專利名稱：紅外自動定向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動定向系統(tǒng)，特別是公開一種利用紅外線，在平面和立體空間里，給出特定目標(biāo)相對于觀測點方向角的自動系統(tǒng)。
本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的紅外自動定向系統(tǒng)包括一個接收器和一個(或多個)發(fā)射器，其特征是接收器在需要檢測目標(biāo)的方向上按一定角度間隔布置多個紅外接收元件，每一個接收元件都有紅外屏蔽罩隔離，使每個接收元件只能接收到在一定角度范圍內(nèi)入射的紅外光，即每個接收元件都有自己的接收指向，不受其他方向入射紅外光的影響，每個接收元件都與基于單片機的解碼板連接；發(fā)射器包括紅外發(fā)光二極管和相應(yīng)的頻率功率調(diào)制發(fā)射電路。
工作時發(fā)射器發(fā)出調(diào)制過的紅外脈沖信號，可以與環(huán)境中的紅外光區(qū)分開來。發(fā)射器調(diào)制頻率與接收器的紅外接收元件的頻率對應(yīng)，通常在38KHz左右。發(fā)射器要對準(zhǔn)接收器發(fā)射信號，接收器解碼板上的單片機通過對多個接收元件接收到的信號進(jìn)行比較分析，找出接收信號最強的接收元件，根據(jù)相應(yīng)接收元件的接收指向可以計算出紅外信號的入射角度，即發(fā)射器相對接收器的方向角度。
如果一個接收器要同時接收區(qū)分多個發(fā)射器的信號方向，需要在發(fā)射器調(diào)制電路后加入二進(jìn)制編碼信息，對不同的發(fā)射器指定不同的二進(jìn)制編碼信息，對接收器的每個接收元件接收到的信號加入解碼過程，對相同編碼信息的信號進(jìn)行計算，得到的最強信號指向就是對應(yīng)發(fā)射器的方向角度。
本發(fā)明實現(xiàn)了發(fā)射器相對接收器的方向角度測量。把發(fā)射器固定在移動目標(biāo)的適當(dāng)位置，可以測量移動目標(biāo)所處方向角度。把接收器輸出控制信號與運動機構(gòu)相連，可以實現(xiàn)自動跟蹤移動目標(biāo)。進(jìn)一步擴展該系統(tǒng)，在平面或立體空間的適當(dāng)位置上布置多個接收器，可以利用多個接收器得到的移動目標(biāo)方向角度計算出移動目標(biāo)的具體位置。
本發(fā)明可以應(yīng)用于視頻監(jiān)控，影視拍攝，機器人，家電，通訊天線，橋梁建筑，交通，體育運動，教學(xué)演示等需要定向定位的領(lǐng)域。
本發(fā)明的優(yōu)點是能克服背景光干擾，定向準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單，無機械運動部件，無需復(fù)雜算法。
附圖
2接收器解碼板和發(fā)射器連接示意圖。
附圖3實施例2半球立體空間定向系統(tǒng)接收器的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4實施例3用于自動跟蹤的高精度平面定向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例2半球立體空間定向系統(tǒng)。根據(jù)附圖3，接收器的半剖軸側(cè)投影視圖，由54個接收元件12和相應(yīng)的紅外屏蔽罩13構(gòu)成接近半球型的接收器，每個接收元件的接收指向都不同，它能辨別出在半球方向上發(fā)射器的空間方向角度。
實施例3用于自動跟蹤的高精度平面定向系統(tǒng)。根據(jù)附圖4上方的俯視圖，接收器14有12個接收元件15和相應(yīng)的紅外屏蔽罩16構(gòu)成，其中紅外屏蔽罩是不等角度間隔的，有一個方向分布密，接收指向角度差異小，相應(yīng)的定向精度高，稱為接收器的正方向(圖中箭頭方向)，其他方向定向精度變低。根據(jù)附圖4下方的左視圖，接收器14和一個可以+-180°旋轉(zhuǎn)的電機固定在一起，其解碼板18的輸出接到電機驅(qū)動板19上。該跟蹤系統(tǒng)的程序邏輯設(shè)計為，一旦發(fā)射器17移動，不在接收器正方向上，解碼板18根據(jù)發(fā)射器相對接收器正方向的偏差角度控制跟蹤電機20，讓接收器旋轉(zhuǎn)，減小偏差角度，直到接收器正方向再次對準(zhǔn)發(fā)射器17，這時偏差角度為0，跟蹤電機20停止。由于正方向上接收器14的定向精度高，可以實現(xiàn)高精度的自動跟蹤。
權(quán)利要求
1.一種紅外自動定向系統(tǒng)，包括一個接收器和一個(或多個)發(fā)射器，其特征是接收器在需要檢測目標(biāo)的方向上按一定角度間隔布置多個紅外接收元件，每一個接收元件都有紅外屏蔽罩隔離，使每個接收元件只能接收到在一定角度范圍內(nèi)入射的紅外光，即每個接收元件都有自己的接收指向，不受其他方向入射紅外光的影響，每個接收元件都與基于單片機的解碼板連接；發(fā)射器包括紅外發(fā)光二極管和相應(yīng)的頻率功率調(diào)制發(fā)射電路。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的紅外自動定向系統(tǒng)，其特征是如果一個接收器要同時接收區(qū)分多個發(fā)射器的信號方向，在發(fā)射器調(diào)制電路后加入有二進(jìn)制編碼信息，對不同的發(fā)射器指定不同的二進(jìn)制編碼信息，對接收器的每個接收元件接收到的信號加入有解碼過程，對相同編碼信息的信號進(jìn)行計算，得到的最強信號指向就是對應(yīng)發(fā)射器的方向角度。
全文摘要
本發(fā)明是一種紅外自動定向系統(tǒng)，它利用紅外光直線傳播的原理，在需要測量目標(biāo)方向或跟蹤移動目標(biāo)的場合下，自動給出目標(biāo)相對觀測點的方向角度。它包括一個接收器和一個(或多個)發(fā)射器，接收器在需要檢測目標(biāo)的方向上布置多個紅外接收元件和紅外屏蔽罩，每個接收元件都與基于單片機的解碼板連接；工作時發(fā)射器發(fā)出調(diào)制過的紅外脈沖信號，可以與環(huán)境中的紅外光區(qū)分開來。本發(fā)明實現(xiàn)了發(fā)射器相對接收器的方向角度測量。把發(fā)射器固定在移動目標(biāo)的適當(dāng)位置，可以測量移動目標(biāo)所處方向角度。把接收器輸出控制信號與運動機構(gòu)相連，可以實現(xiàn)自動跟蹤移動目標(biāo)。進(jìn)一步擴展該系統(tǒng)，在平面或立體空間的適當(dāng)位置上布置多個接收器，可以利用多個接收器得到的移動目標(biāo)方向角度計算出移動目標(biāo)的具體位置。本發(fā)明的優(yōu)點是能克服背景光干擾，定向準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單，無機械運動部件，無需復(fù)雜算法。本發(fā)明可以應(yīng)用于視頻監(jiān)控，影視拍攝，機器人，家電，通訊天線，橋梁建筑，交通，體育運動，教學(xué)演示等需要定向定位的領(lǐng)域。
文檔編號G01C1/00GK1447130SQ0311592
公開日2003年10月8日 申請日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月21日
發(fā)明者孔鵬 申請人:孔鵬