Способ определения пространственного положения подвижного объекта

Способ определения пространственного положения подвижного объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматизации строительства, а именно к автокоординированию землеройных машин и может быть использовано при проведении мелиоративных работ. Способ определения пространственного положения подвижного объекта заключается в том, что на базисном расстоянии I от первого источника светового пучка устанавливают второй источник светового пучка, формирующий плоскость, параллельную плоскости первого источника светового, пучка. Световые пучки первого и второго источников периодически меняют направление вращения. Определение координат подвижного объекта относительно источников световых пучков производят по временным интервалам ti, t2 между импульсами засветки фотоприемника, расположенного на подвижном объекте. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 С 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ V

00 М (р ( (21) 4804115/10 (22) 19.03.90 (46) 15.01.93. Бюл. ¹ 2 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Главмосинжстроя при Мосгорисполкоме (72) А.С.Бакулин, С.А.Бахов, В.Э.Калашников и В.Б.Покровский (56) Авторское свидетельство СССР

N 1504517, кл. G 01 С 15/00, 1987.

Заявка PСТ N 87/07368, кл. G 01 С 15/00, 21/00, 1987. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к области автоматизации строительства, а именно к автоИзобретение относится к области автоматизации строительства, а именно к автокоординированию землеройных машин и может быть использовано при проведении мелиоративных работ.

Известен способ определения пространственного положения подвижного объекта. При реализации способа посредством световых пучков формируются опорные плоскости, которые регистрируются фотоэлектрической рейкой расположенной на неподвижном объекте.

Однако способ предполагает использование радиоканала, что снижает эксплуатационные характеристики устройства, работа которых основывается на этом способе, Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному явля„„Я2„„1788435 А1 координйрованию землеройных машин и может быть использовано при проведении мелиоративных работ. Способ определения пространственного положения подвижного объекта заключается в том, что на базисном расстоянии l от первого источника светового пучка устанавливают второй источник светового пучка, формирующий плоскость, параллельную плоскости первого источника светового пучка. Световые пучки первого и второго источников периодически меняют направление вращения. Определение координат подвижного объекта относительно источников световых пучков производят по временным интервалам t1, t2 между импульсами засветки фотоприемника, расположенного на подвижном объекте, 5 ил. ется способ определения пространственного положения подвижного объекта, по которому на базисном расстоянии друг от друга устанавливаютдва формирователя опорных лазерных плоскостей, ориентируют их друг относительно друга и определяют с помощью фотоприемного блока, установленного на транспортном средстве, его плановые и высотные координаты. При этом фотоприемник фиксирует моменты прохождения пучка излучения, которые в дальнейшем используются при обработке результатов измерений.

Однако известный способ не позволяет формировать информацию в положении обьекта на самом подвижном объекте.

Целью изобретения является расширение возможностей способа путем формирования координат непосредственно на подвижном объекте.

1788435

Поставленная цель достигается тем, что вращение пучков излучения осуществляется с периодическим изменением направления вращения, причем направление вращения пучков изменяют в моменты их 5 расположения в соответствующих отвесных плоскостях, проходящих через опорные направления, а при отработке результатов измерений учитывают временные интервалы между моментами прохождения через фото- 10 приемник каждого из пучков излучения.

На фиг, 1 дана схема расположения подвижного объекта в плане; на фиг. 2 — схема располо>кения подвижного объекта в профиле; на фиг. 3 —; 15 нэ фиг. 4 — диаграмма работы отклоняющего узла; на фиг, 5 — диаграмма, поясняющая метод вычисления угловой координаты подвижного объекта, На местности устанавливаются на ба- 20 зисном расстоянии I друг от друга два источн и ка 1,2 пучков излучения 3,4.

Отклоняющий узел 5 каждого источника 1,2 пучка излучения обеспечивает вращение этих пучков в секторах 6,7 опорных направ- 25 лений 8,9, относительно одного из которых производится ориентация подвижного объекта 10. Опорные направления 8,9 параллельны друг другу. Подви>кный объект 10 снабжен фотоприемником 11, выполнен- 30 ным в виде вертикальной рейки 12 с фотодатчикэми 13,14, обеспечивающими регистрацию пучков излучения 3,4 в момент пересечения ими этих фотодатчиков, Отклоняющий узел 5 содержит два оптических 35 клина 15,16, приводимых во вращение двигателем 17, Частота вращения оптических клиньев cu,направление вращения встречное.

Регистрация и обработка сигналов эа- 40 светки фотодатчиков 13,14 производится по двум независимым каналам. Вычисление координат объекта осуществляется процессорным блоком, размещенным на подвижном объекте .10. 45

Сущность способа заключается в следующем, Поскольку каждый из пучков излучения в цикле колебания засвечивает фотоприемник 11 два раза — при прямом и обратном 50 ходах, регистрируемые им импульсы делят период колебания на два временных интервала т1, t2. При известности ориентации секторов 6,7 вращения пучков излучения, по указанным временным интервалам опреде- 55 ляется угловое поло>кение подви>кного объекта 10 внутри каждого сектора 6,7, т,е; определяются угловые координаты (x, /3 подви>кного объекта 10.

Подвижный объект 10 координируется в полярной системе координат. Центр полярной системы совпадает с источником 1 пучка излучения 3. Секторы 6,7 имеют общую границу, совпадающую с полярной осью системы координат. Координаты подвижного объекта 10 — а, R,Êîîðäèíàòà R определяется из решения треугольника ООР по двум углам а, Р и стороне 00, равной базисному расстоянию I, При известности а, Д1 полярный радиус

sIn

sin а +

Определение углов а, Р производится за счет периодического Изменения направления вращения пучков излучения 3,4 в секторах 6,7 при стабильных периодах колебаний и стабильном законе изменений скорости внутри каждого цикла колебаний.

Колебания пучков излучения 3,4 реализуются двумя отклоняющими узлами 5, путем встречного вращения с постоянными скоростями двух оптических клиньев 15,16 двигателем 17.

Пучки излучения 3,4 колеблются при этом по гармоническому закону.

Текущий угол р отклонения пучка излучения определяется иэ соотношения:

p=2y cosc t, где у — угол отклонения пучка излучения оптическим клином 15 (16); в- круговая частота вращения оптических клиньев.

В каждом цикле колебания пучок излучения 3 (4) дважды попадает на фотоприемник 11, Угол а определяется с учетом того, что его отсчет начинается от оси 00из соотношения а = 2y(1 — cos со(), 2л поскольку и—

1 +1г а=2у(1 — cos, ) где ti, t2 — интервалы времени между смежными импульсами, формируемыми фотодатчиком 14 фотоприемника 11, регистрирующего пучок излучения 3 в опорном направлении 9, Аналогично, I

/3 =2y(1 — cos, ), t t + tj

1788435 где t<, t2 — интервалы времени между смежными импульсами, формируемыми фотодатчиком 13 фотоприемника 11, регистрирующего пучок излучения 4 в опорном направлении 8, Г1ри реализации способа используются стандартные фотодатчики. Обработка информации производится бортовой ЭВМ, размещенной на подвижном объекте.

Формула изобретения

Способ определения пространственного положения подвижного объекта, включающий формирование на двух опорных точках световых плоскостей путем вращения горизонтальных пучков излучения вокруг соответствующих вертикальных осей с предварительной ориентацией излучения относительно опорных направлений, фиксацию высокого положения световых плоскостей и моментов прохождения пучков излучения через фотоприемник, установленный на подвижном объекте, и обработку резуль5 татов измерений, отличающийся тем, что, с целью упрощения реализации путем обеспечения автономности подвижного объекта, пучки излучения вращают с периодическим изменением направления враще10 ния, причем направление вращения пучков изменяют в моменты их расположения в соответствующих отвесных плоскостях, проходящих через опорные направления, а при обработке результатов измерений учитыва15 ют временные интервалы между моментами прохождения через фотоприемник каждого из пучков излучения, 1788435

Составитель О.Добронравова

Техред М.Моргентал Корректор И,Шмакова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 69 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5