountering fog or other obstacle | |
US6226076B1 (en) | Distance measuring apparatus using pulse light | |
US5309212A (en) | Scanning rangefinder with range to frequency conversion | |
EP0465806A2 (en) | Charge integration range detector | |
DE69212694D1 (en) | Optical scanner | |
US4465366A (en) | Device for the photoelectric determination of the position of at least one focal plane of an image | |
SU1384952A1 (en) | Device for determining position of object | |
JP2003255046A (en) | Distance measuring equipment and method | |
RU2155323C1 (en) | Optoelectronic target search and tracking system | |
EP0525747B1 (en) | Distance measuring apparatus | |
JPH07117414B2 (en) | Automatic collimating lightwave rangefinder | |
JP2518066B2 (en) | Laser beam direction control device | |
JPS6118809A (en) | Non-contacting multi-point displacement measurement | |
SU1538050A1 (en) | Device for determining coordinates of object | |
SU1076741A2 (en) | Photoelectric automatic collimator for fixing object angular position | |
RU199765U1 (en) | Device for detecting optical and optoelectronic devices and measuring the range to them | |
SU1320108A1 (en) | Device for automatic signalling on train approaching track work site | |
SU1753273A1 (en) | Device for determining coordinates of object | |
JPH0382909A (en) | Optical reflector detecting apparatus | |
SU1000984A1 (en) | Atmosphere transparance determination method | |
RU2091711C1 (en) | Process of range measurement and device for its realization | |
RU2094818C1 (en) | Optical radar | |
RU2002279C1 (en) | Optic locator | |
RU2116621C1 (en) | Device for automatic measurement of distance between two objects | |
JPH0642967A (en) | Leveling apparatus |