Устройство для определения координат объекта

 

Использован е: гердезическое приборостроение . Су€|нТ5етП зрбретения: первое 4 и второе 8 зеркала установлены с возможностью вращения 1ок р1 м в1зр т1Шзльных осей, сопряжениях Друг с другом через редуктор 11, 12, 13, 14 с передаточным отношением 1:2. Лазерный дальномер 9 жестко скреплен с корпусом и установлен неподвижно относительно вращающихся зеркал 4 8, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 01 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4725285/10 (22) 02,08,89 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (71) Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" (72) M.Ñ. Пермяков (56) Заявка РСТ М 82/00515, кл, 6 01 С 3/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КООРДИНАТ ОБЪЕКТА

»5U, 1753273 А1 (57) Использование: геодезическое приборостроение. СуТцйбс.гьизобретения: первое

4 и второе 8 зеркала установлены с возможностью вращения вокруг их вертикальных "" осей, сопряженных друг- с другом через редуктор 11, 12, 13. 14 с передаточным отношением 1:2. Лазерный дальномер 9 жестко скреплен с корпусом и установлен неподвижно относительно враща1ощихея ЗЕРкал

4,,8, 1 ил.

1753273

35

50

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для съемки участков, сгущений опорных сетей, а также при инженерных изысканиях в промышленном и граждан ском строительстве.

Известен лазерный теодолит ЛСТ1, его оптоэлектронная схема представлена в виде двух плоских зеркал, закрепленных на противоположных концах вала двигателя так, что поле зрения передающего и приемного зеркал совпадает, Передающее зеркало оптически сопряжено посредством формирующей оптики с лазерным излучателем, а приемное — с фотоприемником блока электронной обработки, Для повышения поля обзора, отраженный от передающего зеркала световой пучок трансформируется формирующей оптикой так, что в вертикальной плоскости имеет большую угловую расходимость, что в конечном итоге приводит к снижению дальности и точности измерений.

Большую информативность измерений координат точек местности обеспечивает электронный тахеометр, представляющий собой кодовый теодолит конструктивно объединенный со светодальномером.

Тахеометр TA-3 содержит оптическую приемопередающую систему, совмещен- 30 ную со зрительной трубой, электронную систему обработки видеосигнала с фотоприемником, вычислитель, соединенный с кодовыми датчиками значений вертикальных и горизонтальных углов и лазерчый дальномер; . . К недостаткам прибора следует отнести трудоемкость наведения зрительной трубы на дистанционный отражатель и недостаточную точность и оперативность производимых измерений вследствие внесения индивидуальной ошибки -оператора, Наиболее близким техническим решением к заявленному является система для оптического слежения и определения цели, содержащая размещенные в корпусе двухрамочный гироскопический подвес стабилиэации зеркала, оси которого соединены с кодовыми датчиками азимута и угла места, лазерный определитель, лазерный дальномер, общую оптическую систему, телевизионную оптическую систему с опт ическим фильтром перемещенной плотности и телекамеру.

Измерение значений координат цели осуществляется в момент совмещения оператором метки с контуром объекта на экране монитора. Длительность процесса и точность совмещения зависят от индивиду. альных особенностей оператора,. а также

4 контрастности изображения. При этом работа может вестись только на одной цели, Цель изобретения — повышение точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения координат объекта, содержащего корпус, два соосно установленных зеркала, первое из которых установлено с воэможностью вращения относительно горизонтальной и вертикальной осей, с датчиками углов поворота, лазерный дальномер, вычислитель азимута, угла места и дальности, второе зеркало установлено с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, сопряженной с вертикальной осью вращения первого зеркала введенным редуктором с передаточным отношением 1:2; при этом вертикальная ось вращения второго зеркала совмещена с отражающей плоскостью, На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство для определения координат объекта содержит корпус 1 с вертикальной

2 и горизонтальной 3 осями. С горизонтальной осью 3 вращения жестко соединено первое зеркало 4 оптической системы проецирования изображения, включающей призмы 5-7, и второе плоское зеркало 8, оптически сопряженное с лазерным дальномером 9, Ось вращения зеркала 8 совмещена с его отражающей поверхностью и кинематически соединена с осью вращения зеркала 4 посредством редуктора, соединенного с электроприводом 10 азимута Редуктор составлен зубчатыми звеньями

11-15, подобранными таким. образом, что редукция в направлении от оси зеркала 8 к оси вращения зеркала 4 составляет отношение 1:2. Горизонтальная ось 3 зеркала 4 соединена с электроприводом 16 и кодовым датчиком 19 значений вертикальных углов, Выход датчика 19 подключен через предварительный усилитель 22 к информационному входу вычислителя 23. На вертикальной ос, 2 вращения установлен датчик 24 азимутальных углов, выходом соединенный через второй и редварительный усилитель 25 с вторым информационным входом вычислителя

23. Перзые два выхода вычислителя 23 подключены на управляющие входы электроприводов 10 и 16 горизонтальной 3 и вертикальной 2 осей, а третий выход соединен с входом лазерного дальномера 9, выход которого подключен к третьему информационному входу вычислителя 23.

Четвертый его вход подключен к выходу регистра 27, входом соединенного с фотоприемником 18 регистрации направления визирной оси на активную марку, представ1753273

30

50 зом ляющую модулированный источник 17 излучения, смонтированный на штанге. В непосредственной близости с источником 17 смонтирован уголковый отражатель 26..Перед фотоприемниками 18 установлены объ- 5 ектив 20 и полевая диафрагма 21. Излучение от источника 17 попадает на фотоприемник .18 при выполнении условия

Р =29+ (). (1)

fl где P - угол превышения измеряемой точки;

0 — угол наклона зеркала 4.

Перед тем как приступить к измерениям на местности, необходимо скорректировать. угловую ошибку установки светодальноме- 15 ра путем измерения "0" отсчета, Для этого угломерная колонка и светодальномер устанавливаются в горизонт. Зеркало 4 приводится в режим оптического замыкания (нормаль зеркала направлена строго вертикально вниз). Второе подвижное зеркало 8 поворачивают до совмещения его нормали с оптической осью светодальномера 9; при рэсстопоренной вертикальной оси зеркальную колонку поворачивают до совмещения с нормалью зеркала 8 и оптической осью и риемо передаю щего канала, вкл ючающего оптические элементы 4 — 7 и вновь стопорят вертикальную ось колонки, Это положение является "0" для данного множества измерений. Затем производят измерение постоянной поправки дальности в режиме оптического замыкания. При установке светодальномера на одном с зеркальной колонкой основании величина поправки дальности является constanta и технологически определена крепежными отверстиями под светодальномер. При раздельном базировании светодальномерэ и угломерной колонки постоянная поправка будет каждый рээ изменяться нэ величину равную расстоянию от оси зеркальной колонки до фотоприемника светодальномера на длину пути от зеркала 4 угломерной колонки до излучателя светодальномера 9. Измеренная постоянная оптически замкнутой дистанции вводится в качестве поправки к измеряемым расстояниям в вычислитель 23;

Устройство работает следующим обраВ точку местности или ряд точек местности, находящихся в пределах горизонтального угла сканирования устройства, координаты которой (ых) предстоит измерить, устанавливают штангу(и) с закрепленными нэ ней в непосредственной близости источником 17 модулированного излучения

17 и уголковым отражателем 26 Включают электроприводы 10 и 16 устройства, при этом зеркало 4 совершает сканирование в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях. С кодовых датчиков 24 азимута и угла места 19 непрерывнб "сйимэются значения углов а и д. При попадании светового сигнала от модулированного источника 17 на фотоприемное устройство 18, что наступает при выполнении условия (1), световой сигнал преобразуется в=электрическйй импульс, из которого регистром 27 формируется управляющий строб, поступающий на вход вычислителя 23, открывающий его для регистрации значений углов, измеряемых в этот момент времени кодовыми датчиками 19 и 24. Одновременно с поступлением строба производится остановка приводов

10, 16 и выдается команда с вычислителя 23 в лазерный дальнОмер.9 на измерение расстояния. Световой поток излучателя лазерного дальномера 9 проецируется плоским зеркалом В, прямоугольными призмами 7, 6 и 5 и зеркалом 4 на уголковый отражатель

26 и, отразившись от него по тому же оптическому пути, попадает на фотоприемник дальномера 9 и информационный вход вычислителя 23, который выдает команду на . работу электроприводов 10 и 16, азимута и угла места и отключение излучателя дальномера 9. На этом цикл измерений координат одной пикетной точки закончен. В телесно: угле азимутального поворота устройс"; за мажет находится одновременно ряд точек, определенных техпроцессом съемки с установленными в них штангами, оснащенными уголковым отражателем и источником модулированного излучения; В этом случае при одном азимутальном повороте устройства последовательно по направлению перемещения осуществляется захват каждой следующей марки (источника модулированного излучения) и измерение ее координат.

Иэ приведенного выше работы устройства видно, что оно не требует от оператора при производстве измерений координат точек местности точного совмещения виэерной оси с маркой„позволяет в автоматическом режиме в пределах телесного угла поворота зеркальной колонки проводить измерения .координат всех точек, находящихся в этом телесном угле.

Наличие в измеряемой точке штанги с модулированным источником и уголковым отражателем уэеЛичйвэет быстродействие за счет автоматйээции процесСа нЖедения и помехозащищенностй, что повышает точность производймых измерейий.

Ф о р мул 6"изобретен ия

Устройство для определения координат объекта, содерЖаЦее t apn Ф, лазерный

1753273

Ф I

Составитель М. пермяков

Редакторе О. Головач Техред M.Mîðã íòàë Корректор Т.Вашкович

Заказ 2759 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 дальномер, оптически сопряженный с расположенными соосно двумя зеркалами, первое из которых установлено с возможностью вращения относительно гьрцронтальной и вертикальной осей, датчики углов поворота первого зеркала, вычислительазимута, угла места и дальности, о т л и ч а ещ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, второе зеркало установлено с воэможностью поворота вокруг вертикальной оси, сопряженной с вертикальной осью вращения первого зеркала введенным редуктором с передаточным отношением 1:2, а вертикальная ось вращения совмещена с отражающей плоскостью второго зеркала.