Устройство для определения координат объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 197 А 15/00: К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(11) Одесский политехнический институт,56) Авторское свидетельство СССРМ 1538050, кл, 6 01 С 15/00, 1988.,54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЙКООРДИНАТ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано приизмерениях пространственных координатподвижных объектов. С целью расширениядиапазона измерений устройство содержит лок 1 обработки информации, измеритель интервала времени, коммутатор 3, процесор 4, накопитель 5 данных, радиоканал 6,цифроаналоговый преобразователь 7, приемопередатчик 8, двигатели горизонтального 9 и вертикального 10 разворотов, датчики горизонтального 11 и вертикального 12 положений,первый полупроводниковый лазер 13 с объективом 14 и генератором 15 накачки, второй полупроводниковый лазер 16 с объективом 17 и генератором 18 накачки, фотоприемник 19 с приемным объективом 20, усилитель 21, регулятор 22 освещенности с отрезками световодов 23, 24 и 25, блок 26 преобразований блоки горизонтального 27 и вертикального 28 наведения, суммирующий усилитель 20, блок 30 стабилизации и блок 31 управления. Повышение частоты излучения импульсов при снижении мощности ф импульсов с уменьшением расстояния повышает.". быстродействие выполнения измерений и качество наведения и сопротивления, 3 ил,10 20 50 Изобретение относится к и риборостроению, в частности к устройствам измерения пространственных координат подвижных обьектов, и является усовершенствованием авт, св. М 1538050.Цель изобоетения - расширение диапазона измерений при сохранении заданного уровня допустимой относительной погрешности.На фиг.1 приведена структурная схема устройства для измерения координат объекта; на фиг.2 - схема блока управления; на фиг.3 - схема генератора накачки.Устройство состоит из блока 1 обработки информации, включающего последовательно соединенные измеритель 2 интервала времени, коммутатор 3, процессор 4 и накопитель 5 данных, а также радиоканал 6 передачи данных на объект, подключенный к процессору 4, и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7, подклю-. ченный к измерителю 2, приемопередатчика 8, оснащенного двигателями горизонтального 9 и вертикального10 разворотов и датчиками. горизонтального 11 и вертикального 12 положений, подключенными к коммутатору 3, и включающего первый полупроводниковый импульсный лазер.13 с объективом 14 и генератором 15 накачки, второй полупроводниковый импульсный лазер 16 с объективом 17 и генератором 18 накачки, четырехплощадочный квадрантный фотоприемник 19 с приемным объективом 20, четырехканальный предварительный усилитель 21, подключенный .к .фотоприемнику 19,и регулятор 22 освещенности, с отрезками 23-25 световодов, другие концы которых закреплены около фотоприемника 19, первого лазера 13 и вто,рого лазера 16 соответственно, блока 26 преобразований, включающего блоки горизонтального 27 и вертикального 28 наведения, соединенные с првдваритальнцм усилителем 21 и двигателями 9 и 10, суммирующий усилитель 29, соединенный с предварительным усилителем 21 и измерителем 2 интервала времени, блок 30 стабилизации, соединенный с суммирующим усилителем 29, регулятбром 22 освещенности с управляющими входами обоих генераторов 15 и 18 накачки, и блок 31 управления, соединенный с блоком 30 стабилизации; ЦАПом 7 и синхровходами генераторов 15 и 18 накачки, при этом синхровходц блоков 27, 28 и 30 соединены.с синхровыходом блока 31 управления. Блок 31 управления содер. жит последовательно соединенные квадратор 32, ком паратор 33; первый переключатель 34, делитель 35, управляемый синхрогенератор 36 и второй переключатель 37, а также регенераторный компаратор 38, выход которого соединен с другим входом переключателя 37, при этом входы квадратора 32 и компаратора 38 соединены с выходом блока 30 стабилизации, другие входы компаратора 33 и переключателя 34 соединены с выходом ЦАПа 7, третий вход переключателя 34 подключен к выходу квадратора 32, выход синхрогенератора 36 соединен с синхровходом блоков 27, 28 и 3, а выходы переключателя 37 соединены с синхровходами генератора 15 и 18 накачки. Каждый генератор 15 и 18 накачки состоит из накопительного конденсатора 39, заряд ной цепи 40 в виде резистора соединенного с выходом блока стабилизации, и ключа 41,включенного между конденсатором и лазером, а его синхровход соединен с синхровыходом блока 31 управления. Устройство работает следующим образом,Импульсы синхрогенератора 36 черезпереключатель 37 поступают на ключ 41 одного из генераторов 15 или 18 накачки, и 25 конденсатор 39 периодически разряжается на лазер 13 или 16, который излучает световые импульсы, В промежуток между импульсами конденсатор заряжается через резистор 40 для выходного напряжения бло ка 30 сравнения. Световые импульсы через объектив 14 или 17 освещают обьект, и отраженные от него импульсы через обьектив 20 поступают на фотоприемник 19, в котором преобразуются в электрические и уси ливаются усилителем 21, Приемныйобьектив 20 формирует на фотоприемнике 19 изображение объекта, смещение которого относительно центра фотоприемника пропорционально углу отклонения объекта 40 относительно оптической оси приемопередатчика, Блоки 27.и 28 наведения анализируют соотношения амплитуд отраженных импульсов на выходах. усилителя 21 и формируют напряжения, пропорциональные уг 45 лу отклонения обьекта от оси приемопередатчика по горизонтали и вертикали. Напряжения отклонения поступают на двигатели 9 и 10, которые разворачивают приемопередатчик до совмещения его оптической оси с объектом, при движении которого блоки 27 и 28 с двигателями 9 и 10 обеспечивают сопровождение осью лриемопередатчика обьекта по азимуту и.углу места, Часть энергии импульсов лазера 13 55 или 16 через световод 24 или 25, регулятор 22 освещенности и световод 23 поступает на фотоприемник 19, а вцходнце импульсы усилителя 21 суммируются усилителем 29,таким образом, на выходе усилителя 29 следуют как отраженные, так и излученные им-пульсы, далее поступающие на измеритель, сопровождения, что в свою очередь повы интервала времени, который преобразует шает точность измерения угловых коорвремя распространения импульса до объек- динат объекта.та иобратно в числовой эквивалент расстояния до объекта, Коммутатор 3 поочередно 5 Фор.мула изобретения вводит информацию о расстоянии от изме- устройство для определения координат рителя 2 и об условном положении объекта объекта по авт, св. ЬЬ 1538050, о т л и ч а юотдатчиков 11 и 12 в процессор 4,.который щ е е с я тем, что, с целью расширения по расстоянию, азимуту иуглуместа вычис- диапазона измерений при сохранении заляет пространственные координаты обьек данного уровня допустимой. относительной та. Импульсы с выхода усилителя 29 погрешности, в него введены дополнительпоступают на блок 30 стабилизации, кото- ный лазер с объективом и генератором нарый регулирует напряжение заряда конден- качки, управляющий вход которого сатора 39 и пропускание света регулятором соединен с соответствующим выходом бло освещенности, чем достигается неэави-. 15 ка стабилизации, дополнительный светосимостьиэлученных и отраженных импуль- вод, цифроаналоговый преобразователь, сов на фотоприемнике от степени затухания подключенный к выходу измерителя интер- и флуктуаций осевых импульсов в атмосфе- вала времени и блок управления, содержаре. - щий последовательно соединенныеФокусные расстояния объективов 14 и 20 квадратор, компаратор, первый переключа различны, чем достигается различная тель, делитель, управляемый синхрогенерарасходимость излучения и соответственно . тор и второй переключатель, а также различная, плотность мощности излучения регенераторный компаратор, выходкоторона единицу площади поперечного сечения го соединен с вторым входом второго пере- светового пучка, 25 ключателя, причем выход синхрогенератораПереключение диаграммы направлен- соединен с синхровходами блоков наведености излучения расширяетдиапазондаль- ния и блока стабилизации, вторые входы ности действия устройства как в сторону компаратора и первогс переключателя соеваличения за счет уменьшения потерь динены с выходом цифроаналогового преэнергии впучкеСмалойрасходимостью,так 25 образователя, третий вход первого и в сторону уменьшения эа счет повышенияпереключателя соединен с выходом квадранадежности сопровождения объекта пучком тора, а входы квадратора и регенераторного с большей расходимостью при больших на- компаратора соединены с соответствуюблюдаемых угловых скоростях и ускорениях щим выходом блока стабилизации, а выходы обьекта относительно устройства на близ второго переключателя соединены с.синхком расстоянии, Повышение частоты иэлу- ровходами соответствующих генераторов чения импульсов при снижении мощности накачки, приэтомфокусноерасстояниеобьимпульсов с уменьшением расстояния .по- ектива дополнительного лазера превышает вышает быстродействие выполнения изме- фокусное расстояние объектива первого рений ,и качество наведения и 35,лазера..Осауленко шева еда,кт 01 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гага аказ 1995 ВНИИПИ Госу Составитель Л.КорнееваТехред М.Моргентал Корре Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5