[發明專利]一種運動目標的探測定位方法

有效

• 申請號: 201710321926.4
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN108871321B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 張麗敏;王舒凡;王剛;閆鋒
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01C21/12
• 分類號: G01C21/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

1.一種運動目標的探測定位方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，將運動目標設為一個點電荷，經過金屬極板時在其表面產生變化的感應電荷，感應電荷量Q與運動目標所帶電荷量Q₀關系可表達為：

式中，(x,y,z)為目標所處的三維坐標，a、b分別為金屬極板的長和寬，A為金屬極板面積，A＝ab；z＞＞a,b；

步驟2，將步驟1中的極板接入電荷傳感器，把電荷量轉換成電壓量輸入再經微分電路輸出，此處假定目標的運動速度沿x軸方向，運動路線平行于x-y平面，運動速度為v＝v_x，x＝vt,目標到x-y平面的垂直距離為h，電荷傳感器的增益為H，電荷傳感器的輸入電容為C_i，則電荷傳感器輸出信號可表達為：

步驟3，放置三個完全相同的金屬極板，極板1位于坐標系原點，三者中心連線構成邊長為d的等腰直角三角形，分別按步驟2各接入一個電荷傳感器；

步驟4，電荷傳感器后端的采集處理模塊對步驟3三個電荷傳感器實現時間上的采集同步，p為極板1的中心到x-y平面上目標運動路線投影的距離，d為極板1和2以及極板2和3之間的距離，θ為目標運動路線與x軸方向的夾角，可得：

極板1所接電荷傳感器的輸出電壓為：

極板2所接電荷傳感器的輸出電壓為：

極板3所接電荷傳感器的輸出電壓為：

步驟5，極板1、極板2和極板3接電荷傳感器所得的輸出波形1、波形2和波形3，測出波形1、波形2、波形3的過零點t₁、t₂、t₃以及峰值和谷值之間的時間差Δt₁、Δt₂、Δt₃；

步驟6，目標運動路線與x軸方向的夾角θ由t₁、t₂、t₃計算得到：

式中，t₂₁＝t₂-t₁，t₃₁＝t₃-t₁，當t₁t₂時,-π/2≤θπ/2；當t₁t₂時，π/2≤θ3π/2；

目標的運動速度v由θ、t₁、t₂計算得到：

極板1的中心到x-y平面上目標運動路線投影的距離p由θ、v、Δt₁、Δt₂計算得到：

當t₁t₂時，參數p取“+”；當t₁t₂時，參數p取“-”；

目標與x-y平面的垂直距離h由p、v、Δt₁計算得到：

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