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