[其他]检测运动的仪器和方法无效

专利信息
申请号: 87103299 申请日: 1987-05-01
公开(公告)号: CN87103299A 公开(公告)日: 1987-11-18
发明(设计)人: 戴维·特纳·帕尔 申请(专利权)人: 比克有限公司
主分类号: G01P13/00 分类号: G01P13/00;G01C19/56
代理公司: 中国专利代理有限公司 代理人: 吴增勇,林长安
地址: 英国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 检测 运动 仪器 方法
【说明书】:

发明涉及测定运动的仪器。在诸如导航系统,稳定器等的许多情况中,都需要能够用来测定运动的设备,而且通常是借助陀螺仪来实现这一要求的。常规的陀螺仪是以如此飞速旋转轮的形式安装在构架内,以使其可自由地向任何方向倾斜。这种轮能够保持其原始方向,而与其上装有陀螺仪的运载工具的后来的运动无关。因此,它可以作为确定运载工具运动/方向的方向指示器。

常规的陀螺仪有若干固有的缺点。对飞速旋转轮的性能要求,使其机械构造复杂且调整困难。此外,轮必须保持旋转,所以需要有诸如马达或喷气射流之类的驱动力。

本发明的一个目的在于提供一种用以精确地测定运动,而且能够免与常规陀螺仪旋转轮有关的上述问题的仪器。

本发明所提供的用以测定运动的相应仪器包含一个壳体,其上或其内装有一个或多个光源和一个或多个检波器,这个或每一个光源适于沿着一条光路向一个检波器传送多色光,这个或每一个检波器适于检测若干不同波长辐射的入射光强,所提供的测定运动的仪器还包含有由壳体支承的辐射调制装置其支承方式,致使壳体沿着至少一个方向的运动变化能引起辐射调制装置沿所述路径的位移,从而改变到达一个或几个检波器的光线分布光谱的组成成分。

由该仪器检测的壳体运动的变化,可以用来表示一个壳体离开静止位置的运动。因此,该仪器也能作为振动检测器。换言之,壳体运动的变化可以是运动着的壳体的速度变化,或者是其运动方向上的改变。所以,该仪器还能够作为加速度计或方向指示器,并且可以实现一个常规的、旋转轮式的陀螺仪全部功能。

该仪器最好包括用以分折分布光谱组成成分的变化以便测定壳体运动变化的装置。典型的办法是借助监测两个独立的光波波长的光强比来实现的。在另一个最佳的方案中,一个或多个检波器每个都包含至少第一和第二光敏元件,第一光敏元件对于波长的响应度与第二光敏元件的响应度不同,来自光敏元件的信号被馈送给分析装置,该装置根据来自光敏元件的信号计算入射在一个或几个检波器上的辐射颜色,正如在色品图(国际照明委员会CIE)上以两个或多个参数所表示的那样。在一个简便的装置中;使用了两个不同的光敏元件,每一元件分别具有各目的波长响应度特性曲线。另一方案,一个或者两个光敏元件包括滤色器以便给出颜色响应特性曲线,因此,如果愿意的话,也允许使用两个相同的光敏元件。关于至少第一和第二光敏元件的波长响应度,最好使它们各自的波长/光强曲线至少有一部分波长光谱相重迭。

通过使用(至少)第一和第二光敏元件,颜色的变化可以由许定所选择部分的光谱的整体变化(颜色调制)来确定这与仅仅测定一个或多个所选择的波长处的变化(波长调制)不同。这样,从颜色A(由波长/光强曲线A表示)到颜色B(由波长/光强曲线B表示)的变化,将根据两条曲线之向的区域来计算,从而给出对“真正”颜色的更完整的分析,尽管给出该变化的指示,但波长调制的局限性,在于它是根据所选择的波长的两条曲线间的距离来进行计算的。无论使用哪种方法,所监测到的分布光谱组成成分的变化都要与壳体的运动的不同程度的变化和方向的标定规范相比较。

“多色光”这一术语,在这里的意思是指任何多种波长的辐射,特别是意味着包括可见光和红外线两种辐射。尽管为了便于理解而在这里使用“颜色”这一术语,则一点也不意味着只能使用可见光。如果仪器使用辐射超出可见光谱的范围发射源,则术语“颜色”指的是辐射的光谱分布。

在壳体上或壳体内至少可方便地安装有两对光源和检波器,每对限定一条多色光的传播路径,至少两对的路径方向是不同的,其设置方式应使壳体在至少两个方向的任一个方向上的运动变化,都能引起辐射调制装置沿着至少各对光源和检波器中之一的路径发生位移,以便使达到这个或各检波器的光线的分布光谱组成成分发生改变。由于这种设置方式,能确定两维运动,能从本发明的仪器具有测定预定平面内任一方向的运动的能力。可方便地配置至少两对光源和检波器,以使各光路处在同一平面内。

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