Способ определения положения объекта

(5 ц 5 6 01 В 21/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт космических исследований АН СССР и Ленинградский институт точной механики и оптики(56) Авторское свидетельство СССР йг 1342947, кл. 0 01 В 21/00, 1987,Авторское свидетельство СССР М 1348644, кл. 6 01 В 21/00, 1987. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении положения и перемещений объектов.Известен способ определения положения энергетического центра. Он заключается в том, что формируют изображение светового пятна, преобразуют его в видеосигнал путем дискретного сканирования полученного изображения, а энергетический центр определяют путем анализа составляющих видеосигнала.Недостатком известного способа является недостаточная точность определения положения центра пятна.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ измерения положения объекта, заключающийся в том, что формируют про Я 2,1744461 А 1(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности, Способ заключается в формировании дискретизированного сигнала и определении положения. источника света по данному сигналу, Повышение точности достигается коррекцией дискретизированного сигнала на величины, пропорциональные производным сигнала в точках дискретизации. 1 ил. странственно связанный с положением объекта оптический сигнал, преобразуют его в дискретный видеосигнал с периодом дискретизации Т, восстанавливают огибающую дискретного видеосигнала и определяют положение объекта по координате В энергетического центра огибающей относительно начала временного интервала М как разность Я = И - Ь 4,Для этого осуществляют дискретизацию огибающей с периодом дискретизации Т 2 Т 1, преобразуют дискретные значения огибающей О; в двоичный код, измеряют с дискретом Т 2 временной интервал Г 4, начало которого совпадает с началом преобразования оптического сигнала, а конец - с последним импульсом дискретного видеосигнала, а величину Л Й определяют как медианноезначение дискретизированных значенийогибающей по следующей формуле:д рК01где К - количество дискретизировэнных оценок огибающей.Недостатком способа является то, что медианное значение недостаточно точно соответствует положению объекта и требует уточнения, а процедура вторичной дискретизации неоправданно увеличивает объем анализируемых данных.Целью изобретения является повышение точности определения положения объекта путем коррекции дискретизированного видеосигнала на основе анализа самого видеосигнала.Сущность изобретения заключается в том, что в способе определения положения объекта, заключающемся в формировании пространственно связанного с положением объекта оптического сигнала, преобразовании его в дискретизированный сигнал и формировании сигнала положения центра огибающей, определяют значения производных в точках дискретизации оптического сигнала, формируют скорректированный дискретизированный сигнал путем суммирования исходного дискретизированного сигнала с сигналами, пропорциональными произведению производной оптического сигнала в точке дискретизации на сформированный сигнал положения максимума огибающей, восстанавливают огибающую скорректированного дискретизированного сигнала, а положение объекта определяют по положению центра огибающей скорректированного сигнала.На чертеже представлена блок-схема устройства, осуществляющего способ.Устройство состоит из последовательно соединенных блока 1 формирования оптического изображения светового пятна, блока 2 формирования дискретизированного сигнала, блока 3 формирования огибающей видеосигнала, блока 4 дифференцирования огибающей, блока 5 определения положения максимума огибающей, блока 6 формирования поправки и сумматора 7 сигналов, выход которого подключен к второму входу блока 2, второй выход которого подключен к второму входу сумматора 7, и блока 8 запоминания, входы которого подключены к второму выходу блока 4 и третьему выходу блока 2, а выход подключен к второму входублока 6,Способ осуществляют следующим образом.5 Блок 1 формирует изображение точечного излучателя на поверхности блока 2.Блок 2 дискретизирует оптическое излучение и преобразует его в электрические сигналы вида 1(т 1, т 2,лп). Затем в блоке 310 восстанавливается огибающая видеосигнала в виде 1 Блок 4 выполняет дифференцирование огибающей видеосигнала О/от,а блок 5 определяет момент изменения знака производной И/от=0, соответствующийположению максимума огибающей табаке,15 Одновременно определяют значения производной в моменты, соответствующие размещению импульсов исходногодискретизированного видеосигнала б 1/б 1,11 д 2,".,Ь, После чего формируют сигнал поправки как произведение Л 1 = смак бГ/бт20 т 1 Л 2Ь в точках дискретизации видеосигнала и корректируют исходный видеосигнал, прибавляя сигнал поправки с учетомзнака сигнала т (х,х 2,х) = 1(х 1,х 2,х) ++Ж(х 1,х 2хп).25 После этого вновь восстанавливаютогибающую уже скорректированного видеосигнала Г(х), дифференцируют его Н /от иопределяют скорректированное положение/максимума огибающей 1 макс,которое свя 30 зывают с искомым положением объекта.Если задана требуемая точность коррекции, то определяют расхождение междуисходным и скорректированным положением максимума Лт = хмакс тмакс сравнивают35 зто расхождение с заданным пороговымзначением Лтпоро и в случае превышенияпорога выполняют следующий этап коррекции в той же последовательности.Предлагаемое изобретение позволяет40 повысить точность определения положенияизлучателя по сравнению с прототипом, таккак определяют действительное положениемаксимума, искаженное наблюдательнойсистемой при дискретизации, Положение45 точки определяют точнее, чем интервал дискретизации, приблизительно в десять раз,Формула изобретения1. Способ определения положения объекта, заключающийся в том, что формируют50 пространственно связанный с положениемобъекта оптический сигнал, преобразуютего в дискретизированный сигнал и формируют сигнал положения центра огибающей,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью55 повышения точности, после восстановления огибающей дискретизированного сигнала определяют положение ее максимума,определяют значение производных в точках дискретизации оптического сигнала, формируют скорректированный дискретизированный сигнал путем суммирования исходного дискретизированного сигнала с сигналами, пропорциональными произведению производной оптического сигнала в точке дискретизации на сформированный сигнал положения максимума огибающей, восстанавливают огибающую скорректированного дискретизированного сигнала, а положение объекта определяют по положению центра огибающей скорректированного дискретизированного сигнала. 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что определяют расстояние от центра 5 огибающей исходного дискретизированного до центра огибающей скорректированного дискретизированного сигнала, и в случае превышения сигналом, пропорциональным данному расстоянию, пороговой величины 10 дополнительно корректируют дискретизированный сигнал.