Двухлучевой сканер
Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат - увеличение точности вычисления пространственных координат как на открытой, так и закрытой плоскости, например внутри складских помещений или супермаркетов. Для этого в отличие от большинства известных способов вычисления пространственных координат, основанных на измерении времени распространяемого радиосигнала спутников или радиомаяков, которые излучают сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем часы, в двухлучевом сканере вычисление координат основано на измерении временного интервала между фиксацией детектором электромагнитного излучения первого источника электромагнитного излучения и началом детекции второго источника электромагнитного излучения. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к измерительной технике.
Предназначено для вычисления пространственных координат объектов, расположенных на плоскости, например, внутри цеховых помещений или на улице.
Уровень техники
Известны способы вычисления пространственных координат: спутниковые системы, системы использующие радиометки, оптические системы, оптические системы с использованием меток, акустические системы и гидроакустические системы.
Основными достоинствами спутниковых систем вычисления пространственных координат является доступность использования метода в любой точке земного шара опираясь на данные спутниковой группировки.
Недостатком является относительно низкая точность позиционирования и невозможность определения координат в закрытых пространствах.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является увеличение точности вычисления пространственных координат как на открытой, так и закрытой плоскости, например, внутри складских помещений или супермаркетов.
Описание чертежей
1, 2 - источники электромагнитного излучения, 3 - поворотная платформа, 4 - электропривод с угломером, 5, 11 - контроллеры с функцией двусторонней радиосвязи, 6, 7 - лучи электромагнитного излучения, 8 - линия расположения детекторов электромагнитного излучения, 9, 10 - детекторы электромагнитного излучения, А, Б - расстояние от центра поворотной платформы до детектора 10 электромагнитного излучения, С - расстояние между крайними точками лучей электромагнитного излучения.
Осуществление изобретения
Устройство работает следующим образом.
На рис. 1 изображен двух лучевой сканер состоящий из двух 1 и 2 источников электромагнитного излучения, установленных параллельно друг другу на поворотной платформе 3, электропривода с угломером 4 поворотной платформы, двух 9 и 10 детекторов электромагнитного излучения и двух контроллеров 5 и 11 с функцией двусторонней радиосвязи, подключенных к источникам электромагнитного излучения и детекторам электромагнитного излучения соответственно.
На Рис. 2. изображен момент начала сканирования и обнаружения детектором электромагнитного излучения 10 луча электромагнитного излучения 7. Поворотная платформа 3 приводимая в движение электроприводом с угломером 4 начинает вращаться по часовой стрелке. Детектор электромагнитного излучения 10 обнаружив луч электромагнитного излучения, передает информацию на контроллер 11, который в свою очередь начинает отсчет времени до момента фиксации второго луча электромагнитного излучения 6.
На Рис. 3. изображен момент начала сканирования и обнаружения детектором электромагнитного излучения 10 луча электромагнитного излучения б. После обнаружения детектором электромагнитного излучения 10 луча электромагнитного излучения 6, контроллер 11 прекращает отсчет времени, сохранив значение временного интервала в памяти. После чего операция повторяется на детекторе электромагнитного излучения 9.
После получения информации в виде двух временных интервалов контроллер вычисляет расстояние от центра поворотной платформы до детекторов электромагнитного излучения 9 и 10.
Это достигается следующим образом.
На рис. 4 изображен момент сканирования двух лучевого сканера, расположенного на расстоянии А и Б от детектора электромагнитного излучения 10. Точки, лежащие на одной прямой исходящей из центра окружности (например, это могут быть точки, которые лежат на спице колеса), будут иметь одинаковые угловые скорости, период и частоту. То есть они будут вращаться одинаково, но с разными линейными скоростями. Чем дальше точка от центра, тем быстрей она будет двигаться. На этом физическом принципе основан метод вычисления расстояния до детекторов электромагнитного излучения 9 и 10. На том основании, что расстояние между параллельно расположенными лучами 6 и 7 остается неизменным, даже при условии дифракционного рассеивания электромагнитного излучения, т.к. оно происходит тоже параллельно друг другу, при условии параллельности лучей электромагнитного излучения и постоянной скоростью вращения поворотной платформы 3, можно вычислить расстояние от центра поворотной платформы 3 до детекторов электромагнитного излучения 9 и 10. Линейная скорость, которая выражена через временной интервал и расстояние С между лучами 6 и 7 обратно пропорциональна радиусу или расстоянию А и Б. Т.к. расстояние С между лучами 6 и 7 является константой, то вычислением и понятием линейной скорости можно пренебречь, и использовать для вычисления расстояния от центра поворотной платформы до детекторов электромагнитного излучения 9 и 10 понятие временного интервала прохождения лучей 6 и 7 через детекторы электромагнитного излучения 9 и 10. Таким образом, расстояние от центра поворотной платформы 3 обратно пропорционально временному интервалу прохождения лучей 6 и 7 через детекторы электромагнитного излучения 9 и 10.
После вычисления расстояния от центра поворотной платформы 3 до детекторов электромагнитного излучения 9 и 10, контроллер 11, используя данные о координатах расположения детекторов 9 и 10, вычисляет координаты центра поворотной платформы 3 и с помощью радиосвязи передает информацию контроллеру 5, который в свою очередь, используя полученную информацию, а так же данные угломера электропривода 4, формирует управляющие команды для дальнейшего их применения.
1. Двухлучевой сканер, содержащий источники электромагнитного излучения 1, 2, расположенные на поворотной платформе 3, приводимой в движение электроприводом с угломером 4, контроллеры с функцией двусторонней радиосвязи 5, 11, детекторы электромагнитного излучения 9, 10;
поворотная платформа 3 выполнена с возможностью приведения в движение электроприводом с угломером 4, который выполнен с возможностью вращения по часовой стрелке, а также в противоположном направлении, детектор электромагнитного излучения 10 выполнен с возможностью обнаружить луч электромагнитного излучения и передать информацию на контроллер 11, который, в свою очередь, выполнен с возможностью начинать отсчет времени до момента фиксации второго луча электромагнитного излучения 6;
после обнаружения луча электромагнитного излучения 6 детектором электромагнитного излучения 10, выполненного с возможностью обнаружить луч электромагнитного излучения, контроллер 11, выполненный с возможностью прекращать отсчет времени и сохранять значение временного интервала в памяти, прекращает отсчет временного интервала, после чего операция повторяется на детекторе электромагнитного излучения 9, выполненного с возможностью обнаружить луч электромагнитного излучения;
после получения информации в виде двух временных интервалов контроллер 11, выполненный с возможностью вычислять расстояние от центра поворотной платформы до детекторов электромагнитного излучения 9 и 10 и использовать данные о координатах расположения детекторов 9 и 10, вычисляет координаты центра поворотной платформы 3 и с помощью радиосвязи передает информацию о координатах контроллеру 5, выполненного с возможностью интегрировать полученную информацию и данные угломера электропривода 4, формируя управляющие команды для дальнейшего их применения.
2. Двухлучевой сканер по п. 1, отличающийся тем, что источники электромагнитного излучения расположены на одной плоскости параллельно друг другу.
3. Двухлучевой сканер по п. 1, отличающийся тем, что лучи электромагнитного излучения распространяются в пространстве в плоскости вращения параллельно друг другу.
4. Двухлучевой сканер по п. 1, отличающийся тем, что электропривод имеет угломер.
5. Двухлучевой сканер по п. 1, отличающийся тем, что обмен информацией между контроллерами происходит с помощью радиосвязи.
6. Двухлучевой сканер по п. 1, отличающийся тем, что для вычисления пространственных координат используется два и более детектора электромагнитного излучения.
7. Двухлучевой сканер по п. 1, отличающийся тем, что для вычисления пространственных координат детектор электромагнитного излучения выполнен из выстроенных в линию и образующих отрезок конечной величины приемников электромагнитного излучения.
8. Двухлучевой сканер по п. 1, отличающийся тем, что для вычисления пространственных координат детекторы электромагнитного излучения расположены перпендикулярно плоскости вращения источников электромагнитного излучения.
9. Двухлучевой сканер по п. 1, отличающийся тем, что для вычисления пространственных координат используется временной интервал между детекцией первого луча и детекцией второго луча электромагнитного излучения детектором электромагнитного излучения.
10. Двухлучевой сканер по п. 1, отличающийся тем, что для вычисления пространственных координат скорость вращения поворотной платформы остается постоянной при сканировании детекторов электромагнитного излучения.
