[go: up one dir, main page]

RU2378705C1 - Method of determining range and/or speed of remote object - Google Patents

Method of determining range and/or speed of remote object Download PDF

Info

Publication number
RU2378705C1
RU2378705C1 RU2008122030/11A RU2008122030A RU2378705C1 RU 2378705 C1 RU2378705 C1 RU 2378705C1 RU 2008122030/11 A RU2008122030/11 A RU 2008122030/11A RU 2008122030 A RU2008122030 A RU 2008122030A RU 2378705 C1 RU2378705 C1 RU 2378705C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
speed
range
time
sounding
results
Prior art date
Application number
RU2008122030/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Григорьевич Вильнер (RU)
Валерий Григорьевич Вильнер
Владимир Георгиевич Волобуев (RU)
Владимир Георгиевич Волобуев
Александр Аполлонович Казаков (RU)
Александр Аполлонович Казаков
Борис Кириллович Рябокуль (RU)
Борис Кириллович Рябокуль
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Priority to RU2008122030/11A priority Critical patent/RU2378705C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2378705C1 publication Critical patent/RU2378705C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: measuring techniques.
SUBSTANCE: invention relates to measuring techniques and can be used particularly for detecting violation of traffic rules by a vehicle. The method involves multiple probing a remote object by sending a series of laser pulses towards it, determining in each probe of the lag between sending the pulses and receiving the radiation reflected by the object, analytical determination of the current range of the object and recording these range values. The series of probes with recording of time values is divided into two groups. For the first group of probes, linear interpolation of recorded range values is carried out, from the results of which the trajectory of the object is pre-determined. Depending on the determined speed value, a reference time interval is formed, at the end of which the second group of probes is carried out. A revised trajectory is determined from range and time instant values recorded in both groups of probes. When recording probe results and after determining the revised trajectory of the object, measurements of the range of the object, results of which differ from the previous reliable measurement value exceeding the limit error of range measurement, are cancelled. The revised trajectory of the object is re-determined from the remaining results which have been ruled reliable.
EFFECT: invention saves resources and increases service life of the device, and also reduces power consumption by cutting on the number of measurements in the series of probes with minimal error of determining speed of an object in a wide range of speed.
6 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения дальности и скорости или только скорости удаленного объекта, в частности для обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения транспортным средством.The present invention relates to measuring technique and can be used to determine the range and speed or only the speed of a remote object, in particular for detecting and fixing violations of traffic rules by a vehicle.

Известен способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта [1], включающий многократное зондирование объекта путем периодической посылки на него серии n лазерных импульсов и определения в каждом i-м зондировании временного интервала ti между моментами излучения лазерного импульса и приема отраженного объектом излучения, определении и регистрации при каждом зондировании значений моментов текущего времени Ti, в которые производят посылки лазерных импульсов, и измеренных интервалов и ti в серии n зондирований, и определении скорости объекта V путем определения дальностей до объекта при каждом зондировании Ri=с·ti/2, где с - скорость света, и линейной интерполяции значений Ri, например, по формуле:A known method for determining the range and / or speed of a distant object [1], including repeated sensing of the object by periodically sending a series of n laser pulses to it and determining in each i-th sounding the time interval t i between the moments of emission of the laser pulse and reception of the radiation reflected by the object, determining and registering at each sounding the values of the moments of the current time T i at which the laser pulses are sent and the measured intervals and t i in a series of n soundings, and determining The speed of the object V by determining the distances to the object with each sounding R i = с · t i / 2, where с is the speed of light, and linear interpolation of the values of R i , for example, by the formula:

Figure 00000001
.
Figure 00000001
.

Согласно описанному способу, дальность до объекта определяют по формуле:

Figure 00000002
.According to the described method, the distance to the object is determined by the formula:
Figure 00000002
.

Указанная процедура не обеспечивает минимальной среднеквадратической ошибки определения скорости и дальности. Кроме того, не обеспечивается синхронность определения дальности и скорости объекта.The specified procedure does not provide the minimum standard error of determining the speed and range. In addition, the synchronization of determining the range and speed of the object is not ensured.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта, согласно которому производят многократное зондирование объекта путем периодической посылки на него серии n лазерных импульсов, в каждом i-м зондировании определяют задержку ti между моментами излучения лазерного импульса и приема отраженного объектом излучения, и определяют текущую дальность до объекта по формуле Ri=сti/2, где с - скорость света; при этом зондирования производят с постоянной частотой без пауз, а результаты зондирований делят на две равные группы: в первой группе определяют среднее значение дальностиThe closest in technical essence to the proposed method is a method for determining the range and / or speed of a distant object, according to which the object is repeatedly probed by periodically sending a series of n laser pulses to it, in each i-th probe, the delay t i between the moments of laser pulse emission is determined and receiving the radiation reflected by the object, and determine the current range to the object according to the formula R i = ct i / 2, where c is the speed of light; in this case, soundings are performed at a constant frequency without pauses, and the sounding results are divided into two equal groups: in the first group, the average distance value is determined

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

во второй группе определяют среднее значение дальностиin the second group determine the average value of the range

Figure 00000004
Figure 00000004

и определяют скорость объекта V пo формуле V=(R2-R1)/T1/2, где Т1/2 - период времени между первой и второй группами серии зондирования.and determine the speed of the object V according to the formula V = (R 2 -R 1 ) / T 1/2 , where T 1/2 is the time period between the first and second groups of the sensing series.

Согласно описанному способу для повышения достоверности измерений сравнивают результаты измерений Ri между собой и, если какой-либо результат отличается от предыдущего более чем на 10 м, то измерение считают недействительным, полученные результаты аннулируют и измерение начинают сначала. Как указано в [2], в случае превышения объектом (автомобилем) допустимой скорости к серии измерений из n=800 зондирований добавляют третью группу n/2 зондирований, по ним определяют среднее значение дальностиAccording to the described method, to increase the reliability of measurements, the results of measurements of R i are compared with each other and, if any result differs from the previous one by more than 10 m, then the measurement is considered invalid, the results are canceled and the measurement is started again. As indicated in [2], if the object (car) exceeds the permissible speed, a third group of n / 2 soundings is added to a series of measurements of n = 800 soundings, and the average range value is determined from them

Figure 00000005
Figure 00000005

и повторно определяют скорость объекта по формуле V'=(R3-R2)/T2/3, где Т2/3 - период времени между второй и третьей группами серии зондирования. Сравнивают значения V и V' и, в случае их совпадения с заданной точностью, индицируют полученный результат.and re-determine the speed of the object by the formula V '= (R 3 -R 2 ) / T 2/3 , where T 2/3 is the time period between the second and third groups of the sensing series. The values of V and V 'are compared and, if they coincide with a given accuracy, the result obtained is displayed.

Данный способ не обеспечивает минимального количества зондирований на один замер, что приводит к неоправданному снижению срока службы измерителя дальности и скорости и ресурса батареи питания. Кроме того, известный способ не обеспечивает минимальную среднеквадратическую ошибку определения скорости и дальности при минимальном количестве зондирований в серии, особенно при превышении объектом допустимой скорости, и не обеспечивает однозначность временной привязки результата измерения дальности к определенному моменту текущего времени. Этот способ не обеспечивает также возможности проведения измерений за одну серию при наличии ложных замеров.This method does not provide a minimum number of soundings per measurement, which leads to an unjustified decrease in the service life of the range meter and the speed and resource of the battery. In addition, the known method does not provide the minimum standard error of determining the speed and range with a minimum number of soundings in the series, especially when the object exceeds the permissible speed, and does not provide an unambiguous time reference of the range measurement result to a certain moment of the current time. This method also does not provide the possibility of taking measurements in one series in the presence of false measurements.

Задачей изобретения является сбережение ресурса и увеличение срока службы аппаратуры, реализующей способ, а также сокращение энергопотребления при питании аппаратуры от автономного источника, за счет сокращения количества измерений в серии зондирований при минимальной погрешности определения скорости объекта в широком диапазоне скоростей. Задачей изобретения является также определение дальности до объекта с однозначной привязкой по времени. Кроме того, задачей изобретения является обеспечение возможности измерения дальности и/или скорости за одну серию при наличии ложных замеров.The objective of the invention is to save the resource and increase the service life of the equipment that implements the method, as well as reducing energy consumption when powering the equipment from an autonomous source, by reducing the number of measurements in a series of soundings with a minimum error in determining the speed of an object in a wide speed range. The objective of the invention is also to determine the distance to the object with a unique time reference. In addition, the object of the invention is the provision of the possibility of measuring range and / or speed in one series in the presence of false measurements.

Указанная задача решается за счет того, что в известном способе определения дальности и/или скорости удаленного объекта, включающем многократное зондирование объекта путем посылки на него серии n лазерных импульсов, определения в каждом i-м зондировании задержки ti между моментами излучения лазерного импульса и приема отраженного объектом излучения, определения текущей дальности до объекта по формуле Ri=сti/2, где с - скорость света, и регистрации этих значений дальности, при этом серию зондирований делят на две группы, регистрируют значения времени Ti, в моменты i-го зондирования, в первой группе зондирований производят n1≤n/2 зондирований, осуществляют линейную интерполяцию зарегистрированных в моменты времени Ti значений дальности до объекта Ri, по результатам которой предварительно определяют траекторию объекта R*(t) в виде R*(t)=R0*+V*t, где R0* - оценка дальности до объекта в момент времени T1, соответствующий первому зондированию, V* - оценка скорости объекта, t - текущее время, отсчитываемое от момента первого зондирования, в зависимости от определенной величины скорости V* формируют базовый интервал времени Тб, по окончании которого производят вторую группу зондирований в количестве n2=n-n1, после чего по зарегистрированным в обеих группах зондирований значениям дальности Ri и моментам времени Ti определяют уточненную траекторию объекта R**(t) в виде R**(t)=R0**+V**t, где R0** - уточненная оценка дальности до объекта в момент времени, соответствующий первому зондированию, V** - уточненная оценка скорости объекта, t - текущее время, отсчитываемое от момента первого зондирования.This problem is solved due to the fact that in the known method for determining the range and / or speed of a distant object, including multiple sensing of the object by sending a series of n laser pulses to it, determining in each i-th probe the delay t i between the moments of laser pulse emission and reception radiation reflected by the object, to determine the current distance to the object by the formula R i = ct i / 2, where c - velocity of light, and the registration of these distance values, wherein a series of probes is divided into two groups, register values Ia time T i, at the instants i-th sensing a first group of probes produce n 1 ≤n / 2 sounding is carried out a linear interpolation for the points in time T i values of distance to the object R i, for which the results of pre-determined object trajectory R * (t) in the form R * (t) = R 0 * + V * t, where R 0 * is the estimate of the distance to the object at time T 1 corresponding to the first sounding, V * is the estimate of the speed of the object, t is the current time, counted from the moment of the first sounding, depending on a certain value of the velocity V * they base the basic time interval T b , at the end of which a second group of soundings is performed in the amount of n 2 = nn 1 , after which the updated object path R ** (t) is determined from the values of the range R i and time moments T i R ** (t) = R 0 ** + V ** t, where R 0 ** is the updated estimate of the distance to the object at the time corresponding to the first sounding, V ** is the updated estimate of the speed of the object, t is the current time counted from the moment of the first sounding.

Для повышения точности можно в процессе регистрации результатов зондирований аннулировать замеры дальности до объекта Ri, результаты которых отличаются от величины предыдущего признанного достоверным замера Ri-l на величину, превышающую предельную погрешность измерения дальности до объекта.To improve accuracy, it is possible to cancel the measurements of the range to the object R i during the recording of the results of soundings, the results of which differ from the value of the previously recognized reliable measurement R il by an amount exceeding the marginal error of measuring the distance to the object.

После определения уточненной траектории объекта целесообразно аннулировать замеры дальности до объекта Ri, результаты которых отличаются от уточненной оценки в i-й момент времени R**(Ti) на величину, превышающую предельную погрешность измерения дальности, после чего повторно определяют уточненную оценку траектории объекта по оставшимся признанным достоверными результатам зондирований.After determining the refined trajectory of the object, it is advisable to cancel the measurements of the distance to the object R i , the results of which differ from the refined estimate at the i-th time moment R ** (T i ) by an amount exceeding the marginal error of measuring the range, after which the refined assessment of the trajectory of the object is re-determined according to the remaining recognized reliable sounding results.

Предварительные и окончательные оценки дальности до объекта R0 в начальный момент измерения Т1 и скорости объекта V можно формировать по формулам:Preliminary and final estimates of the distance to the object R 0 at the initial moment of measuring T 1 and the speed of the object V can be formed by the formulas:

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

гдеWhere

R0 - оценка дальности до объекта в момент времени T1;R 0 - assessment of the distance to the object at time T 1 ;

V - оценка скорости объекта;V is an estimate of the speed of the object;

Rim=c·ti/2 - признанный достоверным результат измерения дальности до объекта в i-м зондировании;R im = c · t i / 2 - recognized as a reliable result of measuring the distance to the object in the i-th sounding;

Ti - моменты времени, в которые произведены замеры дальности Ri,T i - time points at which the measured range R i

с - скорость света,c is the speed of light

m - количество признанных достоверными замеров дальности в серии из n зондирований.m is the number of recognized range measurements in a series of n soundings.

ti - задержка между моментами излучения лазерного импульса и приема отраженного объектом излучения в i-м зондировании.t i is the delay between the moments of radiation of the laser pulse and the reception of the radiation reflected by the object in the i-th sounding.

Величину базового интервала можно устанавливать в зависимости от предварительной оценки скорости объекта путем сравнения предварительной оценки скорости объекта с заданной величиной скорости и принятия решения о выборе базового интервала по заранее установленному правилу.The value of the base interval can be set depending on a preliminary estimate of the speed of the object by comparing a preliminary estimate of the speed of the object with a given value of speed and deciding on the choice of the base interval according to a predetermined rule.

Выбирать базовый интервал можно, например, так, что если предварительная оценка скорости объекта превышает предельно допустимое значение, то устанавливают максимально возможную величину базового интервала Тб, а если не превышает, то устанавливают величину базового интервала от 1,5 до 4 раз меньше предельно возможного.You can choose a base interval, for example, so that if the preliminary estimate of the object’s speed exceeds the maximum permissible value, then the maximum possible value of the base interval T b is set , and if it does not exceed, then the value of the base interval is set from 1.5 to 4 times less than the maximum possible .

Величину дальности до объекта R**(Т) в произвольный момент времени Т можно определять по формуле R**(T)=R0**+V**T, где R0** - уточненная оценка дальности в момент первого зондирования, и V** - уточненная оценка скорости, причем время Т отсчитывают от момента первого зондирования.The distance to the object R ** (T) at an arbitrary point in time T can be determined by the formula R ** (T) = R 0 ** + V ** T, where R 0 ** is an updated estimate of the range at the time of the first sounding, and V ** is an updated estimate of the velocity, and the time T is counted from the moment of the first sounding.

На чертеже показана временная диаграмма, иллюстрирующая описанный способ.The drawing shows a timing diagram illustrating the described method.

Начиная с момента времени T1, производят группу n1 зондирований, регистрируют моменты Ti, определяют и регистрируют измеренные значения дальности R1…Rn1, производят предварительную оценку траектории объекта путем линейной интерполяции измеренных дальностей, по которым формируют предварительные оценки скорости V* и дальности R0*, например, по указанным выше формулам или по одной из известных упрощенных процедур.Starting from time T 1 , a group of n 1 soundings is made, moments T i are recorded, measured values of the range R 1 ... R n1 are determined and recorded, a preliminary assessment of the object’s path is made by linear interpolation of the measured distances, from which preliminary estimates of the velocity V * and range R 0 *, for example, according to the above formulas or according to one of the known simplified procedures.

Если определенная таким образом скорость объекта не превышает допустимого значения, то выбирают базу измерения Tб1, если превышает, то выбирают увеличенное значение базы Тб2, формируют соответствующий временной интервал Тб и по его истечении производят вторую группу зондирований, вновь регистрируя измеренные значения дальности Rn1+1…Rn. Соотношение Tб2/Tб1 может выбираться в пределах от 1,5 (меньшая величина этого соотношения мало влияет на конечный результат) до 4 (при большем значении не выполняются требования по точности и времени измерения).If the object’s speed determined in this way does not exceed the permissible value, then choose the measurement base T b1 , if it exceeds, then select the increased value of the base T b2 , form the corresponding time interval T b and, after it, produce a second group of soundings, again registering the measured values of the range R n1 + 1 ... R n . The ratio T b2 / T b1 can be selected in the range from 1.5 (a smaller value of this ratio has little effect on the final result) to 4 (with a higher value, the requirements for accuracy and measurement time are not met).

В процессе измерений исключают замеры, отличающиеся от предыдущего значения более чем на предельную погрешность измерения - такие замеры считают недостоверными. По окончании серии зондирований по оставшимся m замерам дальности, признанным достоверными, производят линейную интерполяцию траектории движения объекта, например, по формулам (1) и (2), реализующим метод минимума средних квадратов, обеспечивающий наименьшее значение ошибки определения скорости и дальности. При этом формируют уточненные оценки скорости V** и дальности в начальный момент времени R0**. После этого проверяют имеющиеся результаты зондирования Ri, на соответствие условию |R**(Ti)-Ri|≤ΔR, где ΔR - максимальная погрешность измерения. Результаты Ri, не соответствующие этому условию, аннулируют и по оставшимся m результатам зондирования повторно уточняют оценки скорости V** и дальности в начальный момент времени R0**. Начальный момент времени T1 соответствует моменту первого зондирования независимо от количества и очередности аннулированных замеров дальности.In the process of measurement exclude measurements that differ from the previous value by more than the maximum measurement error - such measurements are considered unreliable. At the end of a series of soundings based on the remaining m range measurements, which are recognized as reliable, a linear interpolation of the object’s trajectory is performed, for example, according to formulas (1) and (2), which implements the minimum mean square method that provides the smallest error in determining the speed and range. At the same time, accurate estimates of the velocity V ** and range at the initial instant of time R 0 ** are formed. After that, check the available sensing results R i for compliance with the condition | R ** (T i ) -R i | ≤ΔR, where ΔR is the maximum measurement error. Results R i that do not meet this condition are canceled and, based on the remaining m sensing results, the estimates of the velocity V ** and range at the initial instant of time R 0 ** are re-refined. The initial moment of time T 1 corresponds to the moment of the first sounding, regardless of the number and sequence of canceled range measurements.

Величину дальности R**(T) до объекта в произвольный момент времени Т определяют по формуле R**(T)=R0**+V**T, что позволяет осуществить однозначную привязку измерения дальности к определенному моменту времени, например, к времени окончания серии зондирований.The range R ** (T) to the object at an arbitrary time instant T is determined by the formula R ** (T) = R 0 ** + V ** T, which allows you to uniquely associate a range measurement to a specific point in time, for example, time for the end of a series of soundings.

Пример 1.Example 1

Согласно предлагаемому способу в первой и второй группах производят по n1=n2=200 зондирований с частотой следования F=2220 1/с. Общее время измерения скорости Тизм принято равным 0,36 с. База измерения Тб=Tизм-n1/F=0,36-200/2220~0,27 с.According to the proposed method, in the first and second groups, n 1 = n 2 = 200 soundings are performed with a repetition rate of F = 2220 1 / s. The total time of measuring the speed T ISM is assumed to be 0.36 s. The measurement base T b = T ISM -n 1 / F = 0.36-200 / 2220 ~ 0.27 s.

При этих условиях среднеквадратическая погрешность измерения скорости при использовании простейшего алгоритма усреднения, принятого в [2],Under these conditions, the standard error of the velocity measurement using the simplest averaging algorithm adopted in [2],

σV=2σ1/Tб√n1=2σ1/0,27√200,σ V = 2σ 1 / T b √n 1 = 2σ 1 / 0.27√200,

где σ1 - среднеквадратическая погрешность измерения дальности в одном замере.where σ 1 is the standard error of the range measurement in one measurement.

При измерении по способу [2] при том же времени измерения Tизм=0,36 с требуется по n10=n20=400 измерений, а база измерений составляет Тб0=Tизм/2=0,18 с. При этом среднеквадратическая погрешность измерения скоростиWhen measured by the method [2] at the same measurement time, T ISM = 0.36 s is required for n 10 = n 20 = 400 measurements, and the measurement base is T b0 = T ISM / 2 = 0.18 s. In this case, the standard error of the velocity measurement

σV0=2σ1/Tб0√n10=2σ1/0,18√400.σ V0 = 2σ 1 / T b0 √n 10 = 2σ 1 / 0.18√400.

Отношение этих погрешностей σVV0=(0,18√400)/(0,27√200)=0,94. Это означает, что при равном времени измерения предлагаемый способ практически не уступает по точности прототипу, а при использовании оптимального алгоритма вычисления скорости (2) - и превосходит его по точности. По количеству же зондирований на одно измерение выигрыш предлагаемого способа составляет два раза.The ratio of these errors is σ V / σ V0 = (0.18√400) / (0.27√200) = 0.94. This means that with equal measurement time, the proposed method is practically inferior in accuracy to the prototype, and when using the optimal speed calculation algorithm (2), it surpasses it in accuracy. By the number of soundings per measurement, the gain of the proposed method is two times.

Пример 2.Example 2

В случае превышения некоторого заданного предела скорости объекта согласно известному способу производят дополнительную серию зондирований длительностью 0,18 с и производят вторую оценку скорости на измерительной базе 0,18 с. В результате общее количество зондирований n0=3 n10=1200, и при этом обеспечивается снижение погрешности измерения в √2 раз, т.е. для условий Примера 1 среднеквадратическая погрешность измерения скорости составитIn case of exceeding a certain predetermined speed limit of the object according to the known method, an additional series of soundings is performed for a duration of 0.18 s and a second speed estimate is made on a measuring base of 0.18 s. As a result, the total number of soundings is n 0 = 3 n 10 = 1200, and at the same time, the measurement error is reduced by √2 times, i.e. for the conditions of Example 1, the standard error of the velocity measurement will be

σV0=2σ1(√2Tб0√n10)=2σ1/0,18√400=0,393σ1.σ V0 = 2σ 1 (√2T S0 √n 10) 2 = σ1 / 0,18√400 = 0,393σ 1.

При том же общем количестве зондирований n=1200 и том же времени измерения Тизм=3n/F=1200/2220=0,54 сек процедура измерения по предлагаемому способуWith the same total number of soundings n = 1200 and the same measurement time T ISM = 3n / F = 1200/2220 = 0.54 s, the measurement procedure according to the proposed method

обеспечивает погрешность измерения скорости [3]provides speed measurement error [3]

Figure 00000008
.
Figure 00000008
.

Выигрыш предлагаемого способа по точности составляет 0,393/0,093=4,2 раза.The advantage of the proposed method for accuracy is 0.393 / 0.093 = 4.2 times.

Предлагаемое изобретение обеспечивает существенное сбережение ресурса и увеличение срока службы аппаратуры, реализующей способ, а также сокращение энергопотребления при питании аппаратуры от автономного источника, за счет сокращения количества измерений в серии зондирований при минимальной погрешности определения скорости объекта в широком диапазоне скоростей. В частности, способ позволяет:The present invention provides a significant resource saving and increasing the service life of the equipment implementing the method, as well as reducing power consumption when powering the equipment from an autonomous source, by reducing the number of measurements in a series of soundings with a minimum error in determining the speed of an object in a wide speed range. In particular, the method allows:

- при одинаковом количестве зондирований значительно сократить среднеквадратическую ошибку измерения скорости и дальности, уменьшив ее до теоретически минимально возможного значения;- with the same number of soundings, significantly reduce the root-mean-square error of measuring speed and range, reducing it to the theoretically minimum possible value;

- существенно сократить количество зондирований, необходимое для обеспечения заданной точности;- significantly reduce the number of soundings necessary to ensure a given accuracy;

- сократить время процедуры, необходимое для проведения измерений с заданной точностью;- reduce the time required for measurements with a given accuracy;

- однозначно привязывать результат измерения дальности по времени к любому заданному моменту, например, началу, середине или концу серии зондирований, что имеет значение, например, для протоколирования результатов.- unequivocally link the result of measuring the distance in time to any given moment, for example, the beginning, middle or end of a series of soundings, which is important, for example, for recording results.

Источники информацииInformation sources

1. J.G.Dunne "Laser-based measuring device". US Patent 5359404, Oct. 25, 1994.1. J. G. Dunne "Laser-based measuring device". US Patent 5,359,404, Oct. 25, 1994.

2. Ю.В.Абазадзе, Н.А.Лицарев, В.Л.Почтарев и др. «Особенности построения лазерного измерителя скорости и дальности ЛИСД-2М». Квантовая электроника, 2002, Том 32, №3, С.247-250 - прототип.2. Yu.V. Abazadze, N. A. Litsarev, V. L. Pochtarev and others. "Features of the construction of a laser speed and range meter LISD-2M." Quantum Electronics, 2002, Volume 32, No. 3, S.247-250 - prototype.

3. Б.Р.Левин «Теоретические основы статистической радиотехники». Изд. «Радио и связь», Москва, 1975 г., т.2, c.131-139.3. B. R. Levin "Theoretical foundations of statistical radio engineering." Ed. “Radio and communications”, Moscow, 1975, v.2, p.131-139.

Claims (6)

1. Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта, включающий многократное зондирование объекта путем посылки на него серии n лазерных импульсов, определения в каждом i-м зондировании задержки ti между моментами излучения лазерного импульса и приема отраженного объектом излучения, определения текущей дальности до объекта по формуле Ri=cti/2, где с - скорость света, и регистрации этих значений дальности, при этом серию зондирований делят на две группы, отличающийся тем, что регистрируют значения времени Тi, в моменты i-го зондирования, в первой группе зондирований производят n1≤n/2 зондирований, осуществляют линейную интерполяцию зарегистрированных в моменты времени Ti, значений дальности до объекта Ri, по результатам которой предварительно определяют траекторию объекта R*(t) в виде R*(t)=R0*+V*t, где R0* - оценка дальности до объекта в момент времени T1, соответствующий первому зондированию, V* - оценка скорости объекта, t - текущее время, отсчитываемое от момента первого зондирования, в зависимости от определенной величины скорости V* формируют базовый интервал времени Tб, по окончании которого производят вторую группу зондирований в количестве n2=n-n1, после чего по зарегистрированным в обеих группах зондирований значениям дальности Ri и моментам времени Ti, определяют уточненную траекторию объекта R**(t) в виде R**(t)=R0**+V**t, где R0** - уточненная оценка дальности до объекта в момент времени, соответствующий первому зондированию, V** - уточненная оценка скорости объекта, при этом предварительные и окончательные параметры интерполирующей траектории R0 и V определяют так, чтобы среднеквадратическое отклонение значений Ri, от интерполирующей зависимости было минимальным, например формируют по формулам
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
где Rim=c·t/2 - признанный достоверным результат измерения дальности до объекта в i-м зондировании;
m - количество признанных достоверными замеров дальности в серии из n зондирований.
1. A method for determining the range and / or speed of a distant object, including multiple sensing of the object by sending a series of n laser pulses to it, determining in each i-th sounding the delay t i between the moments of radiation of the laser pulse and receiving the radiation reflected by the object, determining the current range to object of the formula R i = i ct / 2, where c - velocity of light, and the registration of these distance values, wherein a series of probes is divided into two groups, characterized in that the recorded time value T i, at the instants i-th probe tion, in the first group of probes produce n 1 ≤n / 2 sounding is carried out a linear interpolation for the points in time T i, the range to the object values R i, the results of which pre-defined trajectory R * (t) of the object in the form R * (t ) = R 0 * + V * t, where R 0 * is the estimate of the distance to the object at time T 1 corresponding to the first sounding, V * is the estimate of the speed of the object, t is the current time counted from the moment of the first sounding, depending on a certain value of speed V * form the base time interval and T b , at the end of which the second group of soundings is performed in the amount of n 2 = nn 1 , after which, based on the values of the range R i and the time moments T i recorded in both groups of soundings, the refined path of the object R ** (t) is determined in the form R ** (t) = R 0 ** + V ** t, where R 0 ** is a refined estimate of the distance to the object at a time corresponding to the first sounding, V ** is a refined estimate of the speed of the object, with preliminary and final parameters the interpolating path R 0 and V are determined so that the standard deviation values of R i , from the interpolating dependence was minimal, for example, formed by the formulas
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
where R im = c · t / 2 - recognized as a reliable result of measuring the distance to the object in the i-th sounding;
m is the number of recognized range measurements in a series of n soundings.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе регистрации результатов зондирований аннулируют замеры дальности до объекта Ri, результаты которых отличаются от величины предыдущего признанного достоверным замера Ri-1 на величину, превышающую предельную погрешность измерения дальности до объекта.2. The method according to claim 1, characterized in that in the process of recording the results of soundings, the measurements of the distance to the object R i are canceled, the results of which differ from the value of the previously recognized reliable measurement R i-1 by an amount exceeding the marginal error of measuring the distance to the object. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после определения уточненной траектории объекта аннулируют замеры дальности до объекта Ri, результаты которых отличаются от уточненной оценки в i-й момент времени R**(Ti) на величину, превышающую предельную погрешность измерения дальности, после чего повторно определяют уточненную оценку траектории объекта по оставшимся признанным достоверными результатам зондирований.3. The method according to claim 1, characterized in that after determining the refined path of the object, the distance measurements to the object R i are canceled, the results of which differ from the refined estimate at the i-th time moment R ** (T i ) by an amount exceeding the marginal error range measurements, after which they re-define an updated estimate of the object’s trajectory based on the remaining recognized reliable sounding results. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину базового интервала Тб устанавливают в зависимости от предварительной оценки скорости объекта путем сравнения предварительной оценки скорости объекта с заданной величиной скорости и принятия решения о выборе базового интервала по заранее установленному правилу.4. The method according to claim 1, characterized in that the value of the base interval T b is set depending on a preliminary estimate of the speed of the object by comparing a preliminary estimate of the speed of the object with a given value of speed and deciding on the choice of the base interval according to a predetermined rule. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что если предварительная оценка скорости объекта превышает предельно допустимое значение, то устанавливают максимально возможную величину базового интервала Tб, a если не превышает, то устанавливают величину базового интервала от 1,5 до 4 раз меньше предельно возможного.5. The method according to claim 4, characterized in that if the preliminary estimate of the speed of the object exceeds the maximum permissible value, then set the maximum possible value of the base interval T b , and if it does not exceed, then set the value of the base interval from 1.5 to 4 times less as much as possible. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину дальности до объекта R**(T) в произвольный момент времени Т определяют по формуле R**(T)=R0**+V**T, причем время Т отсчитывают от момента первого зондирования. 6. The method according to claim 1, characterized in that the distance to the object R ** (T) at an arbitrary point in time T is determined by the formula R ** (T) = R 0 ** + V ** T, and the time T counted from the moment of the first sounding.
RU2008122030/11A 2008-06-03 2008-06-03 Method of determining range and/or speed of remote object RU2378705C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008122030/11A RU2378705C1 (en) 2008-06-03 2008-06-03 Method of determining range and/or speed of remote object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008122030/11A RU2378705C1 (en) 2008-06-03 2008-06-03 Method of determining range and/or speed of remote object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2378705C1 true RU2378705C1 (en) 2010-01-10

Family

ID=41644323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008122030/11A RU2378705C1 (en) 2008-06-03 2008-06-03 Method of determining range and/or speed of remote object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378705C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560011C1 (en) * 2014-06-09 2015-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Laser range finder
RU2759300C1 (en) * 2021-04-02 2021-11-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Range measurement method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560011C1 (en) * 2014-06-09 2015-08-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Laser range finder
RU2759300C1 (en) * 2021-04-02 2021-11-11 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Range measurement method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107576371B (en) A kind of Ultrasonic Liquid Level Measurement and ultrasonic wave liquid level measuring apparatus
US10598538B2 (en) System and method for measuring liquid level of vehicle fuel tank
CN109597052A (en) Laser radar echo data extraction method and extraction element
CN107884779A (en) Laser radar, vehicle, range error measuring method and distance-finding method
US9874441B1 (en) Circuitry and method for reducing echo walk error in a time-of-flight laser distance device
RU2378705C1 (en) Method of determining range and/or speed of remote object
CN115097420A (en) Laser rangefinder signal calibration method, device and electronic equipment based on AD data
CN114646942B (en) Laser radar control method and laser radar
TW201411166A (en) Laser rangefinder for distance measurement, distance computation method and distance measurement method
CN108445477A (en) The precision distance measurement method of airdrome scene foreign bodies detection radar
RU2455615C1 (en) Method for non-coherent accumulation of optical location signals
RU2510043C1 (en) Method of determining range to earth's surface
RU2385471C2 (en) Method of determining range and/or speed of remote object
RU2560011C1 (en) Laser range finder
CN110187328A (en) Calibration method, device, equipment and the computer readable storage medium of depth mould group
CN116125406A (en) Method for evaluating performance of space-based surveillance radar based on SNR estimation and track-pointing track report
WO2021077253A1 (en) Measurement method and apparatus, mobile platform and computer-readable medium
CN202149769U (en) Vehicle-mounted distance measuring instrument utilizing gallium arsenide semiconductor laser
RU2451904C1 (en) Range-finding method
CN117169907B (en) Laser pulse ranging method, control device, circuit and equipment thereof
CN110702384A (en) Near-field test method and near-field test system for laser
RU2562148C1 (en) Remote object distance and speed determination method
RU2759300C1 (en) Range measurement method
CN114526832B (en) Method of measuring water temperature in instrumentation
RU2469269C2 (en) Range-finding method