Устройство для ориентации по световому лучу Советский патент 1992 года по МПК G01S7/486 

Изобретение относится к системам ориентации и техники слежения за протяженными источниками светового излучения и может использоваться в системах ориентации по световому лучу.

Целью изобретения является повышение точности ориентации.

На чертеже изображена функциональная структурная схема устройства для ориентации по световому лучу.

Объективы 1-3 фотоприемных блоков установлены в вершинах прямоугольного треугольника. Оптические оси фотоприемных блоков пересекаются в точке 4. В фокальных плоскостях объективов устасл ел о

новлены фотоприемные матрицы 5-7. три

ON блока 8-10 обработки, содержащие матрицу VI 11 памяти, выход которой соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя 12. выход дифференциального усилителя соединен с входом порогового устройства 13. выход которого соединен с первым входом блока 14 формирования номера ячейки фотоприемной матрицы, а второй его вход соединен с первым выходом блока 15 формирования фаз. второй выход которо го соединен с входом управления матрицы 11 памяти, а третий выход- с входом управления своей фотоприемной матрицы, информационный выход которой соединен с

информационным входом дифференциаль- него усилителя 12. Вход блока 15 формирования фаз каждого блока обработки соединен с блоком 16 синхронизации, а выход блока формирования номера ячейки фотоприемной матрицы соединен с устройством ввода-вывода ЭВМ 17.

Устройство работает следующим образом. В координатной системе X. У, Z в вершинах прямоугольного треугольника расположены объективы 1-3. Координаты точек расположения объективов 1-3 измерены и введены в ЭВМ 17. Угол между оптическими осями объективов 1-3 определяется требованиями к величине рабочей области устройства и составляет 50-70°. В фокальных плоскостях объективов 1-3 расположены фотоприемные матрицы 5-7. Плоскости, в которых расположены фотоприемные матрицы, также определены в системе координат X, У, Z и введены в ЭВМ 17. Луч 18 формируется коллимированным источником световых импульсов. Объективы 1-3 формируют по закону центральной проекции на матрицах 5-7 изображения луча 18. Знание управления проекции луча на плоскости фотоприемной матрицы 5 и центра объектива позволяет определить плоскость 19, проходящую через луч. Два других фотоприемных блока позволяют определить две другие плоскости. Знание трех зтих плоскостей позволяет в совокупности определить положение луча 18 как их линию пересечения. Блоки 8-10 обработки позволяют контрастно выделить проекцию луча на фоне мешающих засветок. Сигналом с блока 16 синхронизации, формируемым во время излучения оптического импульса, запускается блок 15 формирования фаз, который позлементно переводит изображение из фотоприемной матрицы 5 в матрицу 11 памяти. По окончании действия оптического импульса блок 15 формирования фаз синхрон но .поэлементно выводит информацию с матрицы памяти, содержащей изображение луча на фоне помех и информацию с фотоприемной матрицы 5, содержащую мешающий фон, и одновременно запускает блок 14 формирования номера ячейки фотоприемной матрицы. Дифференциальный усилитель 12 позволяет выделить злементы, на которые спроектировался луч 18, так как эти элементы на выходе дифференциального усилителя дают сигнал, отличный от нуля, и пороговое устройство 13 сигнализирует об этом блок 14 формирования номера ячейки фотоприемной матрицы, который выдаст на ЭВМ 17 информацию о номерах ячеек, на которые проектировался луч 18. ЭВМ 17 методом наименьших квадратов определяет управление проекции луча на фотоприемную матрицу 5. Аналогично определяются проекции пуча на фотоприемные матрицы 6 и 7. По совокупности этой информации и по координатам расположения объективов 2 и 3 определяются в ЭВМ плоскости, проходящие через луч 18, и далее определяется ли-, ния зтих плоскостей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ПО СВЕТОВОМУ ЛУЧУ, включающее п фотоприемных блоков, установленных в вершинах многоугольника, и каждый из них включает объектив и фоточувствительный элемент, а также блок обработки, подключенный через устройство ввода-вывода к ЭВМ. отличающееся тем. что. с целью повышения точности ориентации, фоточувствительный элемент выполнен в виде фотоприемной матрицы, а блок обработки содержит п цепочек, каждая из которых включает блок формирования номера ячейки фотоприемной матрицы, пороговое устройство, дифференциальный усилитель, блок формирования фаз и матрицу памяти, причем фотоприемная матрица соединена с матрицей памяти, второй вход которой подключен к первому выходу блока формирования фаз. второй выход Которого подключен к фотоприемной матрице, третий выход его - к первому входу блока формирования номера ячейки, а вход его - к введенному блоку синхронизации, выход матрицы памяти подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к выходу фотоприемной матрицы, выход его подключен к входу порогового устройства, выход которого подключен к второму входу блока формирования номера ячейки, выход которого подключен в ЭВМ. при этом оптические оси фотоприемных блоков пересекаются в одной точке.