Автор неизвестен - Сборник научных трудов 3-го международного радиоэлектронного форума прикладная радиоэлектроника - страница 113

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 

3. Доля Г.М., Живчук В.Л.,Катунин А.М., Садовий К.В Вовк А.И. О величине дис­персии флуктуаций параметров лазерного излучения при обнаружении источников тле­ния и загорания. //Восточно-Европейский журнал передовых технологий -2007. -Вып.4/З(28) - С.17-20.

4. Воронцов М. А., Шмальгаузен В. И. Принципы адаптивной оптики. - М.: Наука, 1985. - 336 с.

Рис. 5. Отклонение лок. максимума в зависимости интенсивности тепла

СРРСН'2008

I . 2 - 2 42

ВИЗИРОВАНИЕ НА ОБЪЕКТЫ ЗАКАБИННОГО ПРОСТРАНСТВА ЧЕРЕЗ НЕПЛОСКОЕ ОСТЕКЛЕНИЕ

Москаленко М.А., Потапова Г.К Закрытое акционерное общество «Научно-производственный концерн «Наука» 04116, Киев, ул. Довнар-Запольского, 2/20, тел. (044) 482-05-11, E-mail: nauka_concern@ukr.net ; факс (044) 238-75-96 The results of the numerical analysis of geometry of visible image of overboard space for aircraft with conical cockpit glass are presented, in particular, about twist of line of sight. The method of sighting, free from inaccuracy, contributed by cockpit glass with curved sur­faces, is described.

Введение. Одной из задач, решаемых в процессе полета летательного аппарата (ЛА), является визуальное визирование на объекты закабинного пространства (ЗП) или фиксирование момента такого визирования. Требования к точности визирования в неко­торых случаях могут быть достаточно высокими и составлять единицы угловых минут. Так, при посадке на ограниченную площадку требуется точность визирования на начало ВПП не хуже 3'. Такую точность визирования при наблюдении двумя глазами можно по­лучить, используя, например, коллиматорный визир. Как показано в [1], прямая в про­странстве видимых изображений (ПВИ) линия визирования в закабинном пространстве предметов (1111) в общем случае не является прямой. Поэтому оценивать и корректиро­вать точность визирования невозможно без знания формы и положения линии визирова­ния в закабинном ПП. Разработке метода, который позволил бы геометрию прообраза линии визирования в ПП, и посвящена данная работа.

1. Определение координат видимого изображения предметной точки в про­странстве видимых изображений по ее координатам в пространстве предметов. Для нахождения центральных лучей нами предложен [2] алгоритм, использующий принцип Ферма, согласно которому распространение света из одной точки в другую происходит по такому пути, прохождение которого требует меньше времени, чем любые другие пути между теми же точками. Принципу наименьшего времени соответствует путь, оптическая длина которого минимальна, поэтому задача поиска двух центральных лучей, исходящих из одной предметной точки, сводится к минимизации оптических длин хода этих лучей. Для оптической системы, состоящей из двух преломляющих поверхностей Si и S2 (см. рис. 1), каждая из двух целевых функций для минимизации есть не что иное, как оп­тическая длина ломаной линии, соединяющей последовательно предметную точку P, точки MLR i, MLR 2 или MRR i, MRR 2 встречи левого L или правого R лучей с поверхностями S1 и S2 и центр CL или CR зрачка левого или правого глаза наблюдателя, а оптимизируе­мыми параметрами являются координаты точек встречи:

FLOPT = П PMLR1 + П2 MLR1MLR 2 + П3 'MLR 2CL , (1) FROPT = П ^ PMRR1 + П2 ^ MRR1MRR 2 + П3 ^MRR 2CR , (2)

где n1, n2, n3 - показатели преломления 1, 2, 3 среды (по ходу луча от предметной точки к наблюдателю).

Рис. 1. Принцип Ферма. Схема хода лучей в оптической системе остекления

СРРСН'2008

I . 2 - 2 4 3

Видимое изображения Рвид. предметной точки Р определяется как точка схожде­ния продолжений двух выходящих центральных предметных лучей С и Ск.

Такой алгоритм позволяет для заданного массива предметных точек {Р} опреде­лить соответствующий массив их видимых изображений {Рвид} при существенно мень­шем объеме вычислений. Сопоставляя эти два массива, можно найти выражения для функций, интерполирующих зависимости координат видимого изображения предметной точки от координат самой предметной точки, описывающие правило прямого преобразо­вания.

Для этого по найденным значениям координаты авид аппроксимируются зависимо­сти авид от а при различных фиксированных значениях координат р, г:

J

авид.М(а) = ЕА;М)а^ , (3)

]=1

где А] ^ д) - полиномиальные коэффициенты функции, аппроксимирующей соответст­вующую зависимость для ряда предметных точек с фиксированными координатами рг-, гч.

Далее по найденным таким образом значениям коэффициентов А аппроксимируют­ся зависимости значений А от р при различных фиксированных значениях координат а, г и зависимости авид от а, р при различных фиксированных значениях координаты г:

авиД(д)(а,Р ) = 1 (ХД, ](Ч>Р'-1 (4)

где ] (д) - полиномиальные коэффициенты функции, аппроксимирующей соответст­вующую зависимость для предметных точек с фиксированной координатой гч.

Наконец, по найденным таким образом значениям коэффициентов Б аппроксими­руются зависимости значений Б от г при различных фиксированных значениях координат а, р и зависимости авид от а, р, г:

а

^ВИД

і=1

(а Р. *) = 1111 С, і, 1

V ч=1

=1

Р

аі1, (5)

Ф:

где Сі?і? д - полиномиальные коэффициенты функции, аппроксимирующей соответствую­щую зависимость для всех предметных точек.

Определив аналогичным образом функции, интерполирующие зависимости двух других координат видимых изображений предметных точек от координат самих пред­метных точек, получаем выражение для правила преобразования координат предметной точки в координаты ее видимого изображения (правила прямого преобразования) - пра­вила отображения ПП в ПВИ:

вид. = р (а р\ *);

Рвид. = Рр (а Р\ *); (6) ^вид. = р (а, I3, *).

2. Определение координат предметной точки по координатам ее видимого изображения. Выражение (6), в свою очередь, позволяет определить и правило преобра­зования координат видимого изображения предметной точки в координаты самой пред­метной точки (правило обратного преобразования координат). Для корректного выполне­ния операций аппроксимации и интерполяции соответствующих зависимостей необхо­димо получить пару массивов, один из которых является ортогональным массивом коор­динат видимых изображений предметных точек. По заданным координатам видимых изображений предметных точек собственные координаты предметных точек находим как решение системы уравнений (6). Затем описанным выше способом определяем функции, интерполирующие зависимости координат предметных точек от координат их видимых изображений, которые и описывают правило отображения ПВИ в ПП - правило обратно­го преобразования координат, позволяющее по видимому изображению найти его прооб­раз в ПП:

СРРСН'2008

1-ч . 2 - 2 44

z = Fz (aВИД.,PВИД., 2ВИД. ).

3. Математическая модель линии визирования в закабинном пространстве.

Линия визирования - это прямая в ПВИ, проходящая через центр визирования и видимое изображение визирного знака. Она описывается выражением:

fa ВИД = a * = const; *(ВИД ) -=|Рвид.=Р* = const. (8) Поскольку всякий объект ПП является прообразом соответствующего объекта ПВИ, то линия визирования в ЗП представляет собой прообраз линии визирования -Ls := W *(ВИд:)) или Ь*(ВИд:) := ср ( L*). Выражение (7) описывает правило отображения ПВИ в ПП. Тогда, подставляя (8) в (7), можно получить уравнение прообраза линии ви­зирования в ЗП в параметрическом виде:

Задавая ряд значений параметра гВИд, можно получить массив точек прообраза линии визирования в ЗП в системах координат Oappz и Oxyz (x=z -tg(a), y=z-tg(PP). Исключая параметр zВИд в (9), можно получить уравнение прообраза линии визирования в ЗП в явном виде: z = f*(ap)(a, Р) или z = f*(x,y)(x, y).

Для представления прообраза линии визирования в ЗП достаточно описать две ее проекции на координатные плоскости Oaz и OPz или Oxz и Oyz соответствующими зави­симостями между координатами точек прообраза линии визирования:

т \a=f*P (a, z)( z); |X = f*P (x, z)(z); ,,„4

L* := j, ч   или  j / ч (10)

[P = f*P (), z)( z ) [ У = fSP (y, z)( z ).

Такое представление линии визирования в ПП позволяет достаточно точно оце­нить погрешность визирования - отклонение линии визирования от разноудаленных объ­ектов визирования ЗП как в угловой, так и в линейной мере.

4. Некоторые результаты расчетов. Описанная математическая модель прооб­раза линии визирования в ПП, позволяющая определить геометрию и положение в про­странстве прообраза линии визирования, была реализована в Maple-программе. С ее по­мощью были рассчитаны искажения ПП при наблюдении через остекление с прелом­ляющими поверхностями второго порядка и геометрия прообраза линии визирования в

ПП.

Ниже представлены некоторые результаты расчетов геометрии пространства ви­димых изображений ЗП, наблюдаемого правым пилотом широкофюзеляжного транс­портного самолета с коническим остеклением, и прообраза в ЗП соответствующей нуле­вой линии визирования.

5. Метод визирования, свободный от погрешности искривления линии визиро­вания. Анализ механизма формирования видимого изображения ЗП ЛА позволил пред­ложить метод визирования [3], свободный от погрешности, возникающей вследствие ис­кривления линии визирования. В современных системах визирования ЛА, содержащих датчик положения глаз наблюдателя, этот метод позволит существенно повысить точ­ность визирования исключительно программными средствами, без каких бы то ни было дополнительных аппаратурных затрат.

СРРСН'2008

I-ч . 2 - 2 4 5а/рЛа = -0,336 - 0,041ехр(-0,063г) х = -0,004 - 0,0062 + 613 ехр(-1345172)

Ьеа = 0,071 + 0,135ехр(-0,0632) у = 0,014 + 0,0012 + 2156 ехр(-2824412)

0

-0,30 -0,31 -0,32 -

-0,33

-0,34 -0,35 100       200        300 400

а)

"3

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа