Ультразвуковая нашлемная система позиционирования

Ультразвуковая нашлемная
система позиционирования
Новгородский государственный
университет
Кафедра радиосистем
Разработка выполнена в 2005-2007 гг
Возможные области применения
•
•
•
•
•
•
Авиация
Промышленность
Системы виртуальной реальности
Робототехника
Медицина
Т.е. там, где требуется отслеживание
перемещений и ориентации объекта
Тактико-технические
характеристики
Разработанный образец
нашлемной системы
типа УЗНСП
Существующий образец
НСП типа «Щель-3М» или
«СУРА»
Тип системы
Ультразвуковая
Оптико-электронная
Состояние разработки
Завершена НИР с изготовлением
макетного образца
Серийный выпуск
«Завод АРСЕНАЛ» Киев, Украина
Выдаваемые
параметры
Угловые {x,y,z};
Линейные {X, Y, Z}
Угловые {y,z}
Рабочий диапазон
измерения угловых
координат
Азимут:
y = ± 180
Угол места: я = - 30 +60
Крен
х = ± 60
Азимут:
y = ± 60
Угол места: я = - 15 +60
Крен:
не измеряет
Точность измерения
угловых координат
x = y = z = 2’
y = z = 45’ при y=±60;
z = -30 +45
y = z = 120’ при других углах
x – не измеряет
Точность измерения
линейных координат
X = ± 0,1 мм;
Y = ± 0,1 мм;
Z = ± 0,1 мм;
Не измеряет
Необходимость
юстировки системы
После установки на ЛА
После установки на ЛА
Частота обновления
информации
50 Гц
100 Гц
Масса системы
- на шлеме – 20 г (без разъема)
- в кабине – < 2 кг
- на шлеме – 0,3 кг
- в кабине – 1,8 кг, вне – 5,3 кг
Число контактов в
разъеме шлема
5
12
Как это работает
•
•
•
Определяются координаты УЗ
приемников на ЗШ по известным координатам излучателей в
кабине дальномерным методом.
Дальности определяются
импульсно-фазовым методом,
который дает точность ~0,1 мм.
Корректирующий канал компенсирует изменение скорости
звука и смещение излучателей
вследствие вибрации.
Координаты излучателей в
системе координат ЛА
определяются в режиме
«Привязка» также ультразвуковым методом.
Привязка
•
Технологический крест (красный цвет)
располагается вдоль строительных осей ЛА
• Измеряются расстояния от его приемников
до одного из излучателей
• Решается навигационная задача определения координат излучателя
• То же – для всех излучателей кабины
• Все данные далее будут выдаваться в
системе координат технологического креста.
• Привязка проводится один раз
Второй вариант использует ЗШ в качестве
технологического креста. Привязка – перед
каждым полетом (длительность ~30 мс). Все
координаты далее - относительно первого
положения шлема; которое можно считать в
начале связанной с ЛА системой координат
(возможен пересчет к центру масс).
Используемые датчики
•
•
Датчики герметичные фирмы MURATA
Диаметр 16 мм, высота 14 мм
Тип
Частота
Направленность,
градус
Диапазон
температур
MA40E8-2
ПРД/ПРМ
40 кГц
75
-30 +85
MA40MF10-1B
ПРД/ПРМ
40 кГц
100
-40 +85