[發明專利]導航裝置和方法

有效

• 申請號: 201080042130.1
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102575960A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: S·沃羅維特切克
• 申請（專利權）人: 沃羅泰克有限公司
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;楊薇

發明背景

基于太陽運動的簡單且準確的地理定位長期以來已成為導航儀器的目標。類似地，快速且可靠的“真北”的固定雖然在一些情況下可從GPS獲得，但對于工程、軍事、土地測量、空運、運動和海事用途而言仍然是單調且費時的事務。檢測太陽輻射和大氣條件長期以來已成為天氣預報和綠色能源工業的目標。類似地，快速且低成本地測量太陽輻射和大氣粒子雖然在一些情況下可以由例如有源激光儀來提供，但對于氣候學和綠色能源工程而言仍然是昂貴且費時的事務。

發明內容

本發明的實施方式可提供一種裝置，該裝置可包括：偏振光濾光器單元陣列，各個單元可包括具有第一偏振方向的第一偏振濾光器和具有第二偏振方向的第二偏振濾光器，所述第二偏振方向不同于所述第一偏振方向。所述第二偏振方向可以基本上與所述第一偏振方向垂直。所述濾光器單元可以按同心環布置。

所述裝置還可包括：光學系統，其將光引導到所述偏振光濾光器陣列上；以及第一光傳感器和第二光傳感器，該第一光傳感器從通過所述第一偏振濾光器接收到的光產生數據，該第二光傳感器從通過所述第二偏振濾光器接收到的光產生數據。所述第一光傳感器和所述第二光傳感器可以包括在具有與各個偏振濾光器并置(juxtapose)的至少一個光傳感器的光傳感器陣列中。

根據一些實施方式，所述裝置還可包括基于所述數據得到偏振圖案的處理單元。所述處理單元可以用于通過測量通過所述第一偏振濾光器接收到的光強度與通過所述第二偏振濾光器接收到的光強度之間的差來計算偏振的強度和方向中的至少一個，并且用于基于所述計算來得到所述偏振圖案。所述處理單元可用于基于所述偏振圖案計算天體的位置數據，例如，天體的方位角和高度中的至少一個。所述處理單元可以用于基于天體的所述位置數據計算導航數據。所述處理單元可以還基于存儲在存儲器中的補充數據計算導航數據。

根據本發明的一些實施方式的裝置還可包括從由所述光學系統引導的光中分離出至少一個波長帶的波長分離器。所述裝置中的處理器單元可以計算由所述波長分離器分離的至少一個波長帶中的偏振光的圖案。所述波長分離器可包括以至少一個濾色器的群組布置的濾色器陣列，各個群組與一偏振濾光器并置。

根據本發明的一些實施方式，所述裝置可包括存儲補充數據的存儲器，所述補充數據是包括太陽路徑表、天文圖、日歷圖、星歷表、時間標準、天光偏振圖、真北、磁北和格網北的校準圖的列表中的至少一個。

進一步根據本發明的一些實施方式，所述裝置可包括用于檢測所述設備的傾角的傾角儀。

另外，本發明的實施方式可以提供一種方法，該方法可包括：將光引導到偏振光濾光器單元陣列上，各個單元可以包括具有第一偏振方向的第一偏振濾光器和具有不同于所述第一偏振方向的第二偏振方向的第二偏振濾光器。所述第二偏振方向基本上與所述第一偏振方向垂直。

所述方法還可包括由第一光傳感器從通過所述第一偏振濾光器接收到的光產生數據，以及由第二光傳感器從通過所述第二偏振濾光器接收到的光產生數據；以及基于所述數據得到偏振圖案。

根據一些實施方式，所述方法還可包括通過測量通過所述第一偏振濾光器接收到的光強度與通過所述第二偏振濾光器接收到的光強度之間的差來計算偏振的強度和方向中的至少一個，以及用于基于所述計算來得到所述偏振圖案。

根據本發明的一些實施方式，所述方法還可包括從引導的所述光中分離出至少一個波長帶。偏振光的圖案的計算可以在至少一個分離的波長帶中進行。

根據本發明的一些實施方式，所述方法還可包括檢測所述裝置的傾角。

根據本發明的一些實施方式，所述方法還可包括基于所述偏振圖案計算天體的位置數據。所述位置數據可包括所述天體的方位角和高度中的至少一個。

根據本發明的一些實施方式，所述方法還可包括基于天體的所述位置數據計算導航數據。在本發明的一些實施方式中，所述計算導航數據還可以基于存儲在存儲器中的補充數據。

附圖說明

在本說明書的結論部分具體指出并明確要求保護本發明的主題。然而，可以在結合附圖閱讀時參照以下詳細說明來最佳地理解本發明的組織和操作方法及其目的、特征和優點，附圖中：

圖1是根據本發明的一些實施方式的用于導航的裝置的橫截面示意圖；

圖2是根據本發明的一些實施方式的示例性偏振器的示意圖；

圖3是根據本發明的一些實施方式的偏振檢測單元裝置的部分示意圖；

圖4A和圖4B是可由根據本發明的一些實施方式的處理單元得到的偏振圖案的示意圖；