RU2197013C2 - Procedure and tracking system establishing position and orientation of mobile object - Google Patents
Procedure and tracking system establishing position and orientation of mobile object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2197013C2 RU2197013C2 RU2000127856/09A RU2000127856A RU2197013C2 RU 2197013 C2 RU2197013 C2 RU 2197013C2 RU 2000127856/09 A RU2000127856/09 A RU 2000127856/09A RU 2000127856 A RU2000127856 A RU 2000127856A RU 2197013 C2 RU2197013 C2 RU 2197013C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- working area
- coordinates
- sensors
- determining
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Description
Область техники
Изобретение относится к способу функционирования и конструктивному выполнению следящих систем для определения положения и ориентации подвижного объекта с использованием магнитного поля и может быть применено в авиационной технике, а также в средствах мультимедийной компьютерной технологии.Technical field
The invention relates to a method for the operation and constructive implementation of servo systems for determining the position and orientation of a moving object using a magnetic field and can be applied in aeronautical engineering, as well as in multimedia computer technology.
Уровень техники
Известны способы определения положения и ориентации подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне путем определения направления линии визирования на выбранный объект, угла крена и линейных координат подвижного объекта. Подобные способы находят широкое применение в авиации и коммерческих виртуальных системах (C. Beal, B. Sweetman "Helmet-mounted displays", International defense review. 9/94, pp. 69-75, а также C. Beal "Second sight-helicopter helmet-mjunted displays", International defense review, 12/94, pp. 61-64).State of the art
Known methods for determining the position and orientation of a moving object in a three-dimensional working area by determining the direction of the line of sight at the selected object, roll angle and linear coordinates of the moving object. Similar methods are widely used in aviation and commercial virtual systems (C. Beal, B. Sweetman "Helmet-mounted displays", International defense review. 9/94, pp. 69-75, as well as C. Beal "Second sight-helicopter helmet-mjunted displays ", International defense review, 12/94, pp. 61-64).
Для реализации известных способов используются следящие системы, позволяющие определить положение и ориентацию объекта, при этом к авиационным системам предъявляются более жесткие требования. To implement the known methods, tracking systems are used to determine the position and orientation of the object, while more stringent requirements are imposed on aircraft systems.
Авиационная следящая система должна отвечать следующим требованиям:
- обладать высокой точностью вычисления линейных и угловых координат;
- должна быть совместима по помехозащищенности с имеющимся бортовым оборудованием;
- должна обеспечивать безопасность пилота в кабине самолета, включая режим катапультирования;
- иметь время запаздывания вычисляемых координат, не превышающее 5-10 мс по отношению к реально происходящим событиям;
- должна обеспечивать получение полного углового обзора.The aircraft tracking system must meet the following requirements:
- possess high accuracy in calculating linear and angular coordinates;
- It must be compatible in noise immunity with existing avionics;
- must ensure the safety of the pilot in the cockpit, including the ejection mode;
- have a delay time of the calculated coordinates, not exceeding 5-10 ms with respect to real-life events;
- should provide a full angular view.
В мультимедийных системах ни одно из предъявленных требований не выполняется реально. In multimedia systems, none of the requirements presented is actually fulfilled.
Способы определения положения и ориентации подвижного объекта и следящие системы можно разделить на следующие типы: механические, акустические, оптические и магнитные. The methods for determining the position and orientation of a moving object and tracking systems can be divided into the following types: mechanical, acoustic, optical and magnetic.
Наиболее близкими к заявляемому решению являются способы и системы, основанные на создании в кабине магнитного поля с заданными свойствами, измерении компонент этого поля подвижным приемным измерительным устройством, жестко связанным с объектом, например, шлемом пилота, и последующим определением его положения путем сравнения полученных результатов с эталонными значениями (Alexander A. Cameron, Simon Trythall and Antony M. Barton "Helmet Trackers - The future" SPIE, Vol. 2465, No 0-8194-1818-8/95, 3. Type of helmet tracker. 3.1 Magnetic, pp. 281-294). Closest to the claimed solution are methods and systems based on creating a magnetic field in the cockpit with desired properties, measuring the components of this field with a movable receiving measuring device, rigidly connected to an object, for example, a pilot’s helmet, and then determining its position by comparing the results with reference values (Alexander A. Cameron, Simon Trythall and Antony M. Barton "Helmet Trackers - The future" SPIE, Vol. 2465, No. 0-8194-1818-8 / 95, 3. Type of helmet tracker. 3.1 Magnetic, pp . 281-294).
Для этого используются следящие системы, генерирующие переменное синусоидальное магнитное поле частотой 10-12 КГц, или системы импульсного или "квазипостоянного" поля, генерирующие последовательность прямоугольных импульсов магнитного поля чередующейся ориентации длительностью в несколько миллисекунд, для каждого из которых измеряется величина статического поля. For this purpose, tracking systems are used that generate an alternating sinusoidal magnetic field with a frequency of 10-12 KHz, or pulsed or "quasi-constant" field systems that generate a sequence of rectangular pulses of a magnetic field of alternating orientation with a duration of several milliseconds, for each of which a static field value is measured.
В обоих случаях положение и ориентация подвижного приемника, а следовательно и объекта, определяются путем сравнения поля, регистрируемого приемником, с эталонным полем передатчика. При этом обе системы чувствительны к искажению принимаемого сигнала металлическими электропроводящими элементами пилотской кабины. Вихревые токи, наводимые в элементах кабины импульсным магнитным полем, создают вторичные магнитные поля, искажающие первоначальный сигнал. In both cases, the position and orientation of the movable receiver, and therefore the object, are determined by comparing the field recorded by the receiver with the reference field of the transmitter. At the same time, both systems are sensitive to distortion of the received signal by metallic conductive elements of the pilot's cabin. Eddy currents induced in the elements of the cabin by a pulsed magnetic field create secondary magnetic fields that distort the original signal.
В качестве прототипа выбран способ определения положения и ориентации подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров, заключающийся в создании в рабочей зоне квазипостоянного магнитного поля, получении эталонных значений его компонент путем предварительного магнитного картографирования рабочей зоны, регистрации подвижным датчиком, связанным с объектом текущих компонент магнитного поля, определении магнитного поля Земли и вычислении координат объекта (Alexander A. Cameron, Simon Trythall, Antony M. Barton "Helmet Trackers - The future" SPIE Vol. 2465, No 0-8194-1818-8/95, 5. DC Electromagnetic helmet tracker system, pp. 281-294). As a prototype, a method was selected for determining the position and orientation of a moving object in a three-dimensional working zone of limited dimensions, which consists in creating a quasi-constant magnetic field in the working zone, obtaining reference values of its components by preliminary magnetic mapping of the working zone, and recording with the moving sensor associated with the object the current magnetic components field, determining the Earth's magnetic field and calculating the coordinates of the object (Alexander A. Cameron, Simon Trythall, Antony M. Barton "Helmet Trackers - The future" SPIE Vol. 2465, No 0-8194 -1818-8 / 95, 5. DC Electromagnetic helmet tracker system, pp. 281-294).
Следящая система, реализующая известный способ, выбранная в качестве прототипа предлагаемого изобретения, включает неподвижный излучатель с блоком управления, подвижный приемник, закрепленный на объекте и снабженный каналом передачи данных, а также бортовой компьютер. Излучатель имеет три ортогональные обмотки, возбуждаемые поочередно, в результате чего излучается последовательность прямоугольных импульсов магнитного поля чередующейся ориентации (Alexander A. Cameron, Simon Trythall, Antony M. Barton "Helmet Trackers - The future" SPIE Vol. 2465, No 0-8194-1818-8/95, 5. DC Electromagnetic helmet tracker system, pp. 287-294). A tracking system that implements the known method, selected as a prototype of the invention, includes a fixed emitter with a control unit, a movable receiver mounted on the object and equipped with a data transmission channel, as well as an on-board computer. The emitter has three orthogonal windings, excited in turn, as a result of which a sequence of rectangular pulses of a magnetic field of alternating orientation is emitted (Alexander A. Cameron, Simon Trythall, Antony M. Barton "Helmet Trackers - The future" SPIE Vol. 2465, No 0-8194- 1818-8 / 95, 5. DC Electromagnetic helmet tracker system, pp. 287-294).
Подвижный приемник в известной следящей системе для каждой ориентации магнитного поля измеряет три компоненты в подвижной системе координат, в результате чего за три цикла работы излучателя измеряется девять сигналов. В течение четвертого цикла, завершающего процесс измерений, излучатель выключен и приемник измеряет компоненты поля Земли и остаточной намагниченности ферромагнитных элементов кабины в подвижной системе координат. Считается, что за время полного периода измерений (10 мс) положение объекта не изменяется. Для калибровки ошибок, вносимых вихревыми токами, применяют магнитное картографирование кабины (как средство повышения точности определения положения объекта при наличии вихревых токов), результаты которой используются для коррекции измерений в дальнейшем. Итого по 12-ти измеренным значениям магнитного поля, после их сравнения с эталонными значениями, производится вычисление текущих линейных и угловых координат приемника и соответственно объекта. A mobile receiver in the known tracking system for each orientation of the magnetic field measures three components in a moving coordinate system, as a result of which nine signals are measured in three cycles of the emitter. During the fourth cycle that completes the measurement process, the emitter is turned off and the receiver measures the components of the Earth's field and the remanent magnetization of the ferromagnetic elements of the cabin in a moving coordinate system. It is believed that during the full measurement period (10 ms) the position of the object does not change. To calibrate the errors introduced by eddy currents, magnetic cabin mapping is used (as a means of improving the accuracy of determining the position of an object in the presence of eddy currents), the results of which are used to correct measurements in the future. Total for 12 measured values of the magnetic field, after comparing them with the reference values, the current linear and angular coordinates of the receiver and, accordingly, the object are calculated.
Недостатки известных способа и системы заключаются в следующем. The disadvantages of the known method and system are as follows.
В момент переключения обмоток излучателя магнитного поля возникают вихревые токи в электропроводящих элементах кабины, которые создают вторичные магнитные поля, искажающие первоначальный сигнал от излучателя. Дополнительные искажения сигнала возникают также при изменении интерьера кабины пилота или расположения кресла пилота. Влияние положения кресла (как электропроводящей среды) наиболее существенно, т.к. его перемещение производится гораздо чаще, чем изменение интерьера кабины. At the moment of switching the windings of the emitter of the magnetic field, eddy currents occur in the electrically conductive elements of the cab, which create secondary magnetic fields that distort the initial signal from the emitter. Additional signal distortion also occurs when changing the interior of the cockpit or the location of the pilot's seat. The influence of the position of the chair (as an electrically conductive medium) is most significant, because its movement is made much more often than changing the interior of the cabin.
Однократная процедура магнитного картографирования рабочей зоны для известного технического решения обеспечивает определение ориентации в течение только одного полета, что явно недостаточно. Кроме того, имеет место низкая защищенность от импульсных помех в связи с ограниченным временем измерения (2,5 мс). A single procedure of magnetic mapping of the working area for a known technical solution provides a determination of orientation during only one flight, which is clearly not enough. In addition, there is low immunity from impulse noise due to the limited measurement time (2.5 ms).
Импульсный режим работы также ограничивает быстродействие системы, т.к. невозможно поднять частоту изменения магнитного поля из-за возникающих вихревых токов. Pulse mode also limits the speed of the system, as it is impossible to raise the frequency of a change in the magnetic field due to the arising eddy currents.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является увеличение точности и надежности определения положения и ориентации подвижного объекта в замкнутом объеме, ограниченном электропроводящими и магнитными материалами.SUMMARY OF THE INVENTION
The objective of the invention is to increase the accuracy and reliability of determining the position and orientation of a moving object in a closed volume limited by electrically conductive and magnetic materials.
Определить положение и ориентацию подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров предлагается способами, описанными ниже. It is proposed to determine the position and orientation of a moving object in a three-dimensional working area of limited dimensions by the methods described below.
Согласно первому предлагаемому способу определения положения и ориентации подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров, включающему создание в рабочей зоне магнитного поля, получение эталонных значений его компонент путем предварительного магнитного картографирования рабочей зоны, регистрацию подвижным приемником текущих значений компонент магнитного поля, определение магнитного поля Земли и вычисление координат объекта, согласно изобретению в рабочей зоне создают постоянное магнитное поле, несимметричное относительно выбранных осей координат в пределах рабочей зоны, регистрацию текущих компонент магнитного поля осуществляют подвижным приемником, содержащим по меньшей мере шесть однокомпонентных подвижных датчиков, размещенных на объекте, величину создаваемого магнитного поля динамически регулируют в зависимости от перемещений объекта, достигая поддержания усредненного по всем датчикам значения магнитного поля заданного уровня, магнитное поле Земли измеряют постоянно и учитывают его при определении координат объекта путем включения дополнительного алгебраического уравнения в систему уравнений для подвижных датчиков, решаемую относительно трех линейных и трех угловых координат объекта, кроме того, направление создаваемого в рабочей зоне магнитного поля периодически переключают на обратное, вычисляют полуразность измеренных значений до и после переключения для каждого датчика и направления, по которым вычисляют координаты объекта, а полусуммы измеренных значений до и после переключения для каждого датчика и направления используют для контроля правильности магнитного картографирования рабочей зоны и определения магнитного поля Земли. According to the first proposed method for determining the position and orientation of a moving object in a three-dimensional working area of limited size, including creating a magnetic field in the working area, obtaining reference values of its components by preliminary magnetic mapping of the working area, recording the current values of the magnetic field components by the mobile receiver, determining the Earth's magnetic field and calculating the coordinates of the object, according to the invention in the working area create a constant magnetic field, asymmetric relative to the selected coordinate axes within the working zone, the registration of the current components of the magnetic field is carried out by a movable receiver containing at least six one-component movable sensors located on the object, the magnitude of the generated magnetic field is dynamically adjusted depending on the movements of the object, achieving the maintenance of the value averaged over all sensors the magnetic field of a given level, the Earth’s magnetic field is constantly measured and taken into account when determining the coordinates of an object by turning on adding an additional algebraic equation to the system of equations for moving sensors, solved with respect to three linear and three angular coordinates of the object, in addition, the direction of the magnetic field created in the working zone is periodically switched to the opposite, the half-difference of the measured values before and after switching for each sensor and direction is calculated, by which the coordinates of the object are calculated, and half the sum of the measured values before and after switching for each sensor and direction is used to control the correctness of gnitnogo mapping the working area and determining the earth's magnetic field.
По второму способу определения положения и ориентации объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров, включающему создание в рабочей зоне магнитного поля, получение эталонных значений его компонент путем предварительного магнитного картографирования рабочей зоны, регистрацию подвижным приемником текущих компонент магнитного поля, определение величины магнитного поля Земли и вычисление координат объекта, согласно изобретению в пределах рабочей зоны создают постоянное магнитное поле, несимметричное относительно выбранных осей координат, осуществляют одновременную регистрацию текущих компонент магнитного поля подвижным приемником, содержащим по меньшей мере шесть однокомпонентных подвижных датчиков, размещенных на объекте, величину создаваемого магнитного поля динамически регулируют в зависимости от перемещений объекта, достигая поддержания усредненного по всем датчикам значения магнитного поля заданного уровня, а магнитное поле Земли определяют постоянно и учитывают его при определении координат объекта путем включения дополнительного алгебраического уравнения в систему уравнений для подвижных датчиков, решаемую относительно полученных ими трех линейных и трех угловых координат объекта. According to the second method for determining the position and orientation of an object in a three-dimensional working zone of limited dimensions, including creating a magnetic field in the working area, obtaining reference values of its components by preliminary magnetic mapping of the working area, registering the moving components of the magnetic field with the mobile receiver, determining the magnitude of the Earth’s magnetic field and calculating the coordinates of the object, according to the invention within the working area create a constant magnetic field asymmetric with respect to the selected axes of coordinates, carry out the simultaneous registration of the current components of the magnetic field with a moving receiver containing at least six one-component moving sensors located on the object, the magnitude of the generated magnetic field is dynamically adjusted depending on the movements of the object, achieving the maintenance of the magnetic field value averaged over all sensors at a given level, and the Earth’s magnetic field is constantly determined and taken into account when determining the coordinates of an object by including additional algebra eskogo equation in a system of equations for the movable sensors solved regarding they received three linear and three angular coordinates of the object.
По третьему способу определения положения и ориентации подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров, включающему создание в рабочей зоне магнитного поля, регистрацию подвижным датчиком текущих компонент и вычисление координат объекта, согласно изобретению указанное магнитное поле создают постоянным и несимметричным в пределах рабочей зоны относительно выбранных осей координат, осуществляют одновременную регистрацию текущих компонент магнитного поля подвижным приемником, содержащим по меньшей мере шесть однокомпонентных подвижных датчиков, размещенных на объекте, величину создаваемого магнитного поля динамически регулируют в зависимости от перемещений объекта, достигая поддержания усредненного по всем датчикам значения магнитного поля заданного уровня, при этом направление создаваемого магнитного поля периодически переключают на обратное, вычисляют полуразность измеренных значений величины магнитного поля до и после переключения для каждого датчика и направления, по которым вычисляют координаты объекта. According to the third method for determining the position and orientation of a moving object in a three-dimensional working area of limited dimensions, including creating a magnetic field in the working area, registering the current components with a moving sensor and calculating the coordinates of the object, according to the invention, said magnetic field is created constant and asymmetric within the working area relative to the selected axes coordinates, carry out the simultaneous registration of the current components of the magnetic field by a moving receiver containing at least six one component movable sensors located on the object, the magnitude of the generated magnetic field is dynamically adjusted depending on the movements of the object, achieving the maintenance of the magnetic field value averaged over all sensors at a given level, while the direction of the generated magnetic field is periodically switched to the opposite, the half-difference of the measured values of the magnetic field is calculated before and after switching for each sensor and the direction in which the coordinates of the object are calculated.
В следящей системе для определения положения и ориентации подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров, включающей неподвижный излучатель магнитного поля с блоком управления, соединенный с компьютером и размещенный на объекте подвижный приемник с датчиком, также соединенный посредством канала передачи данных с компьютером, согласно изобретению излучатель формирует постоянное магнитное поле и выполнен в виде совокупности линейных проводников, удаленных друг от друга или экранированных друг от друга по меньшей мере одним ферромагнитным экраном и размещенных на последнем с условием формирования в рабочей зоне несимметричного магнитного поля, подвижный приемник содержит по меньшей мере шесть однокомпонентных датчиков, размещенных с исключением дублирования и разнесенных в пределах рабочей зоны на расстояния, соизмеримые с размерами объекта, причем датчики объединены по меньшей мере в две группы, линейные и угловые координаты датчиков определены и зафиксированы в локальной системе координат, устройство управления соединено с излучателем и компьютером и динамически регулирует величину тока, протекающего через обмотки излучателя в зависимости от перемещений объекта, при этом система дополнительно содержит соединенный с компьютером посредством отдельного канала трехкомпонентный датчик магнитного поля Земли, координаты которого определены и зафиксированы в глобальной системе координат. In a tracking system for determining the position and orientation of a moving object in a three-dimensional working area of limited dimensions, including a fixed magnetic field emitter with a control unit connected to a computer and a moving receiver with a sensor located on the object, also connected by means of a data transmission channel to a computer, according to the invention generates a constant magnetic field and is made in the form of a set of linear conductors that are remote from each other or shielded from each other at least with one ferromagnetic screen and placed on the latter with the condition that an asymmetric magnetic field is formed in the working area, the movable receiver contains at least six one-component sensors placed with the exception of duplication and spaced within the working area at distances comparable with the size of the object, and the sensors are combined by in at least two groups, linear and angular coordinates of the sensors are defined and fixed in the local coordinate system, the control device is connected to the emitter and computer and dynamically adjusts the amount of current flowing through the windings of the emitter depending on the movements of the object, while the system additionally contains a three-component Earth magnetic field sensor connected to a computer via a separate channel, the coordinates of which are determined and recorded in the global coordinate system.
Размеры излучателя, формирующего постоянное магнитное поле в рабочей зоне, могут быть определены из эмпирического выражения
Dэф/S = kΔB/(21),
где Dэф - эффективный диаметр ферромагнитного экрана, мм;
S - расстояние от экрана до самой дальней точки рабочей зоны, мм;
ΔВ - абсолютная чувствительность применяемых датчиков, мГс;
I - величина полного тока в обмотках излучателя, кА;
k = 1кА/мГс - размерный коэффициент.The dimensions of the emitter forming a constant magnetic field in the working area can be determined from empirical expression
D eff / S = kΔB / (21),
where D eff is the effective diameter of the ferromagnetic screen, mm;
S - distance from the screen to the farthest point of the working area, mm;
ΔВ is the absolute sensitivity of the sensors used, mGs;
I is the total current in the emitter windings, kA;
k = 1 kA / mGs - dimensional coefficient.
В предлагаемых технических решениях переход от импульсного квазипостоянного магнитного поля к практически стационарному, постоянному во времени, позволяет устранить основную причину возникновения погрешности измерений в известном техническом решении, а именно, вихревые токи, величина вторичного поля которых может превышать поле остаточной намагниченности электропроводных элементов, находящихся в рабочей зоне, при одинаковой величине рабочего поля, генерируемого излучателем. При этом обеспечивается по меньшей мере десятикратное снижение данной погрешности, а также предотвращается возникновение импульсных помех и снижается влияние изменений интерьера рабочей зоны. In the proposed technical solutions, the transition from a pulsed quasiconstant magnetic field to an almost stationary, constant in time, eliminates the main reason for the measurement error in the known technical solution, namely, eddy currents, the secondary field of which can exceed the field of the remanent magnetization of electrically conductive elements located in working area, with the same magnitude of the working field generated by the emitter. This ensures at least a tenfold decrease in this error, and also prevents the occurrence of impulse noise and reduces the impact of changes in the interior of the working area.
Одновременная регистрация всех компонент магнитного поля подвижным приемником позволяет повысить помехозащищенность системы за счет увеличения времени измерения для каждого датчика, а также повысить скорость вычислений за счет одновременного прихода всех 12-ти измеряемых величин. Simultaneous registration of all components of the magnetic field with a moving receiver allows you to increase the noise immunity of the system by increasing the measurement time for each sensor, as well as increasing the speed of calculations due to the simultaneous arrival of all 12 measured values.
В случае создания в рабочей зоне симметричного магнитного поля всегда возможно существование как минимум двух разных положений подвижного приемника с одинаковыми показателями датчиков, что приводит к возникновению неоднозначности при вычислении координат объекта. Предлагаемое техническое решение позволяет за счет создания в пределах рабочей зоны несимметричного магнитного поля исключить возникновение таких ситуаций и тем самым повысить точность и надежность вычислений. In the case of creating a symmetric magnetic field in the working zone, it is always possible that at least two different positions of the movable receiver with the same sensor values exist, which leads to ambiguity in calculating the coordinates of the object. The proposed technical solution allows, by creating an asymmetric magnetic field within the working zone, to exclude the occurrence of such situations and thereby improve the accuracy and reliability of calculations.
В связи с тем, что при перемещении объекта из ближнего положения от излучателя к дальнему, измеренные значения магнитного поля могут меняться более чем на порядок, что ведет к недопустимому уменьшению относительной точности измерений в дальней точке при постоянном динамическом диапазоне датчиков, выполняется динамическое регулирование величины среднего магнитного поля (усредненного по всем датчикам) на подвижном приемнике (объекте) путем автоматического регулирования величины тока, проходящего через обмотки излучателя, таким образом, что при перемещении подвижного приемника в пределах ограниченной рабочей зоны данная усредненная величина магнитного поля поддерживается в заданных пределах. При приближении объекта к излучателю ток автоматически понижается, при удалении соответственно увеличивается. Due to the fact that when moving an object from the near position from the emitter to the far, the measured values of the magnetic field can change by more than an order of magnitude, which leads to an unacceptable decrease in the relative accuracy of measurements at the far point with a constant dynamic range of the sensors, dynamic adjustment of the average magnetic field (averaged over all sensors) on a moving receiver (object) by automatically controlling the amount of current passing through the windings of the emitter, thus that when moving the movable receiver within a limited working area, this averaged magnetic field is maintained within specified limits. When an object approaches the emitter, the current automatically decreases, and when removed, it increases accordingly.
Постоянное измерение магнитного поля Земли по сравнению с периодическими измерениями, выполняемыми в прототипе, также обеспечивает повышение точности и скорости вычисления координат объекта. The constant measurement of the Earth’s magnetic field in comparison with the periodic measurements performed in the prototype also provides increased accuracy and speed of calculating the coordinates of the object.
Периодическое переключение направления, создаваемого в рабочей зоне магнитного поля с частотой, которая не приводит к возникновению заметных вихревых токов (не превышающей нескольких раз в секунду), позволяет контролировать правильность вычисляемых координат объекта, магнитного картографирования рабочей зоны и определения магнитного поля Земли. Причем в случае отказа датчика поля Земли или части датчиков, при нарушении интерьера рабочей зоны работоспособность системы сохраняется при некотором снижении быстродействия. Periodic switching of the direction created in the working zone of the magnetic field with a frequency that does not lead to the appearance of noticeable eddy currents (not exceeding several times per second) allows you to control the correctness of the calculated coordinates of the object, magnetic mapping of the working area and determination of the Earth's magnetic field. Moreover, in the event of a failure of the Earth's field sensor or part of the sensors, in case of violation of the interior of the working area, the system’s operability is maintained with a decrease in speed.
Предлагаемое конструктивное выполнение излучателя в следящей системе для определения положения и ориентации подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров позволяет обеспечить создание действительно стационарного магнитного поля. Известно, что величина магнитного поля вне соленоида падает обратно пропорционально кубу расстояния, что делает классический соленоид непригодным в качестве источника внешнего магнитного поля. Данное обстоятельство объясняется тем, что в дальней зоне поле рассеяния определяется суперпозицией встречно направленных полей прямого и обратного проводников в каждом витке соленоида, которые близки друг к другу, особенно если расстояние до магнита превышает его характерный размер. Наиболее эффективным источником внешнего магнитного поля является одиночный проводник с током, для которого поле падает обратно пропорционально только первой степени расстояния. Наличие близко расположенного обратного провода резко уменьшает поле в дальней зоне. The proposed embodiment of the emitter in a tracking system for determining the position and orientation of a moving object in a three-dimensional working area of limited size allows the creation of a truly stationary magnetic field. It is known that the magnitude of the magnetic field outside the solenoid falls in inverse proportion to the cube of the distance, which makes the classical solenoid unsuitable as a source of an external magnetic field. This circumstance is explained by the fact that in the far zone the scattering field is determined by the superposition of the opposite directions of the forward and reverse conductors in each coil of the solenoid, which are close to each other, especially if the distance to the magnet exceeds its characteristic size. The most effective source of an external magnetic field is a single conductor with a current for which the field falls inversely with only the first power of the distance. The presence of a closely located return wire sharply reduces the field in the far zone.
Для усиления внешнего магнитного поля в рабочей зоне в предлагаемом изобретении излучатель выполнен в виде совокупности линейных проводников, удаленных друг от друга или экранированных друг от друга по меньшей мере одним ферромагнитным плоским экраном, плоскость которого перпендикулярна плоскости проводников. Для повышения величины внешнего магнитного поля излучателя его размеры могут быть выбраны на основе вышеуказанного эмпирического соотношения. To enhance the external magnetic field in the working area in the present invention, the emitter is made in the form of a set of linear conductors that are remote from each other or shielded from each other by at least one ferromagnetic flat screen, the plane of which is perpendicular to the plane of the conductors. To increase the magnitude of the external magnetic field of the emitter, its dimensions can be selected based on the above empirical relationship.
Проводники с током размещены на ферромагнитном экране с возможностью формирования внешнего магнитного поля, несимметричного в пределах рабочей зоны, относительно выбранных осей координат, что предотвращает получение одинаковых показаний датчиков при различных положениях подвижного объекта. Для вычисления трех линейных координат и трех угловых координат (угол места, угол цели и угол крена) подвижного объекта с учетом неизвестного магнитного поля Земли при произвольном движении относительно глобальной системы координат необходимо иметь по меньшей мере семь независимых уравнений. Conductors with current are placed on the ferromagnetic screen with the possibility of forming an external magnetic field, asymmetric within the working area, relative to the selected coordinate axes, which prevents obtaining the same sensor readings at different positions of the moving object. To calculate three linear coordinates and three angular coordinates (elevation angle, target angle and roll angle) of a moving object, taking into account the unknown magnetic field of the Earth with arbitrary movement relative to the global coordinate system, it is necessary to have at least seven independent equations.
Для получения необходимых данных подвижный приемник содержит размещенные на объекте по меньшей мере шесть однокомпонентных датчиков, а следящая система дополнительно содержит трехкомпонентный датчик магнитного поля Земли. При этом однокомпонентные датчики размещены с исключением дублирования и разнесены в пределах рабочей зоны на расстояния, соизмеримые с размерами подвижного объекта. Для удобства монтажа датчики разделены по меньшей мере на две группы. To obtain the necessary data, the mobile receiver contains at least six one-component sensors located on the object, and the tracking system additionally contains a three-component Earth magnetic field sensor. At the same time, single-component sensors are placed with the exception of duplication and are spaced within the working area at distances commensurate with the dimensions of the moving object. For ease of installation, the sensors are divided into at least two groups.
Предлагаемая следящая система может быть использована для определения положения и ориентации подвижного объекта в рабочей зоне любым из вышеизложенных способов. The proposed tracking system can be used to determine the position and orientation of the moving object in the working area using any of the above methods.
Перечень чертежей
Далее изобретение будет подробно пояснено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены:
на фиг.1 - структурная схема следящей системы для определения положения и ориентации объекта;
на фиг.2 - излучатель магнитного поля, вид в плане и разрез;
на фиг.3 - подвижный приемник.List of drawings
The invention will now be explained in detail with reference to the accompanying drawings, in which:
figure 1 is a structural diagram of a tracking system for determining the position and orientation of the object;
figure 2 - emitter of a magnetic field, a view in plan and section;
figure 3 - movable receiver.
Следящая система включает излучатель магнитного поля 1 с устройством управления 2, соединенным с бортовым компьютером 3, размещенный на объекте подвижный приемник 4, содержащий по меньшей мере шесть однокомпонентных датчиков 5 с устройством 6 передачи информации в компьютер 3, удаленный от излучателя 1 трехкомпонентный датчик 7 магнитного поля Земли с отдельным каналом связи. The tracking system includes a
Излучатель 1 выполнен в виде совокупности линейных проводников 8, объединенных в обмотках 9 и 10, размещенных на поверхности экрана 11 под углом друг к другу для создания в пределах рабочей зоны несимметричного магнитного поля. Для снижения температуры излучателя на поверхности ферромагнитного экрана 11 между обмотками 9 и 10 размещены пластины радиатора 12. The
Подвижный приемник 4 жестко устанавливается на защитном шлеме пилота и содержит по меньшей мере шесть однокомпонентных датчиков 5, из конструктивных соображений сгруппированных и размещенных с исключением дублирования результатов измерений. The
Устройство 6 передачи данных от подвижного приемника 4 в бортовой компьютер 3 может быть расположено в нагрудном кармане пилота, непосредственно на шлеме или на кресле пилота. The device 6 for transmitting data from the
Пример 1
Предлагаемый способ по п.1 осуществляют следующим образом.Example 1
The proposed method according to
Предварительное магнитное картографирование рабочей зоны (в кабине самолета) выполняют, например, в заводских условиях после изготовления самолета или непосредственно перед полетом. Для этого используют рамку с генераторами Холла и необходимой измерительной аппаратурой и устройство для перемещения рамки (не показаны). Результаты магнитного картографирования вносятся в память бортового компьютера 3. Регистрацию текущих компонент магнитного поля Земли выполняют непосредственно во время полета, причем делают это постоянно на протяжении всего полета, одновременно с измерением текущих компонент магнитного поля в рабочей зоне. Preliminary magnetic mapping of the working area (in the cockpit) is performed, for example, in the factory after the manufacture of the aircraft or immediately before the flight. To do this, use a frame with Hall generators and the necessary measuring equipment and a device for moving the frame (not shown). The results of magnetic mapping are stored in the memory of the on-board computer 3. The registration of the current components of the Earth’s magnetic field is carried out directly during the flight, and this is done continuously throughout the flight, simultaneously with the measurement of the current components of the magnetic field in the working area.
Излучатель 1 постоянного магнитного поля устанавливают непосредственно вблизи объекта, и в пределах рабочей зоны создают постоянное несимметричное относительно ее осей магнитное поле, регистрацию текущих компонент которого и определение магнитного поля Земли выполняют в полете. Величина создаваемого в пределах рабочей зоны магнитного поля может составлять от 1 Гс до 15 Гс и поддерживается на уровне ~ 5 Гс регулированием тока в обмотках излучателя 1 при перемещении шлема пилота. A constant
Регистрацию текущих компонент магнитного поля осуществляют одновременно посредством подвижных датчиков 5, размещенных на объекте. На основе полученных данных, путем решения системы уравнений для измеренных подвижными датчиками 5 трех линейных и трех угловых координат объекта и дополнительно включенного в систему уравнения для величины магнитного поля Земли определяют положение и ориентацию подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров. The registration of the current components of the magnetic field is carried out simultaneously by means of movable sensors 5 located on the object. Based on the obtained data, by solving the system of equations for three linear and three angular coordinates of the object measured by moving sensors 5 and additionally included in the system of equations for the magnitude of the Earth’s magnetic field, determine the position and orientation of the moving object in a three-dimensional working area of limited size.
При этом для выяснения соответствия значений магнитного поля в рабочей зоне и результатов картографирования, записанных в памяти бортового компьютера 3, после включения системы производят переключение направления создаваемого магнитного поля. Полуразность значений компонент магнитного поля измеренных до и после переключения направления магнитного поля для каждого датчика 5 и каждого направления используют для определения правильности вычисления координат объекта, а полусумму измеренных значений компонент магнитного поля до и после переключения его направления для каждого датчика 5 и каждого направления используют для определения правильности картографирования и определения магнитного поля Земли. При совпадении результатов система переходит в режим работы с постоянным направлением магнитного поля. При несовпадении результатов измерений система предупреждает пилота о нарушении карты поля в рабочей зоне и предлагает ряд процедур для уточнения характера нарушения, например, движения головой, причем в процессе движения осуществляется оценочное картографирование непосредственно подвижными датчиками 5. При сильных нарушениях система требует повтора картографирования или предлагает провести визуальный контроль рабочей зоны, а также кабины пилота или пилотского снаряжения. In this case, to determine the correspondence of the magnetic field values in the working area and the mapping results recorded in the memory of the on-board computer 3, after turning on the system, the direction of the created magnetic field is switched. The half-difference of the values of the magnetic field components measured before and after switching the direction of the magnetic field for each sensor 5 and each direction is used to determine the correct calculation of the coordinates of the object, and the half-sum of the measured values of the magnetic field components before and after switching the direction for each sensor 5 and each direction is used to determine the accuracy of mapping and determine the magnetic field of the Earth. When the results coincide, the system enters the mode of operation with a constant direction of the magnetic field. If the measurement results do not coincide, the system warns the pilot about a violation of the field map in the working area and offers a number of procedures to clarify the nature of the violation, for example, head movement, and in the process of movement, evaluative mapping is performed directly by moving sensors 5. In case of severe violations, the system requires a repeat mapping or offers to repeat the mapping visual control of the working area, as well as the cockpit or pilot equipment.
При устранении причин нарушения исходного распределения магнитного поля в рабочей зоне система переходит в штатный режим работы с постоянным направлением поля. После этого переключение направления поля осуществляется периодически (например, 1 раз в 2-3 с) для осуществления самоконтроля. По требованию пилота режим самоконтроля может быть выключен. При потере решения упомянутой системы уравнений следящая система автоматически проводит самоконтроль. Скорость движения головы пилота регламентирована (не более 8-10o в секунду), поэтому среднее поле изменяется медленно, характерные частоты не превышают долей 1 Гц. Для повышения относительной точности измерения в заданной точке рабочей зоны величину создаваемого магнитного поля динамически регулируют в зависимости от перемещений объекта путем поддержания усредненного по всем датчикам 5 значения магнитного поля заданного уровня. Управление производится от бортового компьютера 3, где в реальном времени вычисляется среднее значение поля по всем датчикам 5 и вырабатывается сигнал на повышение или понижение тока в излучателе 1.When eliminating the causes of violation of the initial distribution of the magnetic field in the working area, the system goes into normal operation with a constant field direction. After that, switching the direction of the field is carried out periodically (for example, 1 time in 2-3 s) for self-monitoring. At the request of the pilot, the self-control mode can be turned off. If you lose the solution of the mentioned system of equations, the tracking system automatically conducts self-control. The speed of movement of the pilot's head is regulated (no more than 8-10 o per second), so the average field changes slowly, the characteristic frequencies do not exceed fractions of 1 Hz. To increase the relative measurement accuracy at a given point in the working zone, the magnitude of the generated magnetic field is dynamically adjusted depending on the movements of the object by maintaining the magnetic field averaged over all sensors 5 at a given level. The control is carried out from the on-board computer 3, where in real time the average field value for all sensors 5 is calculated and a signal is generated to increase or decrease the current in the
Предлагаемый способ определения положения и ориентации подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров по п.1 наиболее целесообразно использовать, например, в вертолетах, где требуется полный круговой обзор и широкий диапазон линейных и угловых перемещений объекта (подвижного приемника). The proposed method for determining the position and orientation of a moving object in a three-dimensional working area of limited size according to
При меньших рабочей зоне и расстоянии от источника создаваемого магнитного поля до подвижного приемника, а также при ограниченных углах поворота подвижного объекта, например, при определении положения объекта в высокоскоростных истребителях предпочтительно использование способа по п.2. В этом случае периодического переключения направления создаваемого магнитного поля не производят. With a smaller working area and distance from the source of the generated magnetic field to the movable receiver, as well as with limited rotation angles of the moving object, for example, when determining the position of the object in high-speed fighters, it is preferable to use the method according to claim 2. In this case, the periodic switching of the direction of the generated magnetic field is not performed.
В случае невозможности проведения предварительного магнитного картографирования рабочей зоны или при резких изменениях условий эксплуатации, таких как разгерметизация, резкое снижение температуры и давления, внезапное изменение интерьера кабины, целесообразно применять способ определения положения и ориентации объекта по п.3. При этом направление создаваемого магнитного поля периодически меняют на обратное, вычисляют полуразность измеренных значений до и после переключения для каждого датчика и направления, по которым вычисляют координаты объекта. If it is impossible to conduct preliminary magnetic mapping of the working area or if there are sharp changes in operating conditions, such as depressurization, a sharp decrease in temperature and pressure, a sudden change in the interior of the cabin, it is advisable to use the method for determining the position and orientation of an object according to claim 3. In this case, the direction of the generated magnetic field is periodically reversed, the half-difference of the measured values is calculated before and after switching for each sensor and the direction in which the coordinates of the object are calculated.
Следящая система для определения положения и ориентации подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров по п.1 содержит неподвижный излучатель 1 постоянного магнитного поля с устройством управления 2, соединенным с бортовым компьютером 3, и размещенный на объекте (условно не показан) подвижный приемник 4, также соединенный посредством канала передачи данных 6 с компьютером 3. The tracking system for determining the position and orientation of a movable object in a three-dimensional working area of limited size according to
На фиг. 3 представлен пример реализации подвижного приемника 4, содержащего девять однокомпонентных датчиков 5 на базе генераторов Холла, которые конструктивно удобно объединить в три трехкомпонентных датчика и разместить по углам треугольной опорной печатной платы 13, жестко закрепленной на защитном шлеме пилота. Свободное пространство платы 13 занято электроникой, необходимой для возбуждения датчиков 5, усиления и формирования выходных сигналов. В данной конструкции ни один из датчиков 5 не дублируется, расстояние между центрами трехкомпонентных датчиков составляет ~150 мм, что достаточно для получения требуемой разрешающей способности в определении координат подвижного приемника 4 при заданных габаритах рабочей зоны перемещения шлема, которая может составлять около 300•300•300 мм. Возможны другие конструктивные решения, например размещение датчиков на скобе, имеющей форму короны, охватывающей защитный шлем. In FIG. Figure 3 shows an example of the implementation of a
Излучатель 1 может быть изготовлен в виде совокупности линейных проводников 8, объединенных в прямоугольные обмотки 9 и 10. Проводники 8 могут быть выполнены из медной проволоки диаметром 1,5-2 мм. Ферромагнитный экран 11, выполненный, например, из ферромагнитной стали марки Ст10, относительная магнитная проницаемость которой составляет >1000. Толщина экрана 11 может составлять 2-3 мм, а его размеры могут быть выбраны из условия соразмерности с подголовником пилотского кресла. Оптимальные размеры ферромагнитного экрана 11 определяются эмпирическим выражением
Кэф/S=kAB/(21),
где Кэф - эффективный диаметр ферромагнитного экрана, мм;
S - расстояние от экрана до самой дальней точки рабочей зоны, мм;
АВ - абсолютная чувствительность применяемых датчиков, мГс;
I - величина полного тока в обмотках излучателя, кА;
k - размерный коэффициент равный 1 кА/мГс.The
K eff / S = kAB / (21),
where K ef is the effective diameter of the ferromagnetic screen, mm;
S - distance from the screen to the farthest point of the working area, mm;
AB - absolute sensitivity of the applied sensors, mGs;
I is the total current in the emitter windings, kA;
k - dimensional coefficient equal to 1 kA / mG.
Между обмотками 8 и 9 могут быть смонтированы пластины радиатора 11. Between the
Предлагаемое конструктивное выполнение излучателя 1 позволяет разместить его в подголовнике кресла пилота и тем самым жестко связать с конструкцией кресла. При этом обеспечивается минимальное изменение карты магнитного поля в рабочей зоне при перемещении кресла, т.к. излучатель 1 перемещается одновременно с ним. The proposed design of the
Система работает следующим образом. The system operates as follows.
После включения питания блок управления 2 поднимает поле излучателя 1 до величины, при которой среднее поле на подвижном приемнике составляет заданную величину, например 5 Гс. После этого система определяет линейные и угловые координаты подвижного приемника 4. Каждый раз для определения координат система использует 9 значений, полученных с подвижного приемника 4, и три значения с зафиксированного датчика 7 поля Земли, который отражает изменение магнитного поля в рабочей зоне при маневрах летательного аппарата. Весь цикл измерений двенадцати величин и вычисления координат не должен превышать по длительности 5 мс, что соответствует современным требованиям к системам целеуказания. Если система уравнений решается удовлетворительно, то система остается в режиме постоянного направления поля. В случае невозможности найти решение система организует переключение направления поля, производя измерения до и после переключения и производя процедуру самоконтроля, как указано выше. After turning on the power, the control unit 2 raises the field of the
Такая ситуация может возникнуть во время прогрева аппаратуры, при нарушении карты поля. Сигнал на переключение направления поля вырабатывается бортовым компьютером 3 на программном уровне и поступает в блок 2 управления излучателем 1. При перемещении шлема в пределах рабочей зоны система регулирует ток излучателя 1 для поддержания поля на подвижном приемнике 4 в заданных пределах. Данная процедура также осуществляется на программном уровне и реализуется через блок управления излучателем. При внезапном нарушении интерьера кабины во время полета система переходит в режим постоянного переключения направления поля излучателя 1, что позволяет работать без картографирования кабины за счет уменьшения быстродействия системы. Координаты подвижного приемника 4 пересчитываются бортовым компьютером 3 в направление линии визирования на цель, визуально выбранную пилотом, и вводятся в реальном времени в бортовое вооружение летательного аппарата как целеуказание. Such a situation can occur during the warming up of the equipment, in case of violation of the field map. The signal for switching the direction of the field is generated by the on-board computer 3 at the program level and enters the control unit 2 of the
Автором разработан, изготовлен и испытан полномасштабный макет системы для определения положения и ориентации подвижного объекта в трехмерной рабочей зоне ограниченных размеров. The author has developed, manufactured and tested a full-scale mock-up of the system for determining the position and orientation of a moving object in a three-dimensional working area of limited dimensions.
Claims (5)
Кэф/S= k АВ/ (2I),
где Кэф - эффективный диаметр ферромагнитного экрана, мм;
S - расстояние от экрана до самой дальней точки рабочей зоны;
АВ - абсолютная чувствительность применяемых датчиков, мГс;
I - полный ток в линейных проводниках излучателя, кА;
k - размерный коэффициент, k= 1 кА/мГс.5. A tracking system for determining the position and orientation of a moving object according to claim 4, characterized in that the dimensions of the stationary emitter of the magnetic field are determined from the empirical expression
K eff / S = k AB / (2I),
where K ef is the effective diameter of the ferromagnetic screen, mm;
S - distance from the screen to the farthest point of the working area;
AB - absolute sensitivity of the applied sensors, mGs;
I is the total current in the linear conductors of the emitter, kA;
k is the dimensional coefficient, k = 1 kA / mG.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000127856/09A RU2197013C2 (en) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | Procedure and tracking system establishing position and orientation of mobile object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000127856/09A RU2197013C2 (en) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | Procedure and tracking system establishing position and orientation of mobile object |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000127856A RU2000127856A (en) | 2002-11-10 |
| RU2197013C2 true RU2197013C2 (en) | 2003-01-20 |
Family
ID=20241824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000127856/09A RU2197013C2 (en) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | Procedure and tracking system establishing position and orientation of mobile object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2197013C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2413957C2 (en) * | 2008-09-09 | 2011-03-10 | Михаил Васильевич Желамский | Method of determining linear position and orientation of mobile object |
| EP2325667A2 (en) | 2009-11-16 | 2011-05-25 | Federalnoe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie "Nauchno-issledovatelsjiy institut Electrophizicheskoy apparatury im. D.V. Efr | Method and apparatus for determination of magnetic system manufacturing, assembling and mounting defects |
| RU2449242C1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого | Ultrasonic helmet-mounted positioning system |
| RU2778326C1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-08-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Device for determining the coordinates and parameters of motion of the observed ferromagnetic object |
| CN117784259A (en) * | 2024-02-23 | 2024-03-29 | 西安华舜测量设备有限责任公司 | Single-component magnetic field positioning method and positioning system |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3983474A (en) * | 1975-02-21 | 1976-09-28 | Polhemus Navigation Sciences, Inc. | Tracking and determining orientation of object using coordinate transformation means, system and process |
| US4362992A (en) * | 1978-01-30 | 1982-12-07 | Sperry Limited | System and method of detecting the proximity of an alternating magnetic field |
| WO1995024340A1 (en) * | 1994-03-11 | 1995-09-14 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Adaptive attitude control method for magnetic roll/yaw stabilization of a satellite |
| RU2062503C1 (en) * | 1993-07-06 | 1996-06-20 | Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Control systems of pilotless venicals motion |
| RU2075759C1 (en) * | 1989-02-16 | 1997-03-20 | Хвостов Орион Павлович | Process of determination of magnetic parameters on moving object |
| RU2096819C1 (en) * | 1995-07-12 | 1997-11-20 | Акционерное общество открытого типа "Чистопольский часовой завод "Восток" | Pressure regulator |
| RU2130619C1 (en) * | 1996-07-17 | 1999-05-20 | Смирнов Борис Михайлович | Magnetometric device determining angular position of body (versions) |
| RU2151405C1 (en) * | 1999-05-26 | 2000-06-20 | Смирнов Борис Михайлович | Device determining position of object |
-
2000
- 2000-11-09 RU RU2000127856/09A patent/RU2197013C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3983474A (en) * | 1975-02-21 | 1976-09-28 | Polhemus Navigation Sciences, Inc. | Tracking and determining orientation of object using coordinate transformation means, system and process |
| US4362992A (en) * | 1978-01-30 | 1982-12-07 | Sperry Limited | System and method of detecting the proximity of an alternating magnetic field |
| RU2075759C1 (en) * | 1989-02-16 | 1997-03-20 | Хвостов Орион Павлович | Process of determination of magnetic parameters on moving object |
| RU2062503C1 (en) * | 1993-07-06 | 1996-06-20 | Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Control systems of pilotless venicals motion |
| WO1995024340A1 (en) * | 1994-03-11 | 1995-09-14 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Adaptive attitude control method for magnetic roll/yaw stabilization of a satellite |
| RU2096819C1 (en) * | 1995-07-12 | 1997-11-20 | Акционерное общество открытого типа "Чистопольский часовой завод "Восток" | Pressure regulator |
| RU2130619C1 (en) * | 1996-07-17 | 1999-05-20 | Смирнов Борис Михайлович | Magnetometric device determining angular position of body (versions) |
| RU2151405C1 (en) * | 1999-05-26 | 2000-06-20 | Смирнов Борис Михайлович | Device determining position of object |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2413957C2 (en) * | 2008-09-09 | 2011-03-10 | Михаил Васильевич Желамский | Method of determining linear position and orientation of mobile object |
| EP2325667A2 (en) | 2009-11-16 | 2011-05-25 | Federalnoe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie "Nauchno-issledovatelsjiy institut Electrophizicheskoy apparatury im. D.V. Efr | Method and apparatus for determination of magnetic system manufacturing, assembling and mounting defects |
| RU2449242C1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого | Ultrasonic helmet-mounted positioning system |
| RU2778326C1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-08-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Device for determining the coordinates and parameters of motion of the observed ferromagnetic object |
| RU2780080C1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-09-19 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ЭЙРБУРГ" (АО "Эйрбург") | Method for data unification in the interaction of a ground control station with robotic complexes |
| CN117784259A (en) * | 2024-02-23 | 2024-03-29 | 西安华舜测量设备有限责任公司 | Single-component magnetic field positioning method and positioning system |
| CN117784259B (en) * | 2024-02-23 | 2024-05-14 | 西安华舜测量设备有限责任公司 | Single-component magnetic field positioning method and positioning system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Foxlin et al. | Constellation: A wide-range wireless motion-tracking system for augmented reality and virtual set applications | |
| EP1611463B1 (en) | Buried line locator with integral position sensing | |
| US7640106B1 (en) | Hybrid tracker | |
| JP6328789B2 (en) | Method and apparatus for determining angle of arrival (AOA) in a radar warning receiver | |
| EP1558895B1 (en) | Mobile electronic three-dimensional compass | |
| US10132636B2 (en) | Hybrid inertial/magnetic system for determining the position and orientation of a mobile body | |
| EP1177544A2 (en) | Operator training system | |
| EP0511293B1 (en) | Acoustic projectile trajectory evaluation device | |
| RU2197013C2 (en) | Procedure and tracking system establishing position and orientation of mobile object | |
| Shuman | Rocket measurement of the equatorial electrojet | |
| JP2002519671A (en) | Acceleration sensor | |
| US2942864A (en) | Device for measuring horizontal acceleration | |
| NO315623B1 (en) | Stabilization of direction indicated by magnetic compass | |
| US11274926B2 (en) | Method for assisting with navigation | |
| KR100813998B1 (en) | 3D location tracking method and device | |
| JPH0613977B2 (en) | Vehicle guidance device | |
| US10375501B2 (en) | Method and device for quickly determining location-dependent pulse responses in signal transmission from or into a spatial volume | |
| JP2000146509A (en) | Measurement method for magnetic motion capture device | |
| CA1302478C (en) | Ship's magnetic self-ranging system | |
| RU2357184C1 (en) | Method of defining linear and angular coordinates of operator helmet in aircraft cockpit and ultrasonic helmet system for method implementation | |
| CN108427113A (en) | A kind of sea ice thickness detecting system of unmanned plane | |
| US2887872A (en) | Method of measuring and compensating for deviation errors for earth's field responsive instruments | |
| US20230036210A1 (en) | Auto-Hemisphere Detection In A Magnetic Tracker | |
| KR102202072B1 (en) | Scattering position detection system | |
| RU2104486C1 (en) | Method determining distance to object from mobile observer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031110 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150528 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |