一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，在任一墻面前擺放移動信標(biāo)發(fā)射裝置和待測設(shè)備；移動信標(biāo)發(fā)射裝置包括兩個按旋轉(zhuǎn)面垂直方向固定的電控旋轉(zhuǎn)臺和一個激光頭，將激光頭固定在兩維旋轉(zhuǎn)平臺上，調(diào)節(jié)方向使激光頭發(fā)射的光束指向墻面；單片機(jī)控制電路分別與兩維旋轉(zhuǎn)平臺的步進(jìn)電機(jī)和計(jì)算機(jī)相連；計(jì)算機(jī)給出控制信號，單片機(jī)控制電路控制兩維旋轉(zhuǎn)平臺的步進(jìn)電機(jī)的起停、速度及正反轉(zhuǎn)，使光斑在墻面上進(jìn)行直線或曲線運(yùn)動、正向或反向運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)各種狀況下跟蹤能力的測試、不同運(yùn)動速度下跟蹤能力的測試。本發(fā)明信標(biāo)路線及速度精確可控，可以長時(shí)間、反復(fù)進(jìn)行測試，且在測試過程中方便根據(jù)測試情況對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。
【專利說明】一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，尤其是使用移動信標(biāo)測試設(shè)備的跟蹤能力。
【背景技術(shù)】[0002]目前通用的測試設(shè)備跟蹤能力的方法是把信標(biāo)安裝在一個快速移動的物體上，在該物體快速移動時(shí)測試設(shè)備能否迅速捕獲、持續(xù)跟蹤物體上的信標(biāo)。在內(nèi)陸環(huán)境中，通常將使用無人機(jī)來作為信標(biāo)載體，以無人機(jī)上安裝的光源作為信標(biāo)，在待測設(shè)備上安裝光學(xué)攝像機(jī)以接收光源信號。使用這種方法測試，需要較大且空曠的場地，對環(huán)境條件要求苛刻；每次測試都需要放飛無人機(jī)，成本較高且實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備繁瑣復(fù)雜；無人機(jī)的速度及飛行路線不易精確控制，在測試過程中無法得到設(shè)備跟蹤能力的精確數(shù)據(jù)；無人機(jī)飛行時(shí)間有限，不能長時(shí)間、反復(fù)測試，測試過程中也無法根據(jù)測試情況及時(shí)對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整、再測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服【背景技術(shù)】中所述以無人機(jī)作為信標(biāo)載體測試設(shè)備跟蹤能力的方法的不足，而提供一種更加簡易便捷、精確可控的測試設(shè)備跟蹤能力的方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，具體包括以下步驟:
[0006]( 1)在任一墻面前若干米處擺放移動信標(biāo)發(fā)射裝置和待測設(shè)備；其中，移動信標(biāo)發(fā)射裝置包括兩個電控旋轉(zhuǎn)臺和一個激光頭，將兩個電控旋轉(zhuǎn)臺按旋轉(zhuǎn)面垂直的方向固定在一起，組成兩維旋轉(zhuǎn)平臺，將激光頭固定在兩維旋轉(zhuǎn)平臺上，調(diào)節(jié)方向使激光頭發(fā)射的光束指向墻面；
[0007](2)單片機(jī)控制電路分別與兩維旋轉(zhuǎn)平臺的步進(jìn)電機(jī)和計(jì)算機(jī)相連；
[0008](3)移動信標(biāo)發(fā)射裝置向墻面發(fā)射光束，在墻面上產(chǎn)生光斑作為信標(biāo)；同時(shí)控制待測設(shè)備，使其上安裝的光學(xué)攝像機(jī)捕獲并鎖定光斑；
[0009](4)計(jì)算機(jī)給出控制信號，單片機(jī)控制電路控制兩維旋轉(zhuǎn)平臺的步進(jìn)電機(jī)的起停、速度及正反轉(zhuǎn)，使光斑在墻面上進(jìn)行直線或曲線運(yùn)動、正向或反向運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)各種狀況下跟蹤能力的測試、不同運(yùn)動速度下跟蹤能力的測試；具體為:
[0010]單片機(jī)控制電路控制移動信標(biāo)發(fā)射裝置旋轉(zhuǎn)，光斑在墻面上沿一定的軌跡前進(jìn)，觀察待測設(shè)備上的光學(xué)攝像機(jī)所拍攝圖像跟隨光斑移動的靈敏度及精確度，即待測設(shè)備對跟蹤信標(biāo)的持續(xù)跟蹤能力；
[0011]設(shè)移動信標(biāo)發(fā)射裝置與墻面距離為R1，旋轉(zhuǎn)角速度為ω? ;待測設(shè)備與墻面距離為R2，跟隨光斑移動時(shí)的旋轉(zhuǎn)角速度為ω2 ;光斑在墻面上移動的線速度V:
[0012]ν=ω 1.R1
[0013]V= ω 2.R2
[0014]1)若移動信標(biāo)發(fā)射裝置緊靠待測設(shè)備，可認(rèn)為R1=R2，則:[0015]ω2=ω 1(1)
[0016]2)若移動信標(biāo)發(fā)射裝置與待測設(shè)備有一段距離，R1 Φ R2，則:
[0017]ω2=ω 1.R1/R2(2)
[0018]通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以控制移動信標(biāo)發(fā)射裝置的角速度ω 1，通過計(jì)算得到待測設(shè)備的角速度《2，進(jìn)而可以測試待測設(shè)備在設(shè)定速度下的跟蹤能力。
[0019]所述的一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的墻面與移動信標(biāo)發(fā)射裝置和待測設(shè)備的距離以盡量靠近又不影響待測設(shè)備上的光學(xué)攝像機(jī)成像為最好；若太近，光斑距離光學(xué)攝像機(jī)太近，導(dǎo)致光學(xué)攝像機(jī)無法成像、視場太??；若太遠(yuǎn)，相同的角速度ω?轉(zhuǎn)動，光斑線速度V太大，光斑通過墻面長度的時(shí)間太短，不方便跟蹤測試；一般以五米至五十米為宜。
[0020]所述的一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的移動信標(biāo)發(fā)射裝置與待測設(shè)備盡量緊靠放置，這樣二者角速度相同，易于測試時(shí)分析控制。
[0021]所述的一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的電控旋轉(zhuǎn)臺選用MRS102型電控旋轉(zhuǎn)臺。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023]本發(fā)明的移動信標(biāo)發(fā)射裝置只需兩個電控旋轉(zhuǎn)臺和一個激光頭，可以安裝在任意平臺上，結(jié)構(gòu)簡單、易于安 裝；通過兩個電控旋轉(zhuǎn)臺的組裝，實(shí)現(xiàn)激光頭的兩維旋轉(zhuǎn)，使光斑在墻面上可以進(jìn)行復(fù)雜的曲線運(yùn)動；采用單片機(jī)做步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)停及轉(zhuǎn)速的控制，具有體積小、控制靈活、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；使用計(jì)算機(jī)通過串口控制單片機(jī)，控制方便、精確。
[0024]按照本發(fā)明方法測試設(shè)備的跟蹤能力只需一面墻即可，對場地和條件要求極低，能在室內(nèi)進(jìn)行，設(shè)備簡單，測試成本低；由電控旋轉(zhuǎn)臺帶動激光頭轉(zhuǎn)動，信標(biāo)路線及速度精確可控，可以長時(shí)間、反復(fù)進(jìn)行測試，且在測試過程中方便根據(jù)測試情況對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的跟蹤測試系統(tǒng)原理圖。
[0026]圖2為電機(jī)控制系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1、2所示，一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，具體包括以下步驟:
[0028](1)在任一墻面4前若干米處擺放移動信標(biāo)發(fā)射裝置1和待測設(shè)備2，其中，移動信標(biāo)發(fā)射裝置包括兩個電控旋轉(zhuǎn)臺和一個激光頭，將兩個電控旋轉(zhuǎn)臺按旋轉(zhuǎn)面垂直的方向固定在一起，組成兩維旋轉(zhuǎn)平臺5，將激光頭固定在兩維旋轉(zhuǎn)平臺5上，調(diào)節(jié)方向使激光頭發(fā)射的光束指向墻面4 ；
[0029](2)單片機(jī)控制電路8分別與兩維旋轉(zhuǎn)平臺5的步進(jìn)電機(jī)6和計(jì)算機(jī)7相連；
[0030](3)移動信標(biāo)發(fā)射裝置1向墻面4發(fā)射光束，在墻面上產(chǎn)生光斑3作為信標(biāo)；同時(shí)控制待測設(shè)備2，使其上安裝的光學(xué)攝像機(jī)捕獲并鎖定光斑3 ；
[0031](4)計(jì)算機(jī)7給出控制信號，單片機(jī)控制電路8控制兩維旋轉(zhuǎn)平臺5的步進(jìn)電機(jī)6的起停、速度及正反轉(zhuǎn)，使光斑3在墻面4上進(jìn)行直線或曲線運(yùn)動、正向或反向運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)各種狀況下跟蹤能力的測試、不同運(yùn)動速度下跟蹤能力的測試；具體為:[0032]單片機(jī)控制電路8控制移動信標(biāo)發(fā)射裝置1旋轉(zhuǎn)，那么光斑3會在墻面4上沿一定的軌跡前進(jìn)；觀察待測設(shè)備2上的光學(xué)攝像機(jī)所拍攝圖像跟隨光斑移動的靈敏度及精確度，即待測設(shè)備2對跟蹤信標(biāo)3的持續(xù)跟蹤能力；
[0033]設(shè)移動信標(biāo)發(fā)射裝置1與墻面4距離為R1，旋轉(zhuǎn)角速度為ω? ;待測設(shè)備2與墻面4距離為R2，跟隨光斑3移動時(shí)的旋轉(zhuǎn)角速度為ω2 ;光斑3在墻面4上移動的線速度V:
【權(quán)利要求】
1.一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，具體包括以下步驟:(1)在任一墻面前若干米處擺放移動信標(biāo)發(fā)射裝置和待測設(shè)備；其中，移動信標(biāo)發(fā)射裝置包括兩個電控旋轉(zhuǎn)臺和一個激光頭，將兩個電控旋轉(zhuǎn)臺按旋轉(zhuǎn)面垂直的方向固定在一起，組成兩維旋轉(zhuǎn)平臺，將激光頭固定在兩維旋轉(zhuǎn)平臺上，調(diào)節(jié)方向使激光頭發(fā)射的光束指向墻面；(2)單片機(jī)控制電路分別與兩維旋轉(zhuǎn)平臺的步進(jìn)電機(jī)和計(jì)算機(jī)相連；(3)移動信標(biāo)發(fā)射裝置向墻面發(fā)射光束，在墻面上產(chǎn)生光斑作為信標(biāo)；同時(shí)控制待測設(shè)備，使其上安裝的光學(xué)攝像機(jī)捕獲并鎖定光斑；(4)計(jì)算機(jī)給出控制信號，單片機(jī)控制電路控制兩維旋轉(zhuǎn)平臺的步進(jìn)電機(jī)的起停、速度及正反轉(zhuǎn)，使光斑在墻面上進(jìn)行直線或曲線運(yùn)動、正向或反向運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)各種狀況下跟蹤能力的測試、不同運(yùn)動速度下跟蹤能力的測試；具體為:單片機(jī)控制電路控制移動信標(biāo)發(fā)射裝置旋轉(zhuǎn)，光斑在墻面上沿一定的軌跡前進(jìn)，觀察待測設(shè)備上的光學(xué)攝像機(jī)所拍攝圖像跟隨光斑移動的靈敏度及精確度，即待測設(shè)備對跟蹤信標(biāo)的持續(xù)跟蹤能力；設(shè)移動信標(biāo)發(fā)射裝置與墻面距離為R1，旋轉(zhuǎn)角速度為ω? ;待測設(shè)備與墻面距離為R2，跟隨光斑移動時(shí)的旋轉(zhuǎn)角速度為ω 2 ;光斑在墻面上移動的線速度V:ν=ω 1.R1V= ω 2.R21)若移動信標(biāo)發(fā)射裝置緊靠待測設(shè)備，可認(rèn)為R1=R2，則:ω 2=ω 1(1)2)若移動信標(biāo)發(fā)射裝置與待測設(shè)備有一段距離，R1幸R2，則:ω2=ω 1.R1/R2(2)通過調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以控制移動信標(biāo)發(fā)射裝置的角速度ω 1，通過計(jì)算得到待測設(shè)備的角速度《2，進(jìn)而可以測試待測設(shè)備在設(shè)定速度下的跟蹤能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的墻面與移動信標(biāo)發(fā)射裝置和待測設(shè)備的距離以盡量靠近又不影響待測設(shè)備上的光學(xué)攝像機(jī)成像為最好；若太近，光斑距離光學(xué)攝像機(jī)太近，導(dǎo)致光學(xué)攝像機(jī)無法成像、視場太??；若太遠(yuǎn)，相同的角速度ω?轉(zhuǎn)動，光斑線速度V太大，光斑通過墻面長度的時(shí)間太短，不方便跟蹤測試；一般以五米至五十米為宜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的移動信標(biāo)發(fā)射裝置與待測設(shè)備緊靠放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一 種移動信標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的電控旋轉(zhuǎn)臺選用MRS102型電控旋轉(zhuǎn)臺。
【文檔編號】G01S1/70GK103698738SQ201310723089
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】張巳龍, 譚逢富, 何楓, 吳聰聰, 吳毅, 侯再紅 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院