Способ определения положения объекта

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 В 21/О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4638990/28 (22) 28.11.88 (46) 30,06,92. Бюл. N. 24 (71) Институт космических исследований АН

СССР и Ленинградский институт точной механики и оптики (72) Я,Л.Зиман, С.Н.Демиденко, В.А.Котцов и В.С.Пашков . (53) 531,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1342947, кл. G 01 В 21/00, 1987, Авторское свидетельство СССР

¹ 1348644, кл. G 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 иэображения, 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„„ ÄÄ1744461 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Цель изобретения — повышение точности. Способ заключается в формировании дискретизированного сигнала и определекии положения. источника света по данному сигналу. Повышение точности достигается коррекцией дискретизированного сигнала на величины, пропорциональные производным сигнала в точках дискретизации. 1 ил. стракственно 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 R энергетического центра огибающей откосительно начала временного интервала N как разность R = N - Л N.

Для этого осуществляют дискретизацию огибающей с периодом дискретизации

Т2<Т1, преобразуют дискретные значения огибающей U; в двоичный код, измеряют с дискретом Т2 временной интервал N, начало которого совпадает с началом преобразования оптического сигнала, а конец — с последним импульсом дискретного видеосигнала, а величину Л N определяют как медианное

1744461 значение дискретизированных значений огибающей по следующей формуле:

gu

AN I=1i 1

К

UI

I — 1 где К вЂ” 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 последовател ьно 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 входу блока 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 f(t1, t2".tn) ЗатЕМ В бЛОКЕ 3

10 восстанавливается огибающая видеосигнала в виде f(t). Блок 4 выполняет дифференцирование огибающей видеосигнала df/dt, а блок 5 определяет момент изменения знака производной df/dt=O, соответствующий положению максимума огибающей табаке, 15 Одновременно определяют значения производной в моменты, соответствующие размещению импульсов исходного дискретизированного видеосигнала df/dt, 1Л2,...,tn. После чего фоРмиРУют сигнал поправки как произведение Л f = f aKc Н/dt s

20 t1 t2,...,tn в точках дискретизации видеосигнала и корректируют исходный видеосигнал, прибавляя сигнал поправки с учетом

ЗНаКа СИГНаЛа f (X1,Õ2,.„Xn) = f(X1,X2„",Xn) + .I Af(x1,x2,...,хп).

25 После этого вновь восстанавливают огибающую уже скорректированного видеосигнала Г(х), дифференцируют его df /dt u определяют скорректированное положение

/ максимума огибающей макс... которое свя30 зывают с искомым положением объекта.

Если задана требуемая точность коррекции, то определяют расхождение между исходным и скорректированным положени1 ем максимума At = тмакс тмакс сравнивают

35 зто расхождение с заданным пороговым значением Лtnopor и в случае превышения порога выполняют следующий этап коррекции в той же последовательности.

Предлагаемое изобретение позволяет

40 повысить точность определения положения излучателя по сравнению с прототипом, так как определяют действительное положение максимума, искаженное наблюдательной системой при дискретизации, Положение

45 точки определяют точнее, чем интервал дискретизации, приблизительно в десять раз, Формула изобретения

1. Способ определения положения объекта, заключающийся s том, что формируют

50 пространственно связанный с положением объекта оптический сигнал, преобразуют его в дискретизированный сигнал и формируют сигнал положения центра огибающей, отличающийся тем, что, с целью

55 повышения точности, после восстановления огибающей дискретизированного сигнала определяют положение ее максимума, 1744461 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, отличающийся тем, 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.