РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ МНОГОМЕРНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

Общие вопросы исследования и разработки принципиальной схемы многомерной системы контроля взаимного пространственного положения объектов

Принципиальная схема многомерной системы контроля

Теоретические проработки главы 19, сформированные в ней основные принципы построения многомерных систем контроля взаимного положения объектов и разработанная обобщенная структура системы позволяют перейти к созданию принципиальных схем построения системы контроля.

В соответствии с обобщенной структурной схемой разработана принципиальная схема многомерной системы контроля, позволяющая реализовать теоретические предпосылки. Один из вариантов этой схемы приведен на рис. 20.1.

Рис. 20.1. Принципиальная схема многомерной системы контроля пространственного положения объектов одноканальной структуры

Схема включает в себя приемо-передающее устройство, состоящее из светоделительного блока (СДБ) в виде куб-призмы, источника излучения (ИИ), конденсора (К), сетки (С) и объектива (ОК), составляющих коллиматор, приемной оптической системы (ПОС) и приемника излучения в виде телевизионного передающего устройства (ТПУ), например видикона. Приемо-передающее устройство размещается на объекте, пространственное положение которого контролируется.

На объекте, относительно которого осуществляется ориентирование, размещаются комбинированные отражатели К01 и К02, каждый из которых состоит из полупрозрачного зеркала (ППЗ) и расположенной на некотором расстоянии от него, подсвечиваемой ИИ, марки М.

Для измерения и контроля угловых координат объекта в рассматриваемой схеме используется способ автоколлимации в сходящихся пучках лучей. Изображение сетки С проецируется объективом коллиматора ОК через полупрозрачную грань СДБ в направлении ортогонально расположенных ПП31 и ПП32. Отраженные пучки света проходят в обратном направлении СДБ и попадают на объектив ПОС, который строит изображение сетки на чувствительном слое ПИ.

Контроль линейных смещений объекта производится методом прямых измерений. При этом изображения марок М и М₂ строятся ПОС также в плоскости анализа ПИ.

Таким образом, на чувствительном слое ПИ строятся изображения двух авто- коллимационных марок и двух марок линейных смещений. Далее в ТПУ происходит преобразование информации в электрический сигнал U_c(t)= /(ф,|/,у, Ах, Ay, Az,?) и передача его на устройство отображения информации (УОИ), где формируется визуальная информационная модель пространственного положения объекта.

Итак, разработанная в соответствии с ранее сформулированными принципами построения многомерных систем принципиальная схема системы контроля позволяет производить контроль и управление объектом по всем шести параметрам, определяющим его пространственное положение. При этом достигается получение информационной модели пространственного положения объекта без многократных преобразований информации, минимальным количеством звеньев, что подтверждает целесообразность применения одноканальной структуры построения многомерных систем для решения задач контроля пространственного положения объектов. Формирующаяся при этом на УОИ информационная модель процесса позволяет человеку-оператору осуществлять контроль и управление независимо по каждому измеряемому параметру.