[发明专利]一种激光发射装置及自动追踪方法

摘要

本发明公开了一种激光发射装置及自动追踪方法，实现对移动中的激光接收器靶标的快速而准确的自动跟踪。所述激光发射装置包括激光安装平台和底架；所述激光安装平台包括用于发射调制激光信号的激光发射器，用于带动激光发射器旋转的激光发射器旋转机构，用于控制激光发射器旋转速度并自动追踪激光接收器的激光发射器旋转控制单元，用于激光发射器调平的自动调平机构和用于接收激光发射器转速数据并发射激光发射角度数据的通信单元；所述底架包括支撑整个激光安装平台的三脚架和用于激光安装平台升降的激光安装平台升降单元。

主权项

一种自动追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设置两个固定位置的激光发射装置：第一激光发射装置和第二激光发射装置，在欲追踪的目标上设置激光接收器，两个激光发射装置分别作自旋转并发射激光，同时建立平面坐标系，定义两个激光发射装置之间的连线为基线，第一激光发射装置的坐标为(xA，yA)，第二激光发射装置的坐标为(xB，yB)；步骤二：当激光接收器同时接收到两个激光发射装置所分别发射的激光信号时，由通信单元反馈信息到激光发射装置的旋转控制单元，实时检测激光发射器的激光发射角度，并根据两个激光发射装置的坐标，解算当前激光接收器所在位置的坐标(x1，y1)；步骤三：在解算出移动过程中的激光接收器至少三个位置坐标后，由已知的位置坐标值预估激光接收器的移动趋势，找出所述激光接收器未来即将到达的一个移动趋势点；步骤四：由预估得到的激光接收器的移动趋势点，计算对应的激光发射装置上的激光发射器所应旋转的角度，实时追踪激光接收器；步骤二中所述的解算当前激光接收器所在位置的坐标(x1，y1)的步骤包括：当激光接收器同时接收到两个激光发射装置所分别发射的激光信号时，定义此时第一激光发射装置与激光接收器的连线与基线的夹角为α，第二激光发射装置与激光接收器的连线与基线的夹角为β，通过以下公式计算激光接收器的坐标(x1，y1)：x1=tanβtanα+tanβ(xB-xA)-tanα·tanβtanα+tanβ(yB-yA)y1=tanα·tanβtanα+tanβ(xB-xA)+tanβtanα+tanβ(yB-yA);]]>步骤三中所述的由已知的位置坐标值预估激光接收器的移动趋势的步骤包括：设所解算出激光接收器的三个坐标分别为坐标1(x1，y1)，坐标2(x2，y2)，坐标3(x3，y3)，通过以下公式计算坐标1至坐标2的直线斜率K12和坐标2至坐标3的斜率K23：K12=y2-y1x2-x1,]]>K23=y3-y2x3-x2;]]>再采用以下公式求得位置坐标3至预估的位置坐标4的直线斜率K34：K34=12(K12+K23);]]>则求得坐标4(x4，y4)为：x4=vt·11+k342y4=vt·1-11+k342,]]>其中，v为激光接收器的移动速度，t为单位采样时间；步骤四中所述的计算对应的激光发射装置上的激光发射器所应旋转的角度的步骤包括：首先计算第一激光发射器与坐标3和坐标4的距离LA‑3，LA‑4，以及坐标3至坐标4的距离L3‑4，计算公式为：LA-3=(x3-xA)2+(y3-yA)2LA-4=(x4-xA)2+(y4-yA)2L3-4=(x4-x3)2+(y4-y3)2=vt,]]>再通过以下公式计算第一激光发射器所应旋转的角度θ为：cosθ=LA-32+LA-42+L3-422·LA-3·LA-4.]]>