Устройство для перемещения снимкодержателей фотограмметрического прибора Советский патент 1987 года по МПК G01C11/00 

1 1

Изобретение относится к фотограмметрическому приборостроению, в частности к аналитическим стереофото- грамметрическим приборам.

Целью изобретения является повьше ние точности перемещения снимкодер- жателей.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства перемещения снимкодержателя фотограмметрического прибора; на фиг, 2 - схема оптоэлект ронного блока для измерения величины рассогласования положения индуктора- снимкодержателя и индуктора однокоор динатного линейного шагового двигате ля и преобразования его в электрический сигнал.

Устройство состоит из (фиго 1) двух двухкоординатных линейных шаговых дв гателей (ЛШД), образованных общим основанием - статором 1 и ин- дукторами-снимкодержателями 2 и 3, однокоординатных ЛШД 4-7, преобразователей 8-11 линейных перемещений в числоимпульсные коды() , жестко связанных с индукторами однокоординатных ЛЩЦ, оптоэлектронных блоков 12-15, для измерения рассогласований между перемещениями индукторов однокоординатных и двухкоординатньгк ЛШД, светоделительных и оборачивающих оптических блоков 16-19, блокон 20-23 управления однокоординатными ЛШД (БУП), усилителей 24-27 сигнала рассогласования, аналого-цифровых преобразователей (А11,П) 28-31, блоков 32-35 управления двухкоординатными (БУ2) ЛЩЦ, цифрового вычислительного блока 36, В качестве цифрового вычислительного блока может быть использована ЭВМ.

Оптоэлектронные блоки 12-15 (фиг,2 идентичны. Каждый из них содержит Монохроматический источник 37 света.

50

коллиматор 38, формирующий параллель- 45 середины компенсаторов 40 и 41 фаз в ный световой пучок, поляризатор 39, осуществляющий линейную поляризацию светового пучка, фазовые компенсаторы 40 и 41 анализаторы 42 и 43 поляризации, собирающие линзы 44 и 45 и фотоэлектрические преобразователи 46 и 47, Каждый из идентичных светоделительных и оборачивающих блоков (фиг, 2) содержит призму 48 с полупрозрачной гранью 49 и призму 50, склеенных по полупрозрачной грани 49.

противоположные стороны.

Как известно в компенсаторе фаз, состоящем из двух кварцевых клиньев (положительных одноосных кристаллов) с одинаковыми острыми углами,расположенными (фиг,2) в одном из клиньев рптичес- кая ось параллельная, а в другом - пepпVняикyляpнa ребру. Если п и п - се; показатели преломления кварца для

обыкновенного и необыкновенного лучей

а h,

h, Устройство работает следующим образом.

0

5

О 5

При поступлении кодов перемещения с выхода цифрового вычислительного блока 36 на первые входы блоков управления 20-23 и 32-35 индукторы- снимкодержатели двухкоординатных ЛШД и индукторы однокоординатных ЛШД перемещаются на соответствующие расстояния. При этом на вторые входы блоков 20-23 управления однокоординатными ЛШД с выходов соответствующих преобразователей 8-11 линейных перемещений в числоимпульсные коды () поступают коды реального перемещения индукторов однокоординатных ЛШД, которое Б силу технологических причин будет отличаться от заданного перемещения.

Разница между заданным кодом перемещения и кодом реального перемещения учитывается в блоках управления однокоординатными ЛШД, на выходах которых появляются корректирующие сигналы. При несовпадении перемещения индукторов-снимкодержателей двухкоординатных ЛШД с перемещением индукторов соответствующих однокоорди- натньк ЛШД на выходах оптоэлектронных блоков 12-15 появляются сигналы рассогласования, через дифференциальные усилители 24-27 и аналого-цифровые преобразователи 28-31, поступающие на вторые входы блоков управления двухкоординатными ЛПЩ, на выходах которых появляются корректирую- 5 щие сигналы.

В начальном положении световой поток от источника 37 света, сформированный в параллельный пучок коллиматором 38 и линейно поляризованн,ый поляризатором 39, отразившись от полупрозрачной грани 49 призмы и частично пройдя через нее и отразившись от грани призмы 50 будет проходить, через точки,, одинаково удаленные от

5

0

0

50

45 середины компенсаторов 40 и 41 фаз в

противоположные стороны.

Как известно в компенсаторе фаз, состоящем из двух кварцевых клиньев (положительных одноосных кристаллов) с одинаковыми острыми углами,расположенными (фиг,2) в одном из клиньев рптичес- кая ось параллельная, а в другом - пepпVняикyляpнa ребру. Если п и п - се; показатели преломления кварца для

обыкновенного и необыкновенного лучей

середины компенсаторов 40 и 41 фаз в

а h,

и

h, толщины клиньев в точке.

через которую проходит световой луч, то после прохождения света через оба

31323533

фаз между лучами будет

жен кан Dj, щен

21

6 1-(п, -n)(h -Ьр

Скорость луча, для которого направление колебаний вектора D (электрический вектор колебаний электромагнитной волны света) перпендикулярно к главной оси (обыкновенный луч), превышает скорость необыкновенного луча. Поэтому компонента, в которой направление колебаний перпендикулярно ребру клина,будет опережать вторую компоненту в одном клине и отставать в другом. Если точка падения светового луча движется вдоль пластинки, то толщины h, и hg, а следовательно, и разность фаз (Ь непрерывно меняется, причем 6 равно нулю в середине пластинки

Поляризатор 39 и анализаторы 42 и 43 установлены ортогонально. Поэтому в начальном положении световые потоки от источника 37, прошедшие по двум каналам соответственно через элементы

38,39, 48, 49, (отраженный от грани 49 пучек света) 40, 42, 44 и 38,39, 48, 49, (прошедший через полупрозрачную грань пучек) 50, 41, 43, 45, будут гаситься скрещенными поляризаторами

39,42 и 39,43. Поэтому Сигналы на выходах фотоэлектрических приемников 46 и 4 будут нулевыми.

Такой же нулевой результат на выходе аналого-цифрового преобразователя получится,- если фазовые компенсаторы сдвинуты от начального положения на одинаковые величины, кратные 1/4 периода Я , но в противоположные стороны. Это положение фазовых компенсаторов принимается в качестве начального и выбирается таким образом для того, чтобы получить информацию о знаке рассогласования.

Если же в результате отработки ЛШД 4(5( и 2(3) 1чоца перемещения по ка- ким-либо причинам возникнет рассогласование между величиной перемещения, отработанной в форме перемещения индуктора однокоординатного ЛЩЦ 4(5), несущего оптоэлектронный блок 12(13) и перемещения индуктора 2(3), несущего светоделительный и оборачивающий блок 16(17), то это рассогласование вызовет перемещение светового потока по пластинкам фазовых компенсаторов 40 и 41 относительно начального положения, в результате чего в к-аждом из каналов возникнут разности фаз 6 и Dj, неодинаковые по величине,Скре- щенными поляризаторами 39, 42 и 39,

43 эти разности фаз преобразуются Б интенсивности световых потоков,падающих на фотоэлектрические преобразователи 46 и 47. В результате этого на выходах фотоэлектрических преобразователей и 47 формируются сигналы, которые подаются на усилитель 24(25) постоянного тока с дифференциальным входом. На выходе усилителя 24(25) формируется биполярный аналоговый сигнал, который с учетом знака преобразуется в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя 28(29).

Форму л а изобретения

Устройство для перемещения сним- кодержателей фотограмметрического прибора, содержащее цифровой вычислительный блок и два двухкоординатных линейных шаговых двигателя с блоками управления по каждой координате,каждый из блоков выполнен в виде последовательно соединенных микропроцессора, два входа которого являются входами блока управления, генератора шаговых импульсов, цифроаналогового преобразователя, усилителя мощности и демпфера, первый вход микропроцессора

соединен с выходом цифрового .вычислительного блока, выходы усилителя мощности и демпфера соединены с соответствующими входами линейного шагового двигателя, статор двухкоординатных линейных шаговых двигателей выполнен плоским с системой взаимно перпендикулярных канавок и отверстий в центре рабочей зоны каждого индуктора- снимкодержателя, выполненного в виде

рамки с фазнь ми обмотками управления, дросселем и х,у-группами координатных магнитов, обращенных зубцовыми структурами к канавкам статора, отличающееся тем, что, с целью

повышения точности и перемещения снимкодержателей путем измерения и автоматической коррекции его текущего положения, оно снабжено четьфьмя однокоординатными линейными шаговыми

двигателями, взаимно перпендикулярно, и попарно расположенными по смежным краям плоского статора, в .цепь каждого однокоординятного линейного шагового двигателя включен доп1,иип тельно

введенный блок управления и введенный преобразоватепь линейных перемещений ; в числоймпульсный код, вход которого соединен с выходом соответствующего однокоординатного линейного шагового 5 двигателя, а выход - с вторым входом соответствующего блока управления, на каждом из индукторов-снимкодержателей взаимно перпендикулярно и параллельно канавкам жестко закреплены две вне- О денные призмы, каждая из которых выполнена в виде прямоугольной призмы с полупрозрачной гранью, склеенной с ромбической призмой,на индукторе каждого однокоординатного линейного шаго- 5 вого двигателя жестко закреплен введенный оптозлектронный блок, связанный выходами с вторым входом соответствующего блока управления двухкоординат- ным линейным шаговым двигателем через 20 соответствуюпще введенные дифференциальный усилитель и аналого-цифровой преобразователь, каждый оптоэлектрон- ный блок вьтолнен в виде источника нерасходящегося поляризованного све- тового излучения оптически сопряженного с входом призмы и двух приемных каналов, вход каждого из которых оптически Сопряжен с Соответствующим выходом призмы, причем каждый из приемных каналов вьтолнен в виде последовательно расположенных по ходу светового излучения оптического компенсатора разности фаз, поляризатора, ось поляризации которого расположена перпендикулярно электрическому вектору светового излучения, собирающей линзы и фотоэлектрического приемника, выход которого является выходом опто- электронного блока, причем оптические оси приемных каналов расположены параллельно соответствующим канавкам.

Г

(31}

Составитель Е. Хлынов Редактор Ю. Техред М.Моргентал Коррек -ор и.. Эрдейи

Заказ 2929/28 Тираж 677Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

J

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.. Проектная, 4

Изобретение относится к области фотометрического приборостроения. Цель изобретения - повьшение точности перемещения снимкодержателей.При возникновении рассогласования между величиной-перемещения, обработанной в форме перемещения индуктора линейно- . го шагового двигателя 4(5), несущего оптоэлектронный блок 12(13), и величиной перемещения индуктора 2(3),несущего светоделительный и оборачивающий блок 16(17), световой поток перемещается по пластинкам фазовых компенсаторов относительно начального положения. В результате зтого в каждом из каналов возникают разности фаз. Поляризаторами эти разности фаз преобразуются в интенсивности световых потоков, падающих на преобразователи, на выходе которых формируются сигналы, поступающие на усилители постоянного тока 24(25). На выходе последних формируется биполярный аналоговый сигнал, который с учетом знака преобразуется в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя 28. 2 ил. (Л С