专利名称：红外自动定向系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动定向系统，特别是公开一种利用红外线，在平面和立体空间里，给出特定目标相对于观测点方向角的自动系统。
本发明是这样来实现的红外自动定向系统包括一个接收器和一个(或多个)发射器，其特征是接收器在需要检测目标的方向上按一定角度间隔布置多个红外接收元件，每一个接收元件都有红外屏蔽罩隔离，使每个接收元件只能接收到在一定角度范围内入射的红外光，即每个接收元件都有自己的接收指向，不受其他方向入射红外光的影响，每个接收元件都与基于单片机的解码板连接；发射器包括红外发光二极管和相应的频率功率调制发射电路。
工作时发射器发出调制过的红外脉冲信号，可以与环境中的红外光区分开来。发射器调制频率与接收器的红外接收元件的频率对应，通常在38KHz左右。发射器要对准接收器发射信号，接收器解码板上的单片机通过对多个接收元件接收到的信号进行比较分析，找出接收信号最强的接收元件，根据相应接收元件的接收指向可以计算出红外信号的入射角度，即发射器相对接收器的方向角度。
如果一个接收器要同时接收区分多个发射器的信号方向，需要在发射器调制电路后加入二进制编码信息，对不同的发射器指定不同的二进制编码信息，对接收器的每个接收元件接收到的信号加入解码过程，对相同编码信息的信号进行计算，得到的最强信号指向就是对应发射器的方向角度。
本发明实现了发射器相对接收器的方向角度测量。把发射器固定在移动目标的适当位置，可以测量移动目标所处方向角度。把接收器输出控制信号与运动机构相连，可以实现自动跟踪移动目标。进一步扩展该系统，在平面或立体空间的适当位置上布置多个接收器，可以利用多个接收器得到的移动目标方向角度计算出移动目标的具体位置。
本发明可以应用于视频监控，影视拍摄，机器人，家电，通讯天线，桥梁建筑，交通，体育运动，教学演示等需要定向定位的领域。
本发明的优点是能克服背景光干扰，定向准确，结构简单，无机械运动部件，无需复杂算法。
附图
2接收器解码板和发射器连接示意图。
附图3实施例2半球立体空间定向系统接收器的结构示意图。
附图4实施例3用于自动跟踪的高精度平面定向系统的结构示意图。
实施例2半球立体空间定向系统。根据附图3，接收器的半剖轴侧投影视图，由54个接收元件12和相应的红外屏蔽罩13构成接近半球型的接收器，每个接收元件的接收指向都不同，它能辨别出在半球方向上发射器的空间方向角度。
实施例3用于自动跟踪的高精度平面定向系统。根据附图4上方的俯视图，接收器14有12个接收元件15和相应的红外屏蔽罩16构成，其中红外屏蔽罩是不等角度间隔的，有一个方向分布密，接收指向角度差异�。嘤Φ亩ㄏ蚓雀撸莆邮掌鞯恼较�(图中箭头方向)，其他方向定向精度变低。根据附图4下方的左视图，接收器14和一个可以+-180°旋转的电机固定在一起，其解码板18的输出接到电机驱动板19上。该跟踪系统的程序逻辑设计为，一旦发射器17移动，不在接收器正方向上，解码板18根据发射器相对接收器正方向的偏差角度控制跟踪电机20，让接收器旋转，减小偏差角度，直到接收器正方向再次对准发射器17，这时偏差角度为0，跟踪电机20停止。由于正方向上接收器14的定向精度高，可以实现高精度的自动跟踪。
权利要求
1.一种红外自动定向系统，包括一个接收器和一个(或多个)发射器，其特征是接收器在需要检测目标的方向上按一定角度间隔布置多个红外接收元件，每一个接收元件都有红外屏蔽罩隔离，使每个接收元件只能接收到在一定角度范围内入射的红外光，即每个接收元件都有自己的接收指向，不受其他方向入射红外光的影响，每个接收元件都与基于单片机的解码板连接；发射器包括红外发光二极管和相应的频率功率调制发射电路。
2.根据权力要求1所述的红外自动定向系统，其特征是如果一个接收器要同时接收区分多个发射器的信号方向，在发射器调制电路后加入有二进制编码信息，对不同的发射器指定不同的二进制编码信息，对接收器的每个接收元件接收到的信号加入有解码过程，对相同编码信息的信号进行计算，得到的最强信号指向就是对应发射器的方向角度。
全文摘要
本发明是一种红外自动定向系统，它利用红外光直线传播的原理，在需要测量目标方向或跟踪移动目标的场合下，自动给出目标相对观测点的方向角度。它包括一个接收器和一个(或多个)发射器，接收器在需要检测目标的方向上布置多个红外接收元件和红外屏蔽罩，每个接收元件都与基于单片机的解码板连接；工作时发射器发出调制过的红外脉冲信号，可以与环境中的红外光区分开来。本发明实现了发射器相对接收器的方向角度测量。把发射器固定在移动目标的适当位置，可以测量移动目标所处方向角度。把接收器输出控制信号与运动机构相连，可以实现自动跟踪移动目标。进一步扩展该系统，在平面或立体空间的适当位置上布置多个接收器，可以利用多个接收器得到的移动目标方向角度计算出移动目标的具体位置。本发明的优点是能克服背景光干扰，定向准确，结构简单，无机械运动部件，无需复杂算法。本发明可以应用于视频监控，影视拍摄，机器人，家电，通讯天线，桥梁建筑，交通，体育运动，教学演示等需要定向定位的领域。
文档编号G01C1/00GK1447130SQ0311592
公开日2003年10月8日 申请日期2003年3月21日 优先权日2003年3月21日
发明者孔鹏 申请人:孔鹏
专业数控铣床产品供应商
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