Двухмерная навигация подвижного объекта: двухточечный сканирующий лазерный маяк

Научная библиотека Комментариев к записи Двухмерная навигация подвижного объекта: двухточечный сканирующий лазерный маяк нет

А.А. Большанин, С.М. Слободян, А.А. Цупин // Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 315. № 2, с: 53-58, УДК 535:551:627.942

Предложена модель двухмерной лазерной навигации и ориентирования подвижного объекта (наземного, речного, морского и т. п.), облучаемого лазерными пучками двухточечного лазерного маяка-створа, сканирующими пространство навигации, реализующая принцип активного наведения автономного объекта по любой произвольно криволинейной траектории движения.

Описание на английском языке:

Two-dimensional navigation of moving object: two-point scanning laser beacon

Bolshanin A.A., Slobodyan S.M., Tsupin A.A.

The model of two-dimensional laser navigation and orientation of moving object (surface, river, sea etc.) irradiated by laser beams of two-point laser beacon-transit scanning navigation space has been proposed. It implements the principle of autonomous object active guidance by any randomly curved motion path.

Принцип лазерной навигации
Впервые простейшая лазерная навигационная система для визуального ориентирования автономных подвижных объектов управляемых оператором (судоводителем) была применена в 1971 г. в Австралии для проводки морских судов в порт Карумба [1–6]. Для этого использовался лазерный луч с «естественным» для гелийнеонового лазера углом расходимости лазерного луча. Такой тип лазерного опорного маяка задающего направление прямолинейного движения на «створ» в очень узкой угловой пространственной зоне ориентирования в дальнейшем получил название «лазерного односекторного маяка».

В течение последующих лет были предложены десятки вариантов конструкций лазерных навигационных маяков. Обобщая, применительно к решаемой в настоящей статье задаче, все известные варианты лазерных маяков можно их свести к двум классам – без сканирования пространства и со сканированием пространства ориентирования лазерным пучком [6].

При некоторой, кажущейся на первый взгляд, излишней процедуре осуществления управления пространственным положением лазерного луча, именно, маяки со сканированием лазерным пучком навигационного пространства наиболее привлекательны [7].

Рядом преимуществ, по сравнению с секторными типами, обладают лазерные створы (ЛС), образованные комплексированием лазерных сканирующих маяков (ЛМ). Принцип их действия основан на том, что любая двумерная или пространственная кривая (траектория движения объекта) может быть определена пересечением прямых, исходящих из начал двух систем координат [9]. При равномерном вращении лучей и равных азимутальных углах α и β места пересечений определяют опорную прямую линию. Для более сложных законов вращения лучей можно получить достаточно широкий класс практически любой формы опорных траекторий. При отклонении объекта от опор ной траектории излучение лазерных пучков регистрируются фотоприемным устройством не одно временно. Причем, чем дальше объект находится от опорной траектории движения, тем больше временной интервал между принимаемыми сигналами. К достоинствам этого метода следует отнести простоту ориентирования, возможность оценки степени уклонения объекта от рекомендуемого курса движения, высокую точность наведения и навигации и пригодность его для создания автоматической системы автономной навигации подвижных объектов. Однако, при навигации и ориентировании подвижных объектов требуется не просто указать рекомендуемую траекторию движения, но при этом сформировать достаточно широкую зону ориентирования, поскольку подвижный объект на практике движется не по оптимальной траектории, а в некоторой области вблизи нее. Задачу определения мест размещения лазерных маяков с учетом указанных ограничений можно свести к определению точки расположения минимума некоторой целевой функции в многомерной, невыпуклой, вообще говоря, области. Рассмотрим математическую формулировку задачи об оптимальном размещении лазерных маяков. Выполнение условия п. 1 приводит к тому, что лазерные маяки могут располагаться в областях G и Ω, ограниченных касательными l1 и l2 к траектории движения, проведенными в ее крайних точках S и V.

Полное содержание статьи: http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/2802/1/bulletin_tpu-2009-315-2-12.pdf

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top