[发明专利]一种超大范围空间激光定位装置及方法

说明书

一种超大范围空间激光定位装置及方法，包括：发射端、接收端和控制单元，发射端包括激光发射单元、姿态保持机构、控制单元和高度计，姿态维持单元以保证激光发射单元的旋转中心轴线保持与铅锤方向重合，控制单元包括通信单元、机械控制单元和信号处理单元，通信单元用于接收来自主机的控制指令和待传数据，并下发给机械控制单元和信号处理单元，本发明不依赖有明显的环境轮廓，无需进行轮廓对比；本发明的定位覆盖范围可达数公里或者数十公里；本发明可用于高速移动的物体上；本发明的计算量大幅减小，可以提高计算速度、响应速度，同时降低计算成本。

技术领域

本发明涉及激光定位领域，尤其涉及一种超大范围空间激光定位装置及方法。

背景技术

在军事行动中，直升机、无人机、地面车辆及海面舰船，需要时刻确定自己在空间中的位置，特别是在协同运动或者作战过程中，对于自身及其他协同单位的位置更需要有了解。目前，这些作战单元时刻通过全球卫星定位系统来确定自己的实时位置。但是在某些极端情况，比如存在强电磁干扰，相关卫星失效的情况下，使得基于卫星电磁波通信的定位系统失效。同时基于电磁波的UWB等方案也无法正常工作。

在这种情况下，视觉或者光学定位将成为仅剩的可选方案。然而当前的双目视觉定位多用于室内或者超短距离的定位，在目标距离过远的情况下，无法得到精确定位，甚至由于像素问题无法捕获目标。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种超大范围空间激光定位装置及方法。

本发明提供的一种超大范围空间激光定位装置，其特征在于，包括：

发射端、接收端和控制单元，

发射端安装在水面舰船顶部无遮挡位置，空中运输设备的底部无遮挡位置，发射端可安装一个或多个，

接收端安装在运输机周身易于接收到激光信号的位置，传感器数量多布置，

发射端包括激光发射单元、姿态维持单元、控制单元和高度计，其中姿态维持单元和激光发射单元包含有机械运动结构，激光发射单元会高速360度旋转，

激光发射单元包括线激光发射器和旋转机构，线激光发射器能够向外发射强度可调的线激光，线激光发射器安装在旋转机构上，旋转机构根据控制单元给出的控制指令进行360度的旋转，高度计的作用是根据所在环境的静压测出发射端所在的海拔高度；

姿态维持单元以保证激光发射单元的旋转中心轴线保持与铅锤方向重合，

控制单元包括通信单元、机械控制单元和信号处理单元，通信单元用于接收来自主机的控制指令和待传数据，并下发给机械控制单元和信号处理单元，信号处理单元的作用是将通信单元下发的待传数据调制，并传递给激光发射单元加载在激光上发射出去，

接收端包括光信号接收单元、信号处理单元和计算单元，

光信号接收单元包括高透滤光组件、光电传感器、信号放大器，光信号接收单元按需布满所搭载装置的周身，

信号处理单元将从接收单元接收到的电信号处理成为数字信号，并解析成为传输过来的数据，传递给通信单元，

计算单元将传输过来的数据，计算出激光发射器相对于本运输机所在的位置，

通信单元将信号处理单元传递过来的数据传输给主机。

优选的，所述一种超大范围空间激光定位方法，以下步骤

步骤1：第二运输机的主机向控制单元下发启动指令，控制单元控制激光发射单元的旋转机构匀速旋转，比如120hz，并以地磁正北方向为0度起始角度，将旋转机构的角度即激光旋转角度以0～360度为周期编入激光信号，激光旋转角度实时变化；