Спосіб автоматичного наведення телекамери

 

Винахід відноситься до способів керування рухомими об'єктами і може бути використано в системах керування кутовим положенням телекамери і акустичних засобів підводних і літальних апаратів.

Відома система управління телекамерою, що забезпечує автоматичне наведення телекамери, установленої на підводному апараті з можливістю зміни просторової орієнтації її оптичної осі відносно корпусу цього підводного апарата і точки кріплення до нього багатоланкового маніпулятора (патент РФ 997544, МПК G05B 11/40, 2000).

Недоліком цієї системи є те, що вона не завжди забезпечує якісне спостереження за метою, особливо тоді, коли оптична вісь телекамери складає з горизонтом кут близько 90°.

Відомий також спосіб автоматичного наведення телекамери, установленої на підводному апараті з можливістю зміни просторової орієнтації її оптичної осі відносно корпусу цього підводного апарата і точки кріплення до нього багатоланкового маніпулятора (патент РФ 2200971, МПК G05B 11/00, 2003).

Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує безперервного автоматичного наведення поздовжньої осі телекамери, встанов�дводном апараті.

Завданням винаходу є забезпечення автоматичного наведення поздовжньої осі телекамери, установленої на підводному апараті, на середню точку схвата маніпулятора, також встановленого на підводному апараті, в процесі його роботи.

Технічний результат винаходу полягає в забезпеченні кутових переміщень поздовжньої осі телекамери, установленої на підводному апараті, в просторі відносно поздовжньої осі цього апарату. При цьому інформація про кутових переміщеннях телекамери формується на основі інформації про положення в просторі середньої точки охоплення маніпулятора.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб автоматичного наведення телекамери, установленої на підводному апараті з можливістю зміни просторової орієнтації її оптичної осі відносно корпусу цього підводного апарата і точки кріплення до нього багатоланкового маніпулятора, відрізняється тим, що безперервно визначають положення середньої точки схвата маніпулятора, встановленого на підводному апараті, пов'язаної з ним системи координат, при цьому на два приводи, що забезпечують кутові переміщення телекамери по двом її ступенями рухливості, подають сигнали управлетекущее положення середньої точки схвата маніпулятора відносно точки кріплення телекамери до підводного апарату, від вихідного положення оптичної осі телекамери, які забезпечують наведення оптичної осі телекамери на середню точку схвата маніпулятора в процесі його роботи, причому положення середньої точки схвата маніпулятора в просторі визначається за допомогою аналітичних виразів, що визначають рішення оберненої задачі кінематики для використовуваного маніпулятора.

Порівняльний аналіз ознак заявляється способу з ознаками аналогів і прототипу свідчить про відповідність цього способу критерію "новизна".

При цьому відмінні ознаки формули винаходу вирішують наступні функціональні завдання.

Ознака, яка вказує, що «безперервно визначають положення середньої точки схвата маніпулятора, встановленого на підводному апараті, пов'язаної з ним системи координат» дозволяє отримувати інформацію про поточне положення в просторі середньої точки А схвата маніпулятора.

Ознаки «...на два приводи, що забезпечують кутові переміщення телекамери по двом її ступенями рухливості, подають сигнали управління, пропорційні кутового зміщення вектора, який співпадає з оптичною віссю телекамери і визначає поточне положення середньої точки схвата манип�і телекамери, які забезпечують наведення оптичної осі телекамери на середню точку схвата маніпулятора в процесі його роботи...» дозволяють реалізувати програмні сигнали управління, що подаються на входи відповідних слідкуючих приводів поворотної телекамери.

Ознаки, які вказують, що «положення середньої точки схвата маніпулятора в просторі визначається за допомогою аналітичних виразів, що визначають рішення оберненої задачі кінематики для використовуваного маніпулятора» дозволяють сформувати програмні сигнали управління, що забезпечують переміщення телекамери в поточне положення, тим самим забезпечуючи наведення поздовжньої осі цієї телекамери на середню точку А схвата маніпулятора.

Заявлений спосіб здійснюють за допомогою системи автоматичного наведення телекамери, яке ілюструється кресленнями, де на фіг.1 схематично показаний підводний апарат 1, а також закріплені на ньому в точці O поворотна телекамера 2 у вихідному положенні, має два ступені рухливості, і в точці C - многозвенний маніпулятор 3; на фіг.2 дана схема одного каналу управління одним з двох рушіїв поворотної телекамери 2, який забезпечує її кутове переміщення в одному з двох єєа 3 під час його переміщення; блок 5 рішення прямої задачі кінематики маніпулятора 3; блок 6 формування сигналів переміщення телекамери 4 у двох її на шарнірах кути φ і ψ; елемент 7 порівняння; коригуючий пристрій 8; підсилювач 9; двигун 10 однієї з двох ступенів рухливості телекамери; поворотний шарнір 11 відповідної ступеня рухливості телекамери; датчик 12 повороту в розглянутій ступеня рухливості телекамери; лінія 13 негативного зворотного зв'язку; X, Y і Z - осі пов'язаної з підводним апаратом 1 правою прямокутної системи координат (СК) XYZ, початок якої збігається з точкою O, а вісь Y - з поздовжньою віссю цього підводного апарата; K=[x, y, z]∈R3- вектор, що визначає положення середньої точки A схвата маніпулятора 3 в СК XYZ; φ - кут між віссю Y і проекцією вектора K, що збігається з поздовжньою віссю телекамери 4, на площину YZ; ψ - кут між вектором K і його проекцією на площину XY; εφ- поточна помилка керування приводом поворотної телекамери, керуючим кутом φ; q1-qn- узагальнені координати маніпулятора; n - число ступенів рухомості маніпулятора.

Слід зазначити, що при роботі з підводним маніпулятором 3 потрібно відслідковувати переміщення його схвата з допомогою телекамери 4. Отслеж�ратора і проводить до його більшої стомлюваності.

В результаті виникає необхідність автоматичного переміщення телекамери 4 при роботі маніпулятора 3, яке повинно забезпечувати постійну орієнтацію її поздовжньої осі на середню точку A схвата маніпулятора 3. Це переміщення здійснюється на основі інформації про поточне положення в просторі середньої точки A схвата маніпулятора 3.

Заявлений спосіб реалізують наступним чином. Від усіх ступенів рухливості працюючого маніпулятора 3 на блок 5 надходять сигнали q1-qnі він починає формувати сигнали x, y і z, з допомогою яких блок 6 починає формувати програмні сигнали управління φ і ψ, що надходять на входи відповідних слідкуючих приводів поворотної телекамери 4. На виходах елементів 7 порівняння цих слідкуючих приводів формуються відповідні помилки εφі εψспостереження, які після корекції в блоках 8, посилюючись підсилювачами 9, надходять на входи двигунів 10, забезпечуючи переміщення у відповідних шарнірах 11 поворотної телекамери 4, які вимірюються датчиками 12 і забезпечують переміщення телекамери 4 в поточне положення, тим самим забезпечуючи наведення поздовжньої осі цієї телекамери на середню точку А охоплення маніпулятора 3.

Спосіб автоматичного наведення телекамери, установленої на підводному апараті з можливістю зміни просторової орієнтації її оптичної осі відносно корпусу цього підводного апарата і точки кріплення до нього багатоланкового маніпулятора, який відрізняється тим, що безперервно визначають положення середньої точки схвата маніпулятора, встановленого на підводному апараті, пов'язаної з ним системи координат, при цьому на два приводи, що забезпечують кутові переміщення телекамери по двом її ступенями рухливості, подають сигнали управління, пропорційні кутового зміщення вектора, який співпадає з оптичною віссю телекамери і визначає поточне положення середньої точки схвата маніпулятора відносно точки кріплення телекамери до підводного апарату, від вихідного положення оптичної осі телекамери, які забезпечують наведення оптичної осі телекамери на середню точку схвата маніпулятора в процесі його роботи, причому положення середньої точки схвата маніпулятора в прок для використовуваного маніпулятора.



 

Схожі патенти:

Пристрій для автоматичного регулювання рідини по максимальній витраті

Пристрій для автоматичного регулювання рідини по максимальному її витраті відноситься до контрольно-вимірювальної техніки. Пристрій може мати широке застосування, наприклад, може бути використане для регулювання подачі бензину в двигун внутрішнього згоряння, для регулювання витрати скидання води з водосховищ для зрошення полів, на очисних спорудах нафтобаз і т. п. Пристрій містить підвідний і відвідний трубопроводи, відкриту зверху регулюючу ємність і поплавок. Підвідний трубопровід входить в регулюючу ємність і має строго вертикальний ділянку труби, кінець якої заглушений герметично. Верхня частина вертикальної труби має перфорований ділянку, загальний перетин перфорованих отворів в трубі в 1,5-3 рази більше площі внутрішнього перетину труби підводного трубопроводу. Зазор між зовнішнім діаметром труби і внутрішнім діаметром торообразного поплавця складає 0,012-2 мм в залежності від діаметра трубопроводу. На отводном трубопроводі розміщена регулювальна заслінка. Перевага пристрою в його простоті виготовлення, малих габаритах і високої надійності регулювання витрати рідини.

Спосіб цифрового управління

Винахід відноситься до галузі управління безперервними технологічними процесами, зокрема інерційними об'єктами з допомогою обчислювальних технічних засобів, і може бути використане в хімічній, нафтохімічній та інших галузях промисловості. Технічним результатом є підвищення якості управління інерційними об'єктами. Спосіб полягає у формуванні пропорційної та інтегральної складових керуючого впливу з коригуванням їх настроювальних коефіцієнтів, видачі компенсуючого впливу на зміни завдання, використанні різних інтервалів дискретності для складових керуючого впливу. 1 іл.

Формувач матричних команд

Винахід відноситься до галузі електронної техніки й автоматики і може знайти застосування в різних системах управління для формування імпульсних команд управління виконавчими елементами командного матриці. Технічний результат полягає в підвищенні надійності шляхом виключення умов помилкового спрацьовування виконавчих елементів командної матриці при виникненні несправності у формувачі матричних команд, а також шляхом винятки умов для формування у будь-який момент більше однієї команди при надходженні нових даних на інформаційні входи формувача матричних команд. Технічний результат досягається за рахунок того, що формувач матричних команд містить шини прийому даних 1 і 2 стовпців і рядків, вхід запису даних 3, регістри 4 і 5 рядків, перші дешифратори 6 і 7 рядків і стовпців та групи ключів 8 і 9 комутації стовпців і рядків, матричні шини 10 і 11 стовпців і рядків, шини живлення +Е і-Е. 1 з.п. ф-ли, 2 іл.

Пристрій компенсації тремтіння, спосіб управління компенсацією тремтіння і пристрій захоплення зображення, і спосіб управління ними

Винахід відноситься до методики компенсації тремтіння зображення внаслідок тремтіння рук і т. п. для запобігання погіршення зображення. Технічний результат полягає у виконанні компенсації для поступального тремтіння без додавання датчика для виявлення поступального тремтіння. Пристрій містить блок компенсації тремтіння переміщенням не паралельно оптичної осі, блок, збудливий блок компенсації тремтіння, блок виявлення позиції блоку компенсації тремтіння, блок обчислення величини компенсації. 4 н. і 10 з.п. ф-ли, 31 іл.

Формувач матричних команд

Винахід відноситься до пристроїв автоматики і може знайти застосування в пристроях управління ракетно-космічної техніки (РКТ). Технічним результатом є забезпечення формування у будь-який момент часу тільки однієї команди, контролюючи при цьому власну працездатність формувача. Формувач матричних команд, що містить перший регістр (рядків), другий регістр (стовпців), перший дешифратор, другий дешифратор, першу групу ключів, другу групу ключів, вертикальні комутовані шини (стовпці) і горизонтальні комутовані шини (рядки), шини живлення +Е і-Е комутованих шин, інформаційні входи першого і другого регістра об'єднані і є інформаційними входами пристрою, входи «запис» першого і другого регістра об'єднані і є входом «запис» пристрою, також введені перша, друга групи діодів, формувач наявності матричної команди, фіксатор наявності відмови у рядках, фіксатор наявності відмови у стовпцях, аналізатор стану. 1 з.п. ф-ли, 3 іл., 1 табл.

Спосіб і система оптимізації технологічного процесу для електростанції

Винахід відноситься до системи і способу для оптимізації технологічного процесу для електростанції, зокрема до оптимізації планування навантаження електростанції за допомогою використання адаптивних обмежень. Технічний результат - можливість мінімізувати час генерування електроенергії. Спосіб і відповідна система включають у себе детектування події, що вказує на необхідність адаптації одного або більше обмежень цільової функції, що використовується при плануванні навантаження. При такому детектуванні цільова функція аналізується для визначення адаптивних значень обмежень для одного або більше обмежень для оптимального вирішення цільової функції. Ці адаптивні значення обмежень використовуються для вирішення цільової функції, і рішення цільової функції з одним або більш адаптованими значеннями обмежень використовується для того, щоб керувати одним або більше блоками генерування електроенергії електростанції. 2 н. і 7 з.п. ф-ли, 3 іл.

Спосіб управління передачами від пристрою з обмеженими ресурсами і безбатарейное пристрій

Винахід відноситься до способу управління передачами безбатарейного пристрої (1), що працює в бездротової мережі. Технічним результатом є підвищення ефективності економії енергії. Спосіб містить етапи, на яких: безбатарейное пристрій (1) передає кадр, що включає в себе елементи для управління роботою віддаленого пристрою (2a) або керованого пристрою, причому безбатарейное пристрій конфігурується з визначеним числом запланованих повторних передач керуючого кадру; безбатарейное пристрій сприймає зміна у фізичному явищі, викликаний роботою керованого пристрою (2a); безбатарейное пристрій визначає на основі етапу сприйняття успіх або невдачу передачі кадру; якщо передача була успішною, безбатарейное пристрій уникає подальших повторних передач керуючого кадру. 2 н. і 12 з.п. ф-ли, 1 іл.

Цифровий електропривод

Винахід відноситься до автоматики і може бути використане для високоточного автоматичного регулювання руху осей оптичних телескопів і лидарних станцій виявлення і супроводу космічних об'єктів. Технічним результатом є підвищення показника надійності системи цифрового електроприводу з одночасним спрощенням процедури його демонтажу та ремонту за рахунок застосування вентильного двигуна з дисковим статором, розділеним на три сегменти. Для цього запропоновано цифровий електропривод, що містить задає пристрій, вихід якого з'єднаний з регулятором положення, вихід якого з'єднаний з регулятором швидкості, широтно-імпульсний модулятор, виконавчий двигун, при цьому виконавчий двигун виконаний дисковим беззубцовим вентильним, розділеним на три сегменти, кожен з яких з'єднаний з окремим підсилювачем потужності і з датчиками струмів фаз кожного сегмента, сполучених з блоком обчислення моменту, вихід якого з'єднаний з регулятором моменту, другий вхід якого з'єднаний з виходом регулятора швидкості, а вихід - з широтно-імпульсним модулятором, вихід якого з'єднаний з трьома підсилювачами потужності сегментів двигуна, электропривоЇика положення, вихід якого з'єднаний з другим входом регулятора положення і через блок обчислення швидкості - з другим входом регулятора швидкості. 1 з.п. ф-ли, 1 іл.

Пристроєм plug and play для усунення статичної помилки в автоматичних системах стабілізації динамічних об'єктів

Пристрій відноситься до галузі засобів автоматизації і може використовуватися в системах управління технологічними процесами і об'єктами у хімічній промисловості, теплотехніки, енергетики. Технічний результат - підвищення точності керування в системах стабілізації з запропонованим пристроєм в умовах дії як сигнальних, так і параметричних збурюючих впливів на об'єкт. Пристрій містить суматор, інтегратор і підсилювач. Пристрій автоматично усуває статичну помилку при його використанні в системах стабілізації динамічних об'єктів шляхом масштабування задаючого впливу. Приклад конкретного виконання регулятора реалізований на пневматичних елементах УСЭППА. 4 іл.

Власна реєстрація світлового потоку

Винахід відноситься до області освітлювальних систем

Гидрооптическая апаратура для обстеження підводного об'єкта

Винахід відноситься до області гідрооптики і гідроакустики і може бути використано для виявлення і обстеження підводних об'єктів гідрооптичними і гідроакустичними засобами
Up!