一种激光云台智能空间定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种激光云台智能空间定位系统，包括距离采集子系统、角度控制子系统和标记子系统，距离采集子系统包括由激光测距探头组成的探头阵列，探头阵列跟随标记子系统，并监测来自同一方向探头阵列与标记子系统的距离信息，每个激光测距探头分别收集独立的距离信息；角度控制子系统对距离采集子系统的水平角度和俯仰角度，使距离采集子系统对准标记子系统；标记子系统为距离采集子系统提供对准信号，并接受距离采集子系统的对准测量作业，及配合角度控制子系统的修正锁定作业。该系统利用激光测距，能够实现大范围测量及准确定位，同时提高设备的抗干扰能力。

An intelligent positioning system for laser pan tilt

The utility model discloses a laser head intelligent space positioning system, including distance acquisition subsystem, angle control subsystem and marking subsystem, distance acquisition subsystem comprises a probe array composed of laser ranging probe and probe array to follow the marking subsystem, and monitoring from the same direction with the probe array marker subsystem the distance information, each laser ranging probe were collected independently of the distance information; angle control subsystem of horizontal angle distance acquisition subsystem and the pitch angle, the distance acquisition subsystem alignment mark subsystem; marking subsystem for distance acquisition subsystem provides alignment signals, and accept the work distance alignment measurement acquisition subsystem, and with the correct angle control subsystem of the lock operation. The system can realize wide range measurement and accurate positioning by using laser ranging, and improve the anti-interference ability of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种激光云台智能空间定位系统
本技术涉及测试
，尤其是一种激光云台智能空间定位系统。
技术介绍
现有无线通讯测距设备中，主要是由地面三个无线信号收发点和空中一个无线信号收发点四个部分组成。其主要原理是使用无线电波的发散传播，并测量几个收发点的时间，计算各个收发点的距离信息。然后通过带入计算，得出空中收发点的相对位置信息。上述技术在用于大范围测试及定位测量时，存在以下问题和缺点：（1）现有技术测量精度较低，主要问题在于硬件组成部分的技术受限，会因为硬件反应的不及时造成移动物体的空间定位不准确，同时受到无线电波干扰的影响会加大使用场地的局限性。无线电波实际使用中会因为硬件原因造成精确定位达不到实际要求，测量精度得不到满足；（2）现有技术的使用较为不便，现有技术需要四个收发模块同时运行才能实现空间位置的定位，相对应的在测量开始布放、回收器材需要多点布放、多点回收使用不便；（3）现有技术的致命缺点在于实用无线电波通讯测量各个收发点的距离信息，受限于硬件设备的误差，测量精度无法满足精密测绘的需求，空间定位达不到所需要的精确值。且无线信号发射中，会因为收发天线的不能同步移动带来测量信号丢失的现象发生。
技术实现思路
针对以上问题和缺陷，本技术提供一种激光云台智能空间定位系统，该系统利用激光测距，能够实现大范围测量及准确定位，同时提高设备的抗干扰能力，进一步提升测量精度。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种激光云台智能空间定位系统，其特征在于包括距离采集子系统、角度控制子系统和标记子系统，其中：所述距离采集子系统包括由激光测距探头组成的探头阵列，探头阵列跟随标记子系统，并监测来自同一方向探头阵列与标记子系统的距离信息，每个激光测距探头分别收集独立的距离信息；所述角度控制子系统对距离采集子系统的水平角度和俯仰角度，使距离采集子系统对准标记子系统；所述标记子系统为远程位置可控的采集标记，标记子系统为距离采集子系统提供对准信号，并接受距离采集子系统的对准测量作业，及配合角度控制子系统的修正锁定作业。对上述方案作进一步补充，所述距离采集子系统包括激光测距探头以及上表面分布有激光测距探头的激光探头载板，激光测距探头平行等距排列。对上述方案作进一步补充，所述激光测距探头排列方式为四边形矩形阵列或六角形蜂窝状阵列平行排列。对上述方案作进一步补充，所述角度控制子系统包括设于激光探头载板下表面中部俯仰转轴，激光探头载板可绕俯仰转轴转动，俯仰转轴两端固定于竖直支柱上，竖直支柱固定于水平转台表面，水平转台与支撑三脚架通过水平转轴连接；还包括俯仰角度传感器、水平角度传感器、俯仰驱动电机、水平驱动电机和控制器，其中俯仰角度传感器固定于俯仰转轴上，俯仰转轴通过俯仰驱动电机驱动，水平角度传感器固定于水平转台上，竖直支柱通过水平驱动电机驱动旋转，控制器控制俯仰驱动电机和水平驱动电机转速及启停，俯仰角度传感器和水平角度传感器分别采集激光探头载板和水平转台的转动角度，并把数值反馈至控制器。对上述方案作进一步补充，所述标记子系统包括飞行器以及悬挂于飞行器下方的高光体，其中飞行器可接收距离采集子系统的位置信息，并反馈位置信号至角度控制子系统，高光体通过远距离遥控的飞行器带动。对上述方案作进一步补充，还包括控制管理子系统，所述控制管理子系统分别与距离采集子系统、角度控制子系统连接，显示测量距离、偏移角度，并计算、记录、分享标记子系统的坐标数据。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本技术中采用分布的激光测距探头，对激光测距探头进行角度控制，配合可以自由移动位置的高光体，形成了激光云台智能空间定位系统，该系统将抗干扰能力得到稳步提成，同时可以使测量距离的精度至毫米级；（2）本技术采用激光测距探头分布设置于激光探头载板，通过控制激光探头载板的俯仰角度和旋转角度，实现了对激光测距探头自由追踪高光体技术，同时解决布放麻烦的问题，可以自动修正锁定的实现，使地面部分只需要一个基准点即可，减少布放时长，操作更简洁，只需要瞄准一次后自动锁定；（3）本技术中的标记子系统采用飞行器带动高光体，从而降低空中部分的负载，为航空器负载减重降低能耗，同时本系统空中部分仅需要一个高光球体，不需要电子设备的装备，有效减少航空器的负载重量，增加航空器的有效续航能力。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术的系统组成框架图；图2是本技术中距离采集子系统和角度控制子系统的结构示意图；图3是本技术中标记子系统的结构示意图；图4是本技术中角度控制子系统的信号传输流程图；图5是本技术中的距离采集子系统位置校正示意图；图6是本技术中的云台修正示意图；图中：1、激光测距探头，2、激光探头载板，3、俯仰转轴、4、竖直支柱，5、水平转台，6、水平转轴，7、三脚架；8、俯仰角度传感器，9、水平角度传感器，10、俯仰驱动电机，11、水平驱动电机，12、控制器，13、飞行器，14、高光体。具体实施方式实施例一：附图1为激光云台智能空间定位系统的组成框架示意图，云台是一种户外测绘设备，将激光扫描云台安装在三脚架上，激光固定于扫描云台上，通过调节云台的旋转角度，能够在特定角度下进行测绘工作。本技术中的激光云台智能空间定位系统包括距离采集子系统、角度控制子系统、标记子系统和控制管理子系统，距离采集子系统接收标记子系统的信息，所接收的信息传递至控制管理子系统，在接收信息过程中，需要根据标记子系统的位置，通过角度控制子系统调整距离采集子系统的方向，使距离采集子系统与标记子系统对正，同时调整信息通过控制管理子系统判断和计算，并把调整的朝向角度发送至角度控制子系统。综上，在距离采集子系统、角度控制子系统和控制管理子系统之间形成信息的循环，逐步调整距离采集子系统朝向，使其始终与标记子系统对准，同时根据对准位置进行标定，实现激光云台的智能空间定位功能。附图2中包括距离采集子系统和角度控制子系统，其中距离采集子系统包括激光测距探头1以及上表面分布有激光测距探头1的激光探头载板2，激光测距探头1平行等距排列，形成探头阵列。探头阵列跟随标记子系统，并监测来自同一方向探头阵列与标记子系统的距离信息，每个激光测距探头1分别收集独立的距离信息。附图2中的角度控制子系统对距离采集子系统的水平角度和俯仰角度，使距离采集子系统对准标记子系统；其具体结构包括设于激光探头载板2下表面中部俯仰转轴3，激光探头载板2可绕俯仰转轴3转动，俯仰转轴3两端固定于竖直支柱4上，竖直支柱4固定于水平转台5表面，水平转台5与支撑三脚架7通过水平转轴6连接。为了控制上述角度控制子系统中结构部分的运动，还设置了俯仰角度传感器8、水平角度传感器9、俯仰驱动电机10、水平驱动电机11和控制器12，如附图4所示，其中俯仰角度传感器8固定于俯仰转轴3上，俯仰转轴3通过俯仰驱动电机10驱动，水平角度传感器9固定于水平转台5上，竖直支柱4通过水平驱动电机11驱动旋转，控制器12控制俯仰驱动电机10和水平驱动电机11转速及启停，俯仰角度传感器8和水平角度传感器9分别采集激光探头载板2和水平转台5的转动角度，并把数值反馈至控制器12。这样，在俯仰驱动电机10、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光云台智能空间定位系统，其特征在于包括距离采集子系统、角度控制子系统和标记子系统，其中：所述距离采集子系统包括由激光测距探头（1）组成的探头阵列，探头阵列跟随标记子系统，并监测来自同一方向探头阵列与标记子系统的距离信息，每个激光测距探头（1）分别收集独立的距离信息；所述角度控制子系统对距离采集子系统的水平角度和俯仰角度，使距离采集子系统对准标记子系统；所述标记子系统为远程位置可控的采集标记，标记子系统为距离采集子系统提供对准信号，并接受距离采集子系统的对准测量作业，及配合角度控制子系统的修正锁定作业。

【技术特征摘要】
1.一种激光云台智能空间定位系统，其特征在于包括距离采集子系统、角度控制子系统和标记子系统，其中：所述距离采集子系统包括由激光测距探头（1）组成的探头阵列，探头阵列跟随标记子系统，并监测来自同一方向探头阵列与标记子系统的距离信息，每个激光测距探头（1）分别收集独立的距离信息；所述角度控制子系统对距离采集子系统的水平角度和俯仰角度，使距离采集子系统对准标记子系统；所述标记子系统为远程位置可控的采集标记，标记子系统为距离采集子系统提供对准信号，并接受距离采集子系统的对准测量作业，及配合角度控制子系统的修正锁定作业。2.根据权利要求1所述的一种激光云台智能空间定位系统，其特征在于所述距离采集子系统包括激光测距探头（1）以及上表面分布有激光测距探头（1）的激光探头载板（2），激光测距探头（1）平行等距排列。3.根据权利要求2所述的一种激光云台智能空间定位系统，其特征在于所述激光测距探头（1）排列方式为四边形矩形阵列或六角形蜂窝状阵列平行排列。4.根据权利要求2所述的一种激光云台智能空间定位系统，其特征在于所述角度控制子系统包括设于激光探头载板（2）下表面中部俯仰转轴（3），激光探头载板（2）可绕俯仰转轴（3）转动，俯仰转轴（3）两端固定于竖直支柱（4）上，竖直...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵怡，
申请(专利权)人：赵怡，
类型：新型
国别省市：河南,41