Устройство определения местоположения объекта

Изобретение Относится к областиизмерительной техники, в частности,может быть использовано при исследо-,вании поведения живых биологическихобъектов в проводящей среде (морскойводе). Известно устройство, состоящее из нескольких разнесенных в пространстве приемников и блока совместной обработки результатов измерений направлений на объект.Однако известное устройство не позволяет определить ориентацию объекта в пространстве.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство определения местоположения объекта, содержащее пространственную антенную решетку из 11 приемных элементов и блок определения максимального сигнала.Однако известное устройство не позволяет с достаточной точностью определить ориентацию объекта в пространстве.Цель изобретения - повышение точности определения ориентации объекта в пространстве.Для этого в устройство определения местоположения объекта, содержащее пространственную антенную решетку из 11 приемных элементов и блок определения максимального сигнала, введен блок нормировки, последовательно соединенные блок определения минимального сигнала, блок .векторного вычитания, блок вычисления дальности, а также первый и второй блоки памяти и блок векторного суммирования, причем И выходов пространст-, венной антенной решетки соединены с соответствующими входами блока нормировки, Ивыходов блока нормировки соединены с соответствующими входами блоков определения максимального и минимального сигналов, первый и второй выходы блока определения максимального сигнала соединены соответственно с первым входом блока век-. торного суммирования и входом первого блока памяти, а первый и второй выходы первого блока памяти соединены со вторым и третьим входами блоков векторного суммирования и вычитания, вход второго блока памяти соединен со вторым выходом блока определения минимального сигнала, а его первый и второй выходы - с четвертым и пятым входами блоков векторного вычитания и суммирования, первые входы .блоков определения максимального иминимального сигнала соединены с шес 5 тыми входами соответственно блоковвекторного вычитания и суммирования, второй выход блока векторноговычитания и выход блока векторногосуммирования соединены соответственно со вторым и третьим входамиблока вычисления дальности.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройстваопределения местоположения объекта;на фиг.2 - пример выполнения блокавычисления дальности.Предложенное устройство содержитпространственную антенную решетку 1,блок 2 нормировки, блок 3 определениямаксимального сигнала, блок 4 определения минимального сигнала, первыйи второй блоки 5 памяти, блок 6 векторного суммирования, блок 7 векторного вычитания и блок 8 вычислениядальности.Блок 8 вычисления дальности(фиг.2) содержит нелинейный преобразователь 9, сумматор 10, инвертор11 и интегратор 12.На фиг.1., 1, 6,Р - угловыекоординаты местоположения и ориентации объекта в сферических координа -тах.1Устройство работает следующим образом,Изобретение основывается на томэкспериментальном факте, что любоеживое существо имеет между своими0 крайними точками тела определеннуюразность потенциалов и будучи помещенным в проводящую среду (напри/мер в морскую воду) индуцирует вокруг себя электрическое поле токов45 растекания. Зквипотенциальные линииэтого поля на удалении порядка размеров тела животного имеют характерраспределения потенциала, аналогичный распределению потенциала диполя50 в вакууме с максимальной разностьюпотенциалов до 0,1 В,Распределение потенциалов в проводящей среде, индуцируемое биологическим объектом, воспринимается55 приемными элементами пространственной антенной решетки 1 и передается связанному с каждым приемным элементом блоку 2 нормировки, в которомосуществляются операции взятия раз25 3 111029 ности потенциалов между каждой из точек на поверхности сферы и ее центром определения среднеквадратического значения этих разностей потенциалов и деление каждой такой разности на вычисленное среднеквадратичное значение. Сигналы с выхода блока 2 нормировки направляются одновременно в блоки 3 и 4 определения максимального и минимального сигналов, в ко- Ю торых определяется точка из поверхности пространственной антенной решетки 1, соответствующая максимальному и минимальному принятым сигналам, Положение выбранной точки, кодируе мое, например, номером х места на сфере, направляется по второму выходу этих блоков в блоки 5 памяти, в которых по известному порядку нумерации приемных элементов пространст венной антенной решетки 1 формируют на выходе соответствующие угловые координаты этих элементов в сферической системе координат. Сигналы, выбранные блоками 3 и 4 определения максимального и минимального сигналов, передаются далее на блоки 6 и 7 векторного сложения и вычитания соответственно, кроме того, ЗО на них поступают сигналы с выхода блоков памяти, соответствующие угловым координатам максимального и минимального сигналов. Блоки 6 и 7 векторного суммирования и вычитания реа лизуют известные преобразования сигналов векторного сложения и вычитания в сферической системе координат. На выходе блоков 6 и 7 образуются векторные сигналы, содержащие три 40 компоненты: модуль вектора и два угла его ориентации в сферической системе координат, причем на выходе блока 6 образуется векторный сигнал суммы максимального и минимального45 принятых сигналов, и на выходе блока 7 - векторный сигнал тех же сиг 4 4налов. Полученные на выходе блоков 6 и 7 векторные сцгналы подаются в блок 8 вычисления дальности, в последнем используется сигнал модуля векторной суммы с двух углов ориентации (в горизонтальной и вертикальной плоскостях) векторной разности. В этом же блоке предусмотрен ввод исходных данных (длина эквивалентного диполя исследуемого биологического объекта). В блоке 8 вычисления дальности дальность до объекта определяют по формулеЯ0 - А (1 - 2 соз В сов Р), где 8 - модуль векторной суммы максимального и минимального сигналов и сигналов, соответствующих угловым координатам;К- К - дальности до объектаУ- длина эквивалентного диполя объекта;Ф. - оценка угловой координаты ориентации объекта в горизонтальной плоскости6 - оценка угловой координаты. ориентации объекта в вертикальной плоскости;Э, А - экспериментальные аппроксимирующие зависимости:0 ф) = 20/; А =0,6(1-0,286 ).Помимо тех преимуществ, которые предоставляет предлагаемое устройство при наблюдении за биологическими объектами в пассивном режиме определения их местоположения и ориентации в пространстве, следует отметить, что это устройство избирательно выделяет лишь живые биологические объекты, поскольку только они обладают электрическим полем, аналогичным электрическому полю диполя. Любые другие объекты, внешне похожие на изучаемый биологический объект, либо неживые, не будут восприниматься устройством.1110294 ы,8 Коррект Редактор П.Горько Техред А.Кравч ипе аказ 1230 одписно ул.Проектная, 4 зводственно-полиграфическое предприятие,. г.ужго Тираж 731НИИПИ Государственногоно делаи изобретений035, Москва, Ж, Ра митета СССРоткрытийская наб., д.