Способ измерения координат мерцающей точки земной поверхности и устройство для его осуществления

Изобретение относится к навигации и может быть использовано для систем прицеливания и коррекции инерциальных навигационных систем летательных аппаратов. Способ заключается в регистрации изображений земной поверхности посредством двух оптико-локационных блоков, программной обработке оцифрованных изображений в первый и второй моменты времени, снимаемых с фотоматриц для определения координат изображений трех идентичных и мерцающей точек, вычислении координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, вычислении координат мерцающей точки в первый момент времени в системе координат, связанной с землей, вычислении координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, вычислении координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом. Устройство, реализующее способ, содержит два разнесенных оптико-локационных блока и цифровой вычислитель, выполненный определенным образом. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к навигации, а именно к системам определения положения объекта без использования отражения или вторичного излучения, и может быть использовано для систем прицеливания и коррекции инерциальных навигационных систем летательных аппаратов,

Оптические устройства дистанционного измерения координат подвижных относительно летательного аппарата (ЛА) объектов содержат размещаемые на ЛА оптико-локационные блоки (ОЛБ). Оптико-локационные блоки определяют направления на отдельные подвижные объекты, используя которые определяют координаты подвижных объектов. В ОЛБ широко используются двумерные анализаторы плоских изображений, например, на основе матричных фотодетекторов в сочетании с дальномерным устройством [1].

Известен способ определения положения контролируемого объекта или отдельных его точек в трехмерном пространстве, относящийся к системам технического зрения (СТЗ). Способ основан на трехмерной локации точки с помощью трех или двух измерительных систем, оптические оси которых направлены вдоль осей ортогональной системы координат (X, Y, Z) и пересекаются в ее начале (фиг.3).

Используя, например, два ОЛБ с системами отсчета координат внутри каждого, можно определить координаты точки А путем решения следующей системы уравнений [1]:

хАх1(-d1x3d3)/(1+αх3αх1), … СТЗ 1

уАх3(d3x1d1)/(1+αх3αх1), … СТЗ 3

zA=-αу3(d3x1d1)/(1+αх3αх1), … СТЗ 3

zA=-αу1(-d1x3d3)/(1+αх3αх1), … СТЗ 1,

где αxj - угловая координата точки А, отсчитанная от оси х в j-m ОЛБ; αyj - угловая координата точки А, отсчитанная от оси у в j-м ОЛБ; dj - расстояние до начала координат от передней узловой точки фотообъектива j-го ОЛБ.

Известен наиболее близкий к заявляемому изобретению способ, описанный в [1, 2], относящийся к системам дистанционного определения координат подвижных объектов - системам технического зрения. Способ определения положения контролируемого объекта или отдельных его точек в трехмерном пространстве основан на стереоскопической схеме геометрического типа, состоящей из двух одинаковых фотообъективов 01 и 02 с параллельными оптическими осями, разнесенных на известное расстояние. Главные точки фотообъективов (см. ГОСТ 7427-76) расположены на одной линии (линии базы), перпендикулярной к оптическим осям (фиг.4). Если выбрать начало координат О в середине линии базы длиной В, то, измеряя координаты изображений x1 и x2 произвольной точки А и их разность р=х12, называемую линейным параллаксом, можно определить координату точки А. Две другие координаты на фиг.3 не показаны, определяются в соответствии с выражениями

; ,

где у=у12 - координата изображений точки по оси Y, перпендикулярной к плоскости чертежа; Z - ось системы координат, направленная от середины базы О к плоскости предметов.

Недостатком описанного аналога и прототипа является невозможность измерения координат объекта при исчезновении его изображения в результате мерцания из поля зрения ОЛБ.

Известно устройство, наиболее близкое к заявляемому изобретению для локации источника излучения, описанное в [2]. В устройстве дистанционного определения координат источников излучения два оптико-локационных блока соединены с вычислительным устройством, где определяются углы-пеленги источников излучения, определяются координаты источников излучения, при этом для повышения точности измерений учитываются смещения точек отсчета углов пеленгов, обусловленные наличием вспомогательных оптических компонентов (светофильтра, защитного стекла фотодетектора).

Недостатком описанного устройства является наличие вращающихся зеркальных сканирующих элементов для расширения поля зрения, что приводит к снижению точности измерений и надежности устройства, увеличению габаритов и веса.

Технической задачей изобретения является аналитическое определение координат мерцающей точки при исчезновении ее изображения из поля зрения ОЛБ, по координатам трех идентичных точек на земной поверхности.

1. Сущность изобретения состоит в том, что в способе измерения координат мерцающей точки земной поверхности, основанном на трехмерной локации точки с помощью оптико-локационных блоков, измерение осуществляется в два момента времени, в первый момент времени, когда мерцающая точка видима, регистрируют изображения трех идентичных точек земной поверхности и мерцающей точки посредством двух оптико-локационных блоков, осуществляют программную обработку оцифрованных изображений, снимаемых с фоточувствительных матриц, определяют координаты Y11υ, Z11υ, Y11υ, Z21υ, м, где первый индекс обозначает номер фоточувствительной матрицы, второй индекс σ=1 - номер момента времени, υ=1…4, для первой M1, второй М2, третьей М3 идентичных точек земной поверхности и мерцающей точки М4 соответственно, находящихся в поле зрения оптико-локационных блоков, по которым вычисляют их координаты в системе координат, связанной с летательным аппаратом,

где F - фокусное расстояние первого и второго фотообъективов, м;

В - расстояние между фоточувствительными матрицами, м,

вычисляют координаты точки М4 в системе координат X'Y'Z', связанной с земной поверхностью,

а вектор нормали и его координаты N1x, N1y, N1z, N2x, N2y, N2z определяются из соотношения i, j, k - единичные орты системы координат OXYZ, во второй момент времени, когда мерцающая точка невидима, регистрируют изображения трех идентичных точек земной поверхности посредством двух оптико-локационных блоков, осуществляют программную обработку оцифрованных изображений, снимаемых с фоточувствительных матриц, определяют координаты Y12υ, Z12υ, Y22υ, Z22υ, где υ=1…3, трех идентичных точек земной поверхности, находящихся в поле зрения оптико-локационных блоков, по которым вычисляют их координаты в системе координат, связанной с летательным аппаратом,

вычисляют координаты точки M4 в системе координат XYZ, связанной с летательным аппаратом,

Заявляемый способ осуществляется при помощи устройства для измерения координат мерцающей точки земной поверхности, включающее два разнесенных оптико-локационных блока и вычислитель, включающий блок определения углов пеленгов источников излучения, блок определения координат источников излучения, оптико-локационные блоки включают каждый фотообъектив и фоточувствительную матрицу, а в цифровом вычислителе блок определения углов пеленгов источников излучения представляет собой модуль программной обработки изображений поверхности земли, дополнительно обеспечивающий поиск идентичных и мерцающей точек, блок определения координат источников излучения представляет собой модуль вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, дополнительно обеспечивающий вычисление координат идентичных точек, модуль вычисления координат мерцающей точки в первый момент времени в системе координат, связанной с землей, модуль вычисления координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, модуль вычисления координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, при этом модуль программной обработки изображений поверхности земли, в котором определяют координаты изображений трех идентичных и мерцающей точек на фоточувствительных матрицах, своим первым и вторым входами связан с фоточувствительной матрицей первого и фоточувствительной матрицей второго оптико-локационных блоков, на которых с помощью фотообъектива первого и второго оптико-локационных блоков формируются изображения поверхности земли и определяются координаты на первой и второй фоточувствительных матрицах трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени и определяются координаты на первой и второй фоточувствительных матрицах трех идентичных точек во второй момент времени, а своим выходом связан с входами модуля вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, а также модуля вычисления координат трех идентичных во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, модуль вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом своим выходом связан с первым входом модуля вычисления координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, а модуль вычисления координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, своим выходом связан с вторым входом модуля вычисления координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, где вычисляются координаты мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом.

Существенными отличительными признаками от прототипа по способу является следующая совокупность действий:

программная обработка изображений, снимаемых с фоточувствительных матриц, и определение координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени, а также определение координат трех идентичных точек во второй момент времени;

вычисление координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом;

вычисление координат мерцающей точки в первый момент времени в системе координат, связанной с землей;

вычисление координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом;

вычисление координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом;

по устройству - наличие следующих элементов:

модуля программной обработки изображений поверхности земли;

модуля вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом;

модуля вычисления координат мерцающей точки в первый момент времени в системе координат, связанной с землей;

модуля вычисления координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом;

модуля вычисления координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом.

На фиг.1 изображено устройство для измерения координат мерцающей точки земной поверхности.

На фиг.2 показана геометрическая связь между изображениями идентичной точки объекта М на фоточувствительных матрицах и точки М, используемых при выводе выражений для координат X, Y, Z точки М.

На фиг.3 изображена схема трехмерной локации точки с помощью трех или двух измерительных систем, оптические оси которых направлены вдоль осей ортогональной системы координат (аналог).

На фиг.4 приведена стереоскопическая схема геометрического типа (прототип).

Описание устройства для измерения координат объекта

Два разнесенных оптико-локационных блока (фиг.1), в поле зрения которых попадает поверхность земли с тремя идентичными точками M1, M2, М3 и мерцающей точкой М4, координаты которой необходимо вычислить во второй момент времени, когда точка М4 не видна (например, закрыта туманом, дымом, тучей, другим наземным или воздушным объектом). Цифровой вычислитель (7), физически выполненный на микропроцессоре, включает в себя следующие программные модули:

модуль (8) программной обработки изображений поверхности земли;

модуль (9) вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом;

модуль (10) вычисления координат мерцающей точки в первый момент времени в системе координат, связанной с землей;

модуль (11) вычисления координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом;

модуль (12) вычисления координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом.

Описание работы устройства для измерения координат объекта

Посредством фотообъективов ОЛБ на фоточувствительных матрицах получают изображения земной поверхности.

Путем программной обработки изображений земной поверхности, формируемых на фоточувствительных матрицах ОЛБ, регистрируют координаты точек M1, М2, М3, М4. Эти действия осуществляются методами, описанными в [1], например, с использованием оконтуривания изображения и дальнейшего выделения в нем точек излома контура.

Рассмотрим процесс измерения координат объекта посредством двух разнесенных ОЛБ, оптические оси которых параллельны между собой (фиг.2). Прямоугольная система координат OXYZ, связана с подвижным объектом. Система координат O1Y1Z1, начало которой совпадает с геометрическим центром фоточувствительной матрицы ФМ1 и фокусом фотообъектива, оптический центр которого находится в точке F1. Система координат O2Y2Z2, начало которой совпадает с геометрическим центром фоточувствительной матрицы ФМ2 и фокусом фотообъектива, оптический центр которого находится в точке F2. Идентичная точка препятствия находится в точке М. Центры фоточувствительных матриц расположены на оси OZ и равноудалены от начала координат О.

Изображения точки М на фоточувствительных матрицах ФМ1 и ФМ2 - точки S1 и S2 соответственно, строят в соответствии с законами геометрической оптики. Точки S1 и S2 являются точками пересечения прямых MF1 и MF2 с плоскостями O1Y1Z1 и O2Y2Z2, в которых расположены фоточувствительные поверхности фоточувствительных матриц ФМ1 и ФМ2. Точка F расположена на оси ОХ, причем OF=F. Точка R лежит на пересечении прямой MF с плоскостью OYZ. Точка N является проекцией точки М на плоскость OYZ.

Для определения координат точки М выражаются вектора S1M и S2M, для этого используется подобие пар треугольников F1S1O1, MS1N и F2S2O2, MS2N:

, ,

где Mx - проекция вектора S1M либо S2M на ось OX, равная MN; F=O1F1=O2F2 - фокусное расстояние фотообъектива ОЛБ; i, j, k - единичные орты системы координат OXYZ; Y1,Z1 и Y2,Z2, - координаты изображений точки М на фоточувствительных матрицах ФМ1 и ФМ2 соответственно, определяемые в модуле обработки изображения земной поверхности.

Находим вектор RM

Из треугольника MS1S2 выражается известное расстояние между фоточувствительными матрицами В, равное модулю вектора S1S2

S1M-S2M=S1S2.

Подставляя выражения для векторов S1M и S2M в последнее равенство, определяется

.

Отсюда выражается квадрат модуля вектора S1S2

и вычисляется координата х вектора RM

Остальные координаты вектора RM выражаются из соотношения (1)

Сопровождение мерцающей точки земной поверхности

Пусть посредством обработки изображений земной поверхности на фоточувствительных матрицах обоих ОЛБ находятся три идентичные точки M1, М2, М3, не лежащие на одной прямой, а в их окрестности находится оптически контрастная точка М4.

Рассмотрим геометрические соотношения, описывающие процесс измерения координат точки М4 при исчезновении ее на изображениях земной поверхности после первого измерения по координатам идентичных точек M1, М2, М3.

На фиг.1 показано расположение элементов ОЛБ, системы координат OXYZ, связанной с летательным аппаратом, системы координат X'Y'Z', связанной с тремя точками M1, M2, М3 на земной поверхности (начало координат совпадает с точкой M1, ось X' - с прямой M1M2, ось Z' - с нормалью к плоскости M1M2M3, ось Y' лежит в плоскости M1M2M3 и образует правую систему координат).

Пусть в два последовательных момента времени с помощью СТЗ измеряются координаты точек M1, М2, М3. Необходимо определить координаты точки M4 во второй момент времени, считая ее координаты в первый момент времени известными.

Координаты точек Мσυ определим посредством соотношений (1), (2), (3)

где Yλσυ, Zλσυ - координаты изображения точки на первой и второй фоточувствительных матрицах, λ=1, 2 - номер фоточувствительной матрицы, σ=1…3 - номер момента времени, υ=1…4 - номер точки Мσυ.

Определим вектор СМ4, образованный следом (точка С) точки M4 на плоскости M1, M2, М3 и самой точкой М4.

Вектор нормали (в σ момент времени) к плоскости M1, М2, М3 найдем как векторное произведение векторов M1M2 и М2М3

Длина вектора СМ4 определяется как проекция вектора М1М4 на единичный вектор нормали и выражается через скалярное произведение, причем это необходимо выполнить один раз, например в первый момент времени

где координаты вектора нормали в первый момент времени (σ=1) выражаются следующим образом:

Выразим единичные орты системы координат X'Y'Z' в момент времени с номером σ

Координаты точки М4 в первый и второй моменты времени (σ=1, 2) в системе X'Y'Z' найдем как проекции вектора M1M4 на орты , , .

Найдем выражения для единичных ортов системы координат X'Y'Z' во второй момент времени, которые определяются по формулам (6), (7), (8), но используются результаты измерений координат точек M1, M2, М3 во второй момент времени. При этом длины векторов N1 и M1M2 используются по результатам вычислений в первый момент времени, поскольку они неизменны

Суммируем с вектором M1 вектор M1M4, при этом учтем, что его координаты в системе X'Y'Z' остались неизменными

.

Проецируя этот вектор на орты системы координат X'Y'Z' во второй момент времени, получим его координаты

Выпишем скалярные произведения ортов, необходимые для получения окончательного вида последних уравнений

Запишем в окончательном виде выражения (15)-(17) с учетом скалярных произведений ортов

Таким образом, решение задачи об определении координат неподвижной относительно земли мерцающей точки основано на измерении координат изображений трех идентичных и мерцающей точек земной поверхности в первый момент времени, определении координат мерцающей точки относительно земной поверхности, измерении координат изображений трех идентичных точек во второй момент времени и вычислении на основе этих измерений координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом.

Устройство для измерения координат мерцающей точки земной поверхности (фиг.2) содержит первый (3) и второй (6) оптико-локационные блоки, включающие каждый фотообъективы (1) и (4) и фоточувствительные матрицы (2) и (5) соответственно, цифровой вычислитель (7), включающий модуль (8) программной обработки изображений поверхности земли, модуль (9) вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат связанной с летательным аппаратом, модуль (10) вычисления координат мерцающей точки в первый момент времени в системе координат, связанной с землей, модуль (11) вычисления координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, модуль (12) вычисления координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом,

Устройство работает следующим образом.

Изображения земной поверхности проецируются фотообъективом (1) на фоточувствительной матрице (2) первого (3) оптико-локационного блока, а фотообъективом (4) на фоточувствительной матрице (5) второго (6) оптико-локационного блока. В модуле (8) программной обработки изображений земной поверхности осуществляется поиск и определяются координаты трех идентичных и мерцающей точек на фоточувствительных матрицах (2) и (4) в первый момент времени, которые поступают в модуль (9) вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, где определяются координаты мерцающей точки относительно земной поверхности в первый момент времени, а также в модуле (11) вычисления координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, определяются координаты трех наблюдаемых во второй момент времени идентичных точек в системе координат, связанной с летательным аппаратом. В модуле (10) вычисляются координаты мерцающей наблюдаемой точки в первый момент времени в системе координат, связанной с землей, которые используются для вычисления в модуле (12) координат ненаблюдаемой мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом.

Источники информации

1. Техническое зрение роботов. Под общ. ред. Ю.Г.Якушенкова. - М.: Машиностроение, 1990, с.168-176.

2. Патент РФ на изобретение №2275652, кл. G01S /16, опубл. 10.06.2006 (прототип на устройство).

1. Способ измерения координат мерцающей точки земной поверхности, заключающийся в трехмерной локации точки с помощью оптико-локационных блоков, отличающийся тем, что измерение осуществляется в два момента времени, в первый момент времени, когда мерцающая точка видима, регистрируют изображения трех идентичных точек земной поверхности и мерцающей точки посредством двух оптико-локационных блоков, осуществляют программную обработку оцифрованных изображений, снимаемых с фоточувствительных матриц, определяют координаты Y11υ, Z11υ, Y21υ, Z21υ точек на фоточувствительных матрицах, м, где первый индекс обозначает номер фоточувствительной матрицы, второй индекс σ=1 - номер момента времени, υ=1…4, для первой M1, второй М2, третьей М3 идентичных точек земной поверхности и мерцающей точки M4 соответственно, находящихся в поле зрения оптико-локационных блоков, по которым вычисляют их координаты в системе координат, связанной с летательным аппаратом,
,
,
,
где F - фокусное расстояние первого и второго фотообъективов, м;
В - расстояние между фоточувствительными матрицами, м, вычисляют координаты точки М4 в системе координат X'Y'Z', связанной с земной поверхностью,
,

,
, ,
а вектор нормали и его координаты N1x, N1y, N1z, N2x, N2y, N2z, определяются из соотношения , i, j, k - единичные орты,
во второй момент времени, когда мерцающая точка невидима, регистрируют изображения трех идентичных точек земной поверхности посредством двух оптико-локационных блоков, осуществляют программную обработку оцифрованных изображений, снимаемых с фоточувствительных матриц, определяют координаты Y12υ Z12υ, Y22υ, Z22υ, где υ=1…3, трех идентичных точек земной поверхности, находящихся в поле зрения оптико-локационных блоков, по которым вычисляют их координаты в системе координат, связанной с летательным аппаратом,
,
,
,
вычисляют координаты точки М4 в системе координат XYZ, связанной с летательным аппаратом,

,

2. Устройство для измерения координат мерцающей точки земной поверхности, включающее два разнесенных оптико-локационных блока и вычислитель, включающий блок определения углов пеленгов источников излучения, блок определения координат источников излучения, отличающееся тем, что оптико-локационные блоки включают каждый фотообъектив и фоточувствительную матрицу, а в цифровом вычислителе блок определения углов пеленгов источников излучения представляет собой модуль программной обработки изображений поверхности земли, дополнительно обеспечивающий поиск идентичных и мерцающей точек, блок определения координат источников излучения представляет собой модуль вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, дополнительно обеспечивающий вычисление координат идентичных точек, модуль вычисления координат мерцающей точки в первый момент времени в системе координат, связанной с землей, модуль вычисления координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, модуль вычисления координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, при этом модуль программной обработки изображений поверхности земли, в котором определяют координаты изображений трех идентичных и мерцающей точек на фоточувствительных матрицах, своим первым и вторым входами связан с фоточувствительной матрицей первого и фоточувствительной матрицей второго оптико-локационных блоков, на которых с помощью фотообъективов первого и второго оптико-локационных блоков формируются изображения поверхности земли, и определяются координаты на первой и второй фотоматрицах трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени и определяются координаты на первой и второй фоточувствительных матрицах трех идентичных точек во второй момент времени, а своим выходом связан с входами модуля вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, а также модуля вычисления координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, модуль вычисления координат трех идентичных и мерцающей точек в первый момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, своим выходом связан с первым входом модуля вычисления координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, а модуль вычисления координат трех идентичных точек во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, своим выходом связан с вторым входом модуля вычисления координат мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом, где вычисляются координаты мерцающей точки во второй момент времени в системе координат, связанной с летательным аппаратом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительным средствам систем управления движением, в частности космических аппаратов (КА), и может быть использовано при сближении и стыковке КА.

Изобретение относится к области навигации, в частности и к оптико-электронным устройствам контроля скорости движения объектов, и может быть использовано для предотвращения столкновения транспортных средств.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам заправки самолетов топливом в полете, и может быть использовано для обеспечения летчику заправляемого самолета возможности контролировать взаимное расположение заправочного конуса и топливоприемника и скорость их сближения в процессе контактирования при заправке как в ручном, так и автоматическом режиме.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам дозаправки самолетов топливом в полете, и может быть использовано для обеспечения летчику заправляемого самолета возможности контролировать взаимное расположение заправочного конуса и топливоприемника и скорость их сближения в процессе контактирования при дозаправке.

Изобретение относится к системам, устанавливаемым на транспортных средствах, и может быть использовано для предупреждения столкновения транспортных средств с препятствиями

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к оптическим способам определения взаимного положения и взаимной ориентации объектов и может быть использовано при контроле и управлении стыковкой и разделением космических аппаратов - КА, сборкой крупногабаритных изделий в космосе, а также в иных областях техники, в которых необходим контроль взаимного положения изделий или их частей

Изобретение относится к области информационно-измерительных систем и предназначается для решения задач измерения дальности и линейных размеров объектов по их цифровым фотографическим изображениям

Изобретение относится к области прикладного телевидения с использованием регистрации излученного или отраженного лучистого потока от объектов в разных зонах оптического спектра для решения задач контроля и анализа состояния объектов по их телевизионным (ТВ) изображениям. Изобретение может найти применение в системах автоматики, технического зрения, распознавания образов, робототехнике, при решении задач дистанционного контроля и управления движением объектов. Достигаемый технический результат - повышение точности телевизионных измерений относительной скорости движения объектов на больших и средних расстояниях. Указанный результат достигается за счет того, что измерение относительной скорости движения объектов осуществляют на основе двумерных изображений, формируемых с помощью монокулярных черно-белых, цветных, спектрозональных или иных ТВ камер. 3 ил.

Изобретение относится к способам измерения дальности и линейных размеров объектов по их изображениям. Согласно способу измеряют размеры и координаты центра изображения объекта до и после перемещения средства наблюдения под углом к оптической оси. Определение дальности производят в зависимости от величины сдвига изображения, который сравнивают с изменением размера объекта при перемещении. Технический результат - повышение точности измерения дальности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к радиолокационным станциям с режимом пассивного обнаружения, установленным на одиночных носителях, и может быть использовано для определения горизонтальных координат и элементов движения излучающих целей. Достигаемый технический результат - повышение точности и быстродействия однопозиционного определения горизонтальных координат, элементов движения цели (ЭДЦ) и коэффициента километрического затухания (δ) электромагнитного излучения цели. Указанный результат достигается тем, что однопозиционный пассивный радиоэлектронный комплекс содержит антенну, блок слежения за радиолокационными сигналами, блок измерения пеленгов на цель, блок измерения мощности сигналов на цель, блок построения начального вектора состояния начального пеленга, начальной величины изменения пеленга, начальной величины расстояния и дистанции до цели в начальный момент времени в каждом фильтре δi, блок параллельной реализации фильтров Калмана для оценивания текущих векторов состояния с заданным в каждом фильтре δi, блок вычисления текущих координат цели - пеленга и дистанции и ЭДЦ - скорости и курса, блок освещения текущей обстановки, блок выдачи информации на экран, блок получения априорных значений δ и плотностей вероятности δ (р(δ)), блок определения априорных значений δi и плотностей вероятности δi для каждого фильтра (р(δi)), для каждого фильтра с номером i, блок вычисления значений апостериорных вероятностей случайной дискретной величины в каждом фильтре с номером i, при i=1, 2, 3, … n и блок взвешенного суммирования оценок вектора состояния (Xк(δi)) всех фильтров δi. 1 ил.

Способ измерения расстояния между объектами относится к контрольно-измерительной технике, в частности к способам контроля взаимного положения объектов (или отдельных частей одного объекта) оптико-электронными методами, и может быть использован для контроля взаимного положения объектов в пространстве. Достигаемый технический результат - снижение требований к качеству исполнения отдельных узлов системы, реализующей предложенный способ, универсализация работы устройства, снижение требований к точности установки частей системы. Суть способа состоит в том, что формируют кадр с изображениями объектов, на изображении объектов определяют несколько характерных признаков, определяющих положение объектов в пространстве, определяют поправочные коэффициенты связи их положения с реальным изменением положения объекта и вычисляют координаты этих признаков у изображения каждого объекта. Положение интегрального центра каждого изображения вычисляют по принятому принципу суммирования координат характерных признаков с учетом поправочных коэффициентов, а затем вычисляют расстояние между объектами, которое определяется как произведение расстояния между интегральными центрами изображений на масштабный коэффициент, связывающий размер базового реального отрезка с размером его на кадре. 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к оптическим способам определения взаимного положения объектов и замкнутым телевизионным системам, в которых сигнал не используется для широкого вещания. Достигаемый технический результат - определение взаимного положения объектов для управления группой с учетом траектории ее движения, повышение точности благодаря использованию экстремально-корреляционного метода анализа изображений. Способ заключается в определении взаимного положения в группе перемещающихся объектов с измерением углов визирования комплекта оптических реперов объекта «ведущий» измерительными комплектами объектов «ведомые», причем координаты комплектов оптических реперов, их взаимное положение, а также координаты и положение измерительного комплекта каждого объекта в его системе координат известны, измерительные комплекты «ведомых» осуществляют измерение углов визирования максимумов диаграмм суммарного излучения комплекта оптических реперов «ведущего», передают, модулируя излучение оптических реперов «ведущего», идентификационные номера «ведомых», их изображения и координаты мест в системе координат «ведущего», где должны находиться изображения «ведомых», установленные для конкретной группы с учетом траектории ее перемещения, и вычисляют параметры взаимного положения измерительными комплектами каждого «ведомого». 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оптикоэлектронике, пассивной оптической локации и наземным системам обнаружения воздушных объектов и может быть использовано для обнаружения и распознавания малоразмерных воздушных объектов различного типа: беспилотных летательных аппаратов, птиц, воздушных шаров и других объектов, представляющих опасность для воздушного движения. Достигаемый технический результат - повышение эффективности обнаружения и вероятности распознавания воздушных малоразмерных объектов при осуществлении непрерывного кругового обзора контролируемой области пространства, в том числе в сложных метеоусловиях. Указанный результат достигается за счет того, что система содержит блоки электронного и механического сканирования пространства, работающие в двух диапазонах длин волн, выполненные на основе матричных многоэлементных фотоприемных устройств видимого и инфракрасного диапазонов длин волн, а также высокопроизводительные процессоры, обеспечивающие выполнение алгоритмов обработки изображений наблюдаемых областей пространства и быстрого преобразования Фурье в реальном масштабе времени. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх