[發(fā)明專利]一種用激光對目標(biāo)物進(jìn)行定位的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710524626.6
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107300685B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊帆;何青蘭;賈輝;李玉柏
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S1/70
• 分類號: G01S1/70
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊;李林合

本發(fā)明涉及一種用激光對目標(biāo)物進(jìn)行定位的裝置及方法。該裝置包括激光發(fā)射器、陀螺儀、激光接收器、距離計(jì)算模塊和坐標(biāo)計(jì)算模塊。本發(fā)明首次利用激光分布函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)的定位，且與利用傳輸時(shí)間或時(shí)間差的傳統(tǒng)測量方法不同的是，僅僅利用激光傳輸?shù)膶傩赃M(jìn)行測量，并借助陀螺儀對目標(biāo)的連接方向進(jìn)行微調(diào)，使得測量的距離數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，且可以在激光傳輸?shù)挠行Х秶鷥?nèi)，實(shí)現(xiàn)任意距離目標(biāo)的定位，定位精度高，定位方便，成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用激光對目標(biāo)物進(jìn)行定位的裝置及方法。

背景技術(shù)

當(dāng)與水下目標(biāo)進(jìn)行通信的時(shí)候，可以采用激光通信以提高安全性。

激光通信的前提是要能夠?qū)λ履繕?biāo)進(jìn)行定位。現(xiàn)有的一種對水下目標(biāo)進(jìn)行定位的裝置及方法是采用將水下目標(biāo)上浮至接近水面位置，然后釋放由電纜或光纖連接的GPS接收器，使GPS接收器的天線浮出水面以接收GPS衛(wèi)星信號，從而確定水下目標(biāo)的位置。

上述的現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題是：定位的準(zhǔn)確性不高。因?yàn)槎ㄎ坏玫降膶?shí)際上是水面GPS衛(wèi)星信號接收器的位置，而不是水下目標(biāo)的真實(shí)位置。

發(fā)明內(nèi)容

針對于上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用激光對目標(biāo)物進(jìn)行定位的裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中水下目標(biāo)定位難以實(shí)現(xiàn)且定位精度不高的問題。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是提供一種用激光對目標(biāo)物進(jìn)行定位的裝置，包括：

激光發(fā)射器，其位于水下或浮于水面，所述激光發(fā)射器用于向所述水下或水上目標(biāo)發(fā)射激光；

陀螺儀，與所述激光發(fā)射器相連接，用于測量所述激光發(fā)射器發(fā)射激光時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度；

激光接收器，其安裝于所述水下目標(biāo)上，用于接收激光發(fā)射器發(fā)射的激光；

距離計(jì)算模塊，其與激光接收器相連接，用于根據(jù)激光接收器接收到的激光的理論分布函數(shù)與激光在激光接收器處的實(shí)際分布函數(shù)值計(jì)算激光發(fā)射器與目標(biāo)物之間的距離；以及

坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述距離和所述旋轉(zhuǎn)角度，計(jì)算所述目標(biāo)物的坐標(biāo)位置。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明首次利用激光分布函數(shù)實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)的定位，且與利用傳輸時(shí)間或時(shí)間差的傳統(tǒng)測量方法不同的是僅僅利用激光傳輸?shù)膶傩赃M(jìn)行測量，并借助陀螺儀對目標(biāo)的連接方向進(jìn)行微調(diào)，使得測量的距離數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，且可以在激光傳輸?shù)挠行Х秶鷥?nèi)，實(shí)現(xiàn)任意距離目標(biāo)的定位，定位精度高，定位方便，成本低。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：

所述距離計(jì)算模塊進(jìn)一步包括：

功率測量模塊，用于測量激光在所述激光接收器的接收屏上的功率；

第一判斷模塊，用于判斷所述功率是否超過預(yù)先設(shè)定的第一門限值；以及

實(shí)際分布函數(shù)值計(jì)算模塊，用于當(dāng)所述功率超過預(yù)先設(shè)定的第一門限值時(shí)，根據(jù)所述功率和所述接收屏的面積計(jì)算所述激光在所述激光接收器處的實(shí)際分布函數(shù)值；

第二判斷模塊，用于判斷所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光在激光接收器處的實(shí)際分布函數(shù)值是否近似相等，所述近似相等即為激光發(fā)射器發(fā)射的激光在激光接收器處的實(shí)際分布函數(shù)值的差值是否超過預(yù)先設(shè)定的第二門限值，所述第二門限值按照以下公式計(jì)算得到：

其中，PW1為首次掃描到大于第一門限值的實(shí)際分布函數(shù)值，PW2為第二次掃描到的大于第一門限值且與PW1近似相等的實(shí)際分布函數(shù)值，PW_th為閾值精度，取10％；以及