JPH02216465A - 物体運動検出および測定装置 - Google Patents
物体運動検出および測定装置Info
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- JPH02216465A JPH02216465A JP1248252A JP24825289A JPH02216465A JP H02216465 A JPH02216465 A JP H02216465A JP 1248252 A JP1248252 A JP 1248252A JP 24825289 A JP24825289 A JP 24825289A JP H02216465 A JPH02216465 A JP H02216465A
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
- F41A27/00—Gun mountings permitting traversing or elevating movement, e.g. gun carriages
- F41A27/30—Stabilisation or compensation systems, e.g. compensating for barrel weight or wind force on the barrel
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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- G—PHYSICS
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は全体として運動検出に関するものであシ、更に
詳しくいえば、発砲中の銃身のような物体の往復運動と
回転運動を検出し、測定する装置に関するものである。
詳しくいえば、発砲中の銃身のような物体の往復運動と
回転運動を検出し、測定する装置に関するものである。
発射物の最初の発射から最後の衝突に及ぶ３つの連続的
な段階がある。それらの段階は、希望の衝突点に到達す
る発射物の確度の観察されるどのような分散すなわち誤
差にも寄島する。それらの段階は加速段階と、遷移段階
と、弾道段階とである。加速段階は、発射物が銃射中を
移動する最初の期間であ勺、弾道段階は、発射物が自由
飛行になってから衝突するまでの期間である。遷移段階
は発射物が銃身を出てから自由飛行を行うまでの期間で
ある。
な段階がある。それらの段階は、希望の衝突点に到達す
る発射物の確度の観察されるどのような分散すなわち誤
差にも寄島する。それらの段階は加速段階と、遷移段階
と、弾道段階とである。加速段階は、発射物が銃射中を
移動する最初の期間であ勺、弾道段階は、発射物が自由
飛行になってから衝突するまでの期間である。遷移段階
は発射物が銃身を出てから自由飛行を行うまでの期間で
ある。
弾道段階中の発射物の確度の誤差の原因の測定は良く知
られておシ、文献に記載されている。しかし、従来は、
それらの誤差原因の測定は加速段階と遷移段階について
の考察が欠けている。未知量の数を減少させる１つのや
シ方は、直接測定が最も困難表ようである遷移段階の影
響を決定するために、加速段階と弾道段階の影響を観察
された分散から差引くことができるように、加速段階と
より良く理解することである。
られておシ、文献に記載されている。しかし、従来は、
それらの誤差原因の測定は加速段階と遷移段階について
の考察が欠けている。未知量の数を減少させる１つのや
シ方は、直接測定が最も困難表ようである遷移段階の影
響を決定するために、加速段階と弾道段階の影響を観察
された分散から差引くことができるように、加速段階と
より良く理解することである。
発射物の確度は加速段階における発射物と銃身の相互作
用に大きく依存し、とくに銃身からの発射物の放出時に
おける発射物と銃身の相互作用に大きく依存する。この
相互作用を測定するために従来いくつかのやシ方が提案
されているが、それらのヤシ方にはそれぞれ欠点がある
。
用に大きく依存し、とくに銃身からの発射物の放出時に
おける発射物と銃身の相互作用に大きく依存する。この
相互作用を測定するために従来いくつかのやシ方が提案
されているが、それらのヤシ方にはそれぞれ欠点がある
。
１つのや）方においては、横方向の動きを測定するため
に銃身の端部に加速度計が取付けられる。
に銃身の端部に加速度計が取付けられる。
しかし、加速度計は横軸感度によりノイズが多く、要求
される積分によシ速度または変位を良く測定することが
ない。別のやシ方では、非接触磁気（近接）センナが用
いられる。しかし、それらのセンサは面倒で６９、かつ
、それらのセンナは爆風領域内へ延びるから、大きな反
動が存在するものとすると銃口にそれらのセンサを用い
ることはほとんど不可能である。更に別のやシ方におい
ては、銃口に取付けられた反射銃に組合わせてレーザお
よび象限（ｑｕａｄｒａｎｔ）検出器が用いられる。こ
のやシ方で最高の確度が得られるが、銃身の横方向変位
と、銃身の指向角度の変化とを識別することができない
。それらのやシ方にはそれぞれ別の欠点もある。これま
での説明では大きな欠点だけについて述べた。
される積分によシ速度または変位を良く測定することが
ない。別のやシ方では、非接触磁気（近接）センナが用
いられる。しかし、それらのセンサは面倒で６９、かつ
、それらのセンナは爆風領域内へ延びるから、大きな反
動が存在するものとすると銃口にそれらのセンサを用い
ることはほとんど不可能である。更に別のやシ方におい
ては、銃口に取付けられた反射銃に組合わせてレーザお
よび象限（ｑｕａｄｒａｎｔ）検出器が用いられる。こ
のやシ方で最高の確度が得られるが、銃身の横方向変位
と、銃身の指向角度の変化とを識別することができない
。それらのやシ方にはそれぞれ別の欠点もある。これま
での説明では大きな欠点だけについて述べた。
したがって、遷移段階の寄与が何であるかを知るための
上記のや勺方が発射物の分散であるものとすると、加速
段階中にとくに発射物の発射時において、銃身の動きを
測定する技術についての需要が存在する。
上記のや勺方が発射物の分散であるものとすると、加速
段階中にとくに発射物の発射時において、銃身の動きを
測定する技術についての需要が存在する。
本発明は、前記需要を満すために構成された物体運動検
出および測定装置を提供するものである。
出および測定装置を提供するものである。
この装置は、発射物の発射中の銃口の動きを測定するこ
とによシ、発射物の分散に対する加速度の寄与を明確に
理解するようになっている。
とによシ、発射物の分散に対する加速度の寄与を明確に
理解するようになっている。
更に詳しくいえば、本発明の装置は、発射物の発射前、
発射中および発射後の銃の弾ね上シの成分、すなわち、
銃口の平行運動と回転運動（曲９角度と指向角度）を正
確かつ自動的に検出および測定する。この装置は並進運
動と回転運動を測定しながら、それらの運動を識別でき
る。この装置は簡単で市販されている部品を用い、軽量
で、信頼度が高く、かつ安価である。それの確度は標準
の近接センサ装置よシ１桁高い。
発射中および発射後の銃の弾ね上シの成分、すなわち、
銃口の平行運動と回転運動（曲９角度と指向角度）を正
確かつ自動的に検出および測定する。この装置は並進運
動と回転運動を測定しながら、それらの運動を識別でき
る。この装置は簡単で市販されている部品を用い、軽量
で、信頼度が高く、かつ安価である。それの確度は標準
の近接センサ装置よシ１桁高い。
したがって、本発明は、（１）運動を検出および測定す
べき物体に取付けることができ、共通平面内に含まれる
全体として平行に離隔されている光検出軸を形成し、か
つ、その光検出軸を横切る平面状光ビームの入射に応答
して、前記光検出軸上の与えられた零静止位置を通って
、前記光検出軸に対して垂直に延長する仮想軸に関する
物体運動検出の並進運動および回転運動の測定値をそれ
から取出すことができるように、前記零静止位置に対し
て前記光検出軸を横切る前記平面状光ビームの入射位置
の移動の大きさと方向とをおのおの表す一対の出力信号
を発生する一対の光位置検出および信号発生手段と、（
ｂ）運動を検出および測定すべき物体が静止している時
に、前記一対の光位置検出および信号発生手段の前記光
検出軸を横切って前記一対の光位置検出および信号発生
手段に、前記光検出軸の前記零静止位置を通って延長す
る前記仮想軸に沿って入射する九めに整列させられた静
止平面状光ビームを発生する手段と、を備える物体運動
検出および測定装置を提供するものでめる。
べき物体に取付けることができ、共通平面内に含まれる
全体として平行に離隔されている光検出軸を形成し、か
つ、その光検出軸を横切る平面状光ビームの入射に応答
して、前記光検出軸上の与えられた零静止位置を通って
、前記光検出軸に対して垂直に延長する仮想軸に関する
物体運動検出の並進運動および回転運動の測定値をそれ
から取出すことができるように、前記零静止位置に対し
て前記光検出軸を横切る前記平面状光ビームの入射位置
の移動の大きさと方向とをおのおの表す一対の出力信号
を発生する一対の光位置検出および信号発生手段と、（
ｂ）運動を検出および測定すべき物体が静止している時
に、前記一対の光位置検出および信号発生手段の前記光
検出軸を横切って前記一対の光位置検出および信号発生
手段に、前記光検出軸の前記零静止位置を通って延長す
る前記仮想軸に沿って入射する九めに整列させられた静
止平面状光ビームを発生する手段と、を備える物体運動
検出および測定装置を提供するものでめる。
更に詳しくいえば、一対の検出および発生手段は、相互
に離隔して、物体と共通平面内に取付けることができる
一対の細長い位置検出検出器を含む。各検出器は１本の
光検出軸と、その検出軸の両端に配置される一対の電気
的出力端子とを形成する。各検出器は軸を横切る平面状
光ビームの入射に応答して各検出器に電流を発生する。
に離隔して、物体と共通平面内に取付けることができる
一対の細長い位置検出検出器を含む。各検出器は１本の
光検出軸と、その検出軸の両端に配置される一対の電気
的出力端子とを形成する。各検出器は軸を横切る平面状
光ビームの入射に応答して各検出器に電流を発生する。
その電気的出力端子は、出力端子の間で軸に沿う平面状
光ビームの入射位置に応じて出力端子の間で比例的に分
割されて、各検出器の出力端子に一対の入力電流信号を
発生する。更に、一対の検出および発生手段は、検出器
から入力信号対を受け、それらの入力信号対を一対の出
力信号へ変換するために、一方の位置検出検出器の出力
端子へ接続され一対の入力漏子をおのおの有する一対の
電気回路を含む。
光ビームの入射位置に応じて出力端子の間で比例的に分
割されて、各検出器の出力端子に一対の入力電流信号を
発生する。更に、一対の検出および発生手段は、検出器
から入力信号対を受け、それらの入力信号対を一対の出
力信号へ変換するために、一方の位置検出検出器の出力
端子へ接続され一対の入力漏子をおのおの有する一対の
電気回路を含む。
以下、図面？参照して本発明の詳細な説明する。
まず第１図乃至１ｇ３図を参照する。それらの図には、
発射前、発射中および発射後に起る、銃身１２の銃口１
２Ａのような物体の並進運動と回転運動を本発明の原理
に従って検出し、かつ正確に測定する物体運動測定装置
が多少概略的に示されている。その装置の基本的な部品
においては、測定装置１０は少くとも一対の光位置検出
および信号発生手段１４Ａ、１４Ｂを含む。光位置検出
および信号発生手段は二対含むことが好ましい。それら
の光位置検出および信号発生手段は、運動を検出および
測定する銃身１２に取付けられる。測定装置１０は少く
とも１つ、および好ましくは一対のレーザ組立体１６の
態様の手段も含む。そのレーザ組立体１６は、一対の検
出５および信号発生手段１４Ａ、１４Ｂに入射する丸め
に整列させられた一対の静止平面状光ビーム１８を発生
する。
発射前、発射中および発射後に起る、銃身１２の銃口１
２Ａのような物体の並進運動と回転運動を本発明の原理
に従って検出し、かつ正確に測定する物体運動測定装置
が多少概略的に示されている。その装置の基本的な部品
においては、測定装置１０は少くとも一対の光位置検出
および信号発生手段１４Ａ、１４Ｂを含む。光位置検出
および信号発生手段は二対含むことが好ましい。それら
の光位置検出および信号発生手段は、運動を検出および
測定する銃身１２に取付けられる。測定装置１０は少く
とも１つ、および好ましくは一対のレーザ組立体１６の
態様の手段も含む。そのレーザ組立体１６は、一対の検
出５および信号発生手段１４Ａ、１４Ｂに入射する丸め
に整列させられた一対の静止平面状光ビーム１８を発生
する。
更に具体的にいえば、第２図に示すように、各レーザ組
立体１６は静止して支持されたベース２０を含む。この
ベースには固体レーザのようなレーザ２２が取付けられ
、かつ、レーザビームに交差して、そのレーザビームを
一次元に拡張して発散する平面状ビーム１８を形成する
円筒し／ズ２４が適当な手段（図示せず）によυ取付け
られる。
立体１６は静止して支持されたベース２０を含む。この
ベースには固体レーザのようなレーザ２２が取付けられ
、かつ、レーザビームに交差して、そのレーザビームを
一次元に拡張して発散する平面状ビーム１８を形成する
円筒し／ズ２４が適当な手段（図示せず）によυ取付け
られる。
レーザ２２とレンズ２４はビームの拡張軸、またはビー
ム平面が銃身１２の軸線と同一直線上にあるように向け
られる。
ム平面が銃身１２の軸線と同一直線上にあるように向け
られる。
装置１０の各一対の光位置検出および信号発生手段１４
Ａ、１４ＢＦｉ一対の直線位置検出検出器２６Ａ。
Ａ、１４ＢＦｉ一対の直線位置検出検出器２６Ａ。
２６Ｂと、一対の電気回路２８（第３図には１つだけ示
されている）とを含む。第１の一対および第２の一対の
光位置検出および発生手段１４Ａ、１４Ｂが一対の全体
として平ら表回路板３０Ａ、３０Ｂにそれぞれ取付けら
れる。それらの回路板は三角形プラットホーム３２によ
シ支持される。そのプラットホーム３２の一対の隔てら
れている脚３４が銃口１２Ａの下側へ、歯科用セメント
などにより取付けられる。回路板３０Ａ、３０Ｂは相互
に直交関係でプラットホーム３２により支持され、上に
電気回路２８を含む。
されている）とを含む。第１の一対および第２の一対の
光位置検出および発生手段１４Ａ、１４Ｂが一対の全体
として平ら表回路板３０Ａ、３０Ｂにそれぞれ取付けら
れる。それらの回路板は三角形プラットホーム３２によ
シ支持される。そのプラットホーム３２の一対の隔てら
れている脚３４が銃口１２Ａの下側へ、歯科用セメント
などにより取付けられる。回路板３０Ａ、３０Ｂは相互
に直交関係でプラットホーム３２により支持され、上に
電気回路２８を含む。
この点で、回路板３０Ａと３０Ｂが直交関係で配置され
るから、検出器２６Ａ、２６Ｂと、回路板３０Ａ。
るから、検出器２６Ａ、２６Ｂと、回路板３０Ａ。
３０Ｂの一方における回路２８とを用いて行われる並進
運動および回転運動の測定が、他の回路板で行われた測
定とは全く独立していることを理解すべきである。いい
かえると、２本の別々の直交軸に関して行われ九１組の
測定の間に相関は存在しない。
運動および回転運動の測定が、他の回路板で行われた測
定とは全く独立していることを理解すべきである。いい
かえると、２本の別々の直交軸に関して行われ九１組の
測定の間に相関は存在しない。
更に詳しくいえは、第３図に最もよく示されているよう
に、各直線位置検出検出器２６Ａ、２６Ｂは長手方向光
検出面すなわち長手方向光検出軸３６と、この光検出軸
３６の両端に全体として配置された一対の電気的出力端
子３８Ａ、３８Ｂとを有する。
に、各直線位置検出検出器２６Ａ、２６Ｂは長手方向光
検出面すなわち長手方向光検出軸３６と、この光検出軸
３６の両端に全体として配置された一対の電気的出力端
子３８Ａ、３８Ｂとを有する。
検出器２６Ａ ｔ ２６ Ｂはそれが組合わされている
それぞれの回路板３０Ａ、３０Ｂの共通平面内に１ｌｌ
ａ隔されて含まれ、かつ、それぞれの検出軸３６が全体
として相互に平行に、かつ銃身の軸線に垂直に延長する
ように向けられる。第１図かられかるように、検出器２
６Ａ、２６Ｂはそれぞれの回路板の両端に、たとえば互
いに１０ｃＩｎの距離を隔てて配置される。
それぞれの回路板３０Ａ、３０Ｂの共通平面内に１ｌｌ
ａ隔されて含まれ、かつ、それぞれの検出軸３６が全体
として相互に平行に、かつ銃身の軸線に垂直に延長する
ように向けられる。第１図かられかるように、検出器２
６Ａ、２６Ｂはそれぞれの回路板の両端に、たとえば互
いに１０ｃＩｎの距離を隔てて配置される。
そのような位置においては、解検出器対２６Ａ。
２６Ｂはレーザ組立体１６の一方からの平面状レーザビ
ーム１８を照射される。レーザビームの平面は検出器に
おいて薄くなければならない。もつとも、検出器の検出
面すなわち検出軸３６の長さと比較して薄ければ、レー
ザビームの平面の実際の厚さはあまり厳しくはない。た
とえば、実際に製作された装置においては、ビームの厚
さはレーザから１メ一トル離れた位置で１００ミクロン
であり、長さが１００５ｍの帯状部分を照射した。その
値は一対の検出器２６Ａ、２６Ｂを同時に覆うのに十分
以上であつ九。検出器として、浜松製の８１５４４位置
検出検出器のような既製の検出器を使用した。
ーム１８を照射される。レーザビームの平面は検出器に
おいて薄くなければならない。もつとも、検出器の検出
面すなわち検出軸３６の長さと比較して薄ければ、レー
ザビームの平面の実際の厚さはあまり厳しくはない。た
とえば、実際に製作された装置においては、ビームの厚
さはレーザから１メ一トル離れた位置で１００ミクロン
であり、長さが１００５ｍの帯状部分を照射した。その
値は一対の検出器２６Ａ、２６Ｂを同時に覆うのに十分
以上であつ九。検出器として、浜松製の８１５４４位置
検出検出器のような既製の検出器を使用した。
その検出器の検出面すなわち検出軸３６の大きさはｌＸ
１２ｍである。
１２ｍである。
各検出器２６Ａ、２６Ｂがそれの検出軸３６に入射した
平面状ビーム１８に応答して、電流を発生するように検
出器２６Ａ、２６Ｂは構成される。その電流は、検出軸
３６に沿う、それの出力端子の間の平面状ビームの入射
位置に応じて比例的に分割される。分割された電流は、
検出器の出力端子３８Ａ。
平面状ビーム１８に応答して、電流を発生するように検
出器２６Ａ、２６Ｂは構成される。その電流は、検出軸
３６に沿う、それの出力端子の間の平面状ビームの入射
位置に応じて比例的に分割される。分割された電流は、
検出器の出力端子３８Ａ。
３８Ｂに発生される電流信号Ｉ（１）と工■）により示
される。それらの電流信号は回路２８へ入力信号として
供給される。
される。それらの電流信号は回路２８へ入力信号として
供給される。
第３図は、測定装置１０の各位置検出検出器２６Ａ、２
６Ｂへ結合される電気回路２８０回路図を示す。各電気
回路２８の機能は、与えられた検出器からの入力電流信
号を出力電圧信号へ貸換することである。出力信号は信
号および電カケープル４０（第１図）を介して、デジタ
ル蓄積オツシロスコープまたはその他の高速アナログ−
デジタル記録および解析装置のような適当な解析手段へ
送られる。
６Ｂへ結合される電気回路２８０回路図を示す。各電気
回路２８の機能は、与えられた検出器からの入力電流信
号を出力電圧信号へ貸換することである。出力信号は信
号および電カケープル４０（第１図）を介して、デジタ
ル蓄積オツシロスコープまたはその他の高速アナログ−
デジタル記録および解析装置のような適当な解析手段へ
送られる。
したがって、各検出器対２６Ａ、２６Ｂと、それに結合
されるそれぞれの回路２８とが一対の出力電圧信号を発
生する。各出力電圧信号は、一方の検出器２６Ａの検出
軸３６上の中心に配置された与えられた零静止位置から
、検出軸３６を横切る平面状光ビームの入射位置の変位
の大きさと向きを表す。後で説明するように、銃身１２
の軸を中心とすを銃身の回転運動および並進運動の別々
の測定値をそれから取出すことができる静止位置からの
検出軸に沿う距離に出力信号は相関する。
されるそれぞれの回路２８とが一対の出力電圧信号を発
生する。各出力電圧信号は、一方の検出器２６Ａの検出
軸３６上の中心に配置された与えられた零静止位置から
、検出軸３６を横切る平面状光ビームの入射位置の変位
の大きさと向きを表す。後で説明するように、銃身１２
の軸を中心とすを銃身の回転運動および並進運動の別々
の測定値をそれから取出すことができる静止位置からの
検出軸に沿う距離に出力信号は相関する。
第３図は、測定装置１０の位置検出検出器２６Ａ。
２６Ｂに使用できる電気回路２８の一例を示す。電気回
路２８は一対の入力端子４２Ａ、４２Ｂを含む。
路２８は一対の入力端子４２Ａ、４２Ｂを含む。
それらの入力端子４２Ａ、４２Ｂは、一対の入力電流信
号Ｉα）と工（２）を位置検出検出器２６Ａから受ける
ために、その検出器の出力端子３８Ａ、３８Ｂへ結合さ
れる。各電気回路２８は一対の相互インピーダンス増幅
器４４Ａ、４４Ｂも有する。各増幅器４４Ａ。
号Ｉα）と工（２）を位置検出検出器２６Ａから受ける
ために、その検出器の出力端子３８Ａ、３８Ｂへ結合さ
れる。各電気回路２８は一対の相互インピーダンス増幅
器４４Ａ、４４Ｂも有する。各増幅器４４Ａ。
４４Ｂは演算増幅器（Ｕｌ ） ４６Ａ、４６Ｂを含む
。各演算増幅器の出力端子と負入力端子の間にコンデン
′？Ｃ１と抵抗Ｒ１が帰還関係で互いに平行に接続され
、入力電流信号Ｉ（１）と工（２）を第１と第２の主中
間電圧信号Ｖ（１） 、 Ｖ（２）へ変換する。入力端
子４２Ａと４２Ｂは演算増幅器４６Ａ 、４６Ｂの負入
力端子へ接続される。演算増幅器の正入力端子は接地さ
れる。
。各演算増幅器の出力端子と負入力端子の間にコンデン
′？Ｃ１と抵抗Ｒ１が帰還関係で互いに平行に接続され
、入力電流信号Ｉ（１）と工（２）を第１と第２の主中
間電圧信号Ｖ（１） 、 Ｖ（２）へ変換する。入力端
子４２Ａと４２Ｂは演算増幅器４６Ａ 、４６Ｂの負入
力端子へ接続される。演算増幅器の正入力端子は接地さ
れる。
更に、各電気回路２８は加算増幅器４８も含む。
との加算増幅器は演算増幅器（Ｕｌ）５ Ｇを含み、そ
の演算増幅器の出力端子と負入力端子の間に抵抗Ｒ２が
帰還関係で接続されて、−火中間電圧信号Ｖ（ｔ）、Ｖ
＠）を加え合わせ、−火中間電圧信号の和を表す第１の
二次中間電圧信号’／（１）＋Ｖ（２）を発生する。演
算増幅器５０の負入力端子が相互インピーダンス増幅器
４４Ａ、４４Ｂの演算増幅器４６Ａ。
の演算増幅器の出力端子と負入力端子の間に抵抗Ｒ２が
帰還関係で接続されて、−火中間電圧信号Ｖ（ｔ）、Ｖ
＠）を加え合わせ、−火中間電圧信号の和を表す第１の
二次中間電圧信号’／（１）＋Ｖ（２）を発生する。演
算増幅器５０の負入力端子が相互インピーダンス増幅器
４４Ａ、４４Ｂの演算増幅器４６Ａ。
４８Ｂの出力端子へ接続され、正入力端子は接地される
。
。
電気回路２８は分圧器（Ｕ２）５２も含む。この分圧器
は、−火中間電圧信号Ｖα）とｖ（２）をそれぞれ増幅
器４４Ａ、４４Ｂから受ける入力端子ＩＮ（１）、 Ｉ
Ｎ（２）と、増幅器４８から第１の二次中間電圧信号を
受ける入力端子ＳＵＭとを有する。分圧器５２は、−火
中間電圧信号Ｖα）とｖ（２）の差をとって、それを表
す第２の二次中間電圧信号Ｖ （１） −Ｖ （２）を
形成し、それから第２の二次中間電圧信号Ｖ （１）−
Ｖ （２）を第１の二次中間電圧信号Ｖα）＋Ｖ（２）
で除して出力差電圧信号（Ｖ（１）−Ｖ（２） ） ／
（ｖ（ｔ）十ｖ（２） ）を生ずるために動作できる
。先に述べたよりに、この出力電圧信号は、検出軸３６
上の零静止位置から検出軸３６に沿う光入射位置までの
距離に相関する。
は、−火中間電圧信号Ｖα）とｖ（２）をそれぞれ増幅
器４４Ａ、４４Ｂから受ける入力端子ＩＮ（１）、 Ｉ
Ｎ（２）と、増幅器４８から第１の二次中間電圧信号を
受ける入力端子ＳＵＭとを有する。分圧器５２は、−火
中間電圧信号Ｖα）とｖ（２）の差をとって、それを表
す第２の二次中間電圧信号Ｖ （１） −Ｖ （２）を
形成し、それから第２の二次中間電圧信号Ｖ （１）−
Ｖ （２）を第１の二次中間電圧信号Ｖα）＋Ｖ（２）
で除して出力差電圧信号（Ｖ（１）−Ｖ（２） ） ／
（ｖ（ｔ）十ｖ（２） ）を生ずるために動作できる
。先に述べたよりに、この出力電圧信号は、検出軸３６
上の零静止位置から検出軸３６に沿う光入射位置までの
距離に相関する。
各検出器対２８Ａ、２６Ｂに関連する一対の電気回路２
８からのそれらの出力電圧信号を用い、たとえばデータ
流に適当なアナ四グーデジタル処理を行った後で、解析
が行われ、検出器２６Ａ、２６Ｅの共通平面内で銃身１
２の並進運動と回転運動についての別々の測定値を得る
。その解析は、各検出器出力信号Ｐ８Ｄ（１）とＰ Ｓ
Ｄ （２）に対するデジタル化され九データ流の各点
からずれ九「静止」電圧を差引き、それから２つの量 ＳＵＭ＝ （ＰＳＤ（１）＋ ＰＳＤ（２））／２とＤ
ＩＦＦ＝ ＣＦ３Ｉ）（１） −ＰＡＤ（２）〕／２を
点ごとに形成することで構成される。ＳＵＭは、特定の
時点で銃身１２が行う純粋の並進運動（第４図）の大き
さに直接関係づけられる。ＤＩＦＦは、検出器２６Ａと
２６Ｂの間の既知距離についての見積シが行われた後の
回転（指向角度）の変化に直接関係づけられる。したが
って、零静止位置を通って、検出器の検出軸３６に垂直
に延長する仮想軸に対する銃身による検出器２６Ａと２
６Ｂの動きをどのように用いて、銃身の並進運動と回転
運動を時間の関数として得るかがわかる。
８からのそれらの出力電圧信号を用い、たとえばデータ
流に適当なアナ四グーデジタル処理を行った後で、解析
が行われ、検出器２６Ａ、２６Ｅの共通平面内で銃身１
２の並進運動と回転運動についての別々の測定値を得る
。その解析は、各検出器出力信号Ｐ８Ｄ（１）とＰ Ｓ
Ｄ （２）に対するデジタル化され九データ流の各点
からずれ九「静止」電圧を差引き、それから２つの量 ＳＵＭ＝ （ＰＳＤ（１）＋ ＰＳＤ（２））／２とＤ
ＩＦＦ＝ ＣＦ３Ｉ）（１） −ＰＡＤ（２）〕／２を
点ごとに形成することで構成される。ＳＵＭは、特定の
時点で銃身１２が行う純粋の並進運動（第４図）の大き
さに直接関係づけられる。ＤＩＦＦは、検出器２６Ａと
２６Ｂの間の既知距離についての見積シが行われた後の
回転（指向角度）の変化に直接関係づけられる。したが
って、零静止位置を通って、検出器の検出軸３６に垂直
に延長する仮想軸に対する銃身による検出器２６Ａと２
６Ｂの動きをどのように用いて、銃身の並進運動と回転
運動を時間の関数として得るかがわかる。
第４図は、銃身の純粋な並進運動の結果として、装置１
Ｇの一対の隔てられている検出器２６Ａ、２８Ｂの検出
軸３６を横切って延長する１つの平面状レーザビーム１
８の静止位置と変位させられた位置を示す線図である。
Ｇの一対の隔てられている検出器２６Ａ、２８Ｂの検出
軸３６を横切って延長する１つの平面状レーザビーム１
８の静止位置と変位させられた位置を示す線図である。
第５図は、静止位置を通る仮想軸５４の上と下における
銃身の純粋の時間的に変化する並進運動の結果として、
第４図に概略が示されている一対の検出器へ結合されて
いる一対の電気回路２８（第３図）Ｋよシ発生された出
力電圧信号を示すグラフである。
銃身の純粋の時間的に変化する並進運動の結果として、
第４図に概略が示されている一対の検出器へ結合されて
いる一対の電気回路２８（第３図）Ｋよシ発生された出
力電圧信号を示すグラフである。
第６図は、銃身の純粋な回転運動の結果として、装置１
０の一対の検出器２６Ａ、２６Ｂの検出軸３６を横切っ
て延長する１つの平面状レーザビーム１Ｂの静止位置と
変位させられた位置を示すグラフである。第７図は、静
止位置を通る仮想軸５４に対する銃身の時間的に変化す
る純粋の回転運動の結果として、第６図に示されている
一対の検出器へ結合されている第３図に示す一対の電気
回路２８によシ発生された出力電圧信号を示すグラフで
ある。
０の一対の検出器２６Ａ、２６Ｂの検出軸３６を横切っ
て延長する１つの平面状レーザビーム１Ｂの静止位置と
変位させられた位置を示すグラフである。第７図は、静
止位置を通る仮想軸５４に対する銃身の時間的に変化す
る純粋の回転運動の結果として、第６図に示されている
一対の検出器へ結合されている第３図に示す一対の電気
回路２８によシ発生された出力電圧信号を示すグラフで
ある。
第１ｒＩＡは銃身の下側に本発明の運動検出および測定
装置の部品が取付けられている銃身の銃口の概略斜視図
、第２図線第１図に示されている銃身および測定装置の
部品を、銃身からの発射物の発射中の銃身の運動の検出
および測定に用いられる一対の平面状レーザビームを発
生する一対のレーザ組立体とともに示す概略正面図、第
３図は本発明の測定装置に用いられる複数の位置検出検
出器のおのおのに結合される電気回路の回路図、第４図
は銃身の純粋な並進運動の結果として本発明の装置の一
対の検出器を横切って延長する平面状レーザビームの１
本の静止位置と移動した位置を示す線図、第５図は銃身
の純粋な並進運動の結果として、第４図に示されている
一対の検出器に結合されている第３図に示されている一
対の回路によシ発生された出力電圧信号を示すグラフ、
第６図は銃身の純粋な回転運動の結果として本発明の装
置の一対の検出器を横切って延長する平面状レーザビー
ムの１本の静止位置と移動した位置を示す線図、第７図
は銃身の純粋な回転運動の結果として、第４図に示され
ている一対の検出器に結合されている第３図に示されて
いる一対の回路によ多発生され／こ出力電圧信号を示す
グラフである。 １０・・・・物体運動測定装置％ ｔ４Ａ、１４Ｂ・
・・・光位置検出および信号発生手段、１６・・−・レ
ーザ組立体、２２・・・拳レーザ、２４・・・・円筒レ
ンズ、２６Ａ、２６Ｂ・・・争直線位置検出検出器、２
８・・・・電気回路、３６・・・・光検出軸、３８Ａ、
３８Ｂ ・・・・電気的出力端子、５２や・幸・分圧器
。 特許出頭人 ハネウェル・インコーボレーテツド復代理
人 山 川 政 樹 図面の浄書（内容に変更なし） ご舒帰ｎ日Ｄｖ動 Ｆｉｇ・ 門 苫ｇ・５ 、總ダＱ９舶Ｊ−鼾 ８＋Ｍ− Ｆｉｇ・ ？ 手続補正書（秋・） １、事件の表示 平成１平時 許願第、ｚ４−ｇｚシ乙号２、発明の
名称 轡体工動杖土宙Ｊる゛唄１１定吸畜 ３、補正をする者
装置の部品が取付けられている銃身の銃口の概略斜視図
、第２図線第１図に示されている銃身および測定装置の
部品を、銃身からの発射物の発射中の銃身の運動の検出
および測定に用いられる一対の平面状レーザビームを発
生する一対のレーザ組立体とともに示す概略正面図、第
３図は本発明の測定装置に用いられる複数の位置検出検
出器のおのおのに結合される電気回路の回路図、第４図
は銃身の純粋な並進運動の結果として本発明の装置の一
対の検出器を横切って延長する平面状レーザビームの１
本の静止位置と移動した位置を示す線図、第５図は銃身
の純粋な並進運動の結果として、第４図に示されている
一対の検出器に結合されている第３図に示されている一
対の回路によシ発生された出力電圧信号を示すグラフ、
第６図は銃身の純粋な回転運動の結果として本発明の装
置の一対の検出器を横切って延長する平面状レーザビー
ムの１本の静止位置と移動した位置を示す線図、第７図
は銃身の純粋な回転運動の結果として、第４図に示され
ている一対の検出器に結合されている第３図に示されて
いる一対の回路によ多発生され／こ出力電圧信号を示す
グラフである。 １０・・・・物体運動測定装置％ ｔ４Ａ、１４Ｂ・
・・・光位置検出および信号発生手段、１６・・−・レ
ーザ組立体、２２・・・拳レーザ、２４・・・・円筒レ
ンズ、２６Ａ、２６Ｂ・・・争直線位置検出検出器、２
８・・・・電気回路、３６・・・・光検出軸、３８Ａ、
３８Ｂ ・・・・電気的出力端子、５２や・幸・分圧器
。 特許出頭人 ハネウェル・インコーボレーテツド復代理
人 山 川 政 樹 図面の浄書（内容に変更なし） ご舒帰ｎ日Ｄｖ動 Ｆｉｇ・ 門 苫ｇ・５ 、總ダＱ９舶Ｊ−鼾 ８＋Ｍ− Ｆｉｇ・ ？ 手続補正書（秋・） １、事件の表示 平成１平時 許願第、ｚ４−ｇｚシ乙号２、発明の
名称 轡体工動杖土宙Ｊる゛唄１１定吸畜 ３、補正をする者
Claims (2)
- （１）（ａ）運動を検出および測定すベき物体に取付け
ることができ、共通平面内に含まれる全体として平行に
離隔されている光検出軸を形成し、かつ、その光検出軸
を横切る平面状光ビームの入射に応答して、前記光検出
軸上の与えられた零静止位置を通つて、前記光検出軸に
対して垂直に延長する仮想軸に関する物体運動検出の並
進運動および回転運動の測定値をそれから取出すことが
できるように、前記零静止位置に対して前記光検出軸を
横切る前記平面状光ビームの入射位置の移動の大きさと
方向とをおのおの表す一対の出力信号を発生する一対の
光位置検出および信号発生手段と、（ｂ）運動を検出お
よび測定すべき物体が静止している時に、前記一対の光
位置検出および信号発生手段の前記光検出軸を横切つて
前記一対の光位置検出および信号発生手段に、前記光検
出軸の前記零静止位置を通つて延長する前記仮想軸に沿
つて入射するために整列させられた静止平面状光ビーム
を発生する手段と、 を備えることを特徴とする物体運動検出および測定装置
。 - （２）（ａ）運動を検出および測定すべき物体に取付け
ることができ、共通平面内に含まれる全体として平行に
離隔されている光検出軸をおのおの形成する第１の一対
の光位置検出および信号発生手段および第２の一対の光
位置検出および信号発生手段と、 （ｂ）運動を検出および測定すべき物体が静止している
時に、前記一対の光位置検出および信号発生手段の前記
光検出軸を横切つて前記一対の光位置検出および信号発
生手段に、前記光検出軸の与えられた零静止位置を通つ
て延長する前記仮想軸に沿つて入射するために整列させ
られた静止平面状光ビームを発生する手段と、 を備え、前記第１の一対の光装置検出および信号発生手
段の前記共通平面は前記第２の一対の光位置検出および
信号発生手段の前記共通平面に関連して配置され、各一
対の光位置検出および信号発生手段の前記離隔された光
検出軸は、前記光検出軸を横切る平面状光ビームの入射
に応答して、前記光検出軸上の与えられた零静止位置を
通つて、前記光検出軸に対して垂直にそれぞれ延長する
、前記それぞれの共通平面内の一対の全体として平行な
仮想軸に関する物体の並進運動および回転運動の別々の
測定値を取出すことができるように、前記零静止位置に
対して前記光検出軸を横切る前記平面状光ビームの入射
位置の移動の大きさと方向とをおのおの表す一対の出力
信号を発生することを特徴とする物体運動検出および測
定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US249142 | 1988-09-26 | ||
| US07/249,142 US4870290A (en) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | Object motion sensing and measuring apparatus using position sensing detectors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216465A true JPH02216465A (ja) | 1990-08-29 |
Family
ID=22942219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1248252A Pending JPH02216465A (ja) | 1988-09-26 | 1989-09-26 | 物体運動検出および測定装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4870290A (ja) |
| EP (1) | EP0361330A3 (ja) |
| JP (1) | JPH02216465A (ja) |
| KR (1) | KR900005188A (ja) |
| CA (1) | CA1305542C (ja) |
| NO (1) | NO893558L (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4113842A1 (de) * | 1991-04-27 | 1992-11-05 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Verfahren und einrichtung zur messung und bestimmung einer wegdifferenz in interferometern nach michelson |
| US5214293A (en) * | 1992-04-14 | 1993-05-25 | Calcomp Inc. | Latch status sensor sensing closed and unlatched position |
| FR2718519B1 (fr) * | 1994-04-12 | 1996-04-26 | Thomson Csf | Dispositif de visée pour arme, et arme équipée. |
| US5790255A (en) * | 1997-02-10 | 1998-08-04 | Xerox Corporation | Transparent light beam detectors |
| US6055391A (en) * | 1997-02-10 | 2000-04-25 | Xerox Corporation | Vibration detection and control system for printers |
| CH695248A5 (de) * | 2000-12-19 | 2006-02-15 | Contraves Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren von Schiessfehlern. |
| CN101614503B (zh) * | 2009-08-07 | 2012-06-27 | 中国人民解放军济南军区军械雷达修理所 | 一种用于25毫米自行高炮的多轴线检测校正装置 |
| CN101625212B (zh) * | 2009-08-07 | 2013-01-23 | 中国人民解放军济南军区军械雷达修理所 | 一种应用倾角传感器校正25毫米自行高炮炮管的方法 |
| US8558997B2 (en) * | 2010-02-02 | 2013-10-15 | Tom Van Esch | Door latch misalignment measuring arrangement and method |
| US10064700B2 (en) * | 2013-02-14 | 2018-09-04 | Zvi Fudim | Surgical guide kit apparatus and method |
| WO2017075591A1 (en) | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Ion Geophysical Corporation | Ocean bottom seismic systems |
| CN112955752A (zh) | 2018-09-13 | 2021-06-11 | 离子地球物理学公司 | 多轴线、单质量加速度计 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2343063A (en) * | 1942-10-31 | 1944-02-29 | Conn Ltd C G | Method of and apparatus for measuring mechanical vibrations |
| US2729975A (en) * | 1952-06-09 | 1956-01-10 | Herman F Hawthorne | Variable recoil mount |
| US3181355A (en) * | 1962-11-14 | 1965-05-04 | Alexander G Dallas | Displacement measuring transducer |
| US3504543A (en) * | 1968-10-08 | 1970-04-07 | Us Army | Gun bend sensor |
| GB1323104A (en) * | 1970-12-09 | 1973-07-11 | Kyowa Electronic Instruments | Device for detecting the deviation of a light beam |
| SE355664B (ja) * | 1971-02-26 | 1973-04-30 | Bofors Ab | |
| US3770353A (en) * | 1971-08-25 | 1973-11-06 | Us Navy | Electro-optical sensor |
| US3989384A (en) * | 1975-05-30 | 1976-11-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | System for measuring small angular motions |
| DE2610708C3 (de) * | 1976-03-13 | 1978-09-14 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Optische Anordnung |
| GB1587714A (en) * | 1976-03-16 | 1981-04-08 | Secr Defence | Correcton of gun sighting errors |
| US4069702A (en) * | 1977-02-04 | 1978-01-24 | Sanders Associates, Inc. | Method and apparatus for testing the run-out and recoil control systems of a gun |
| US4334775A (en) * | 1980-04-03 | 1982-06-15 | Western Electric Co., Inc. | Method for dynamically determining the horizontal motion and twist of a microwave tower |
| US4365149A (en) * | 1980-07-31 | 1982-12-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Mortar fire control system |
| DE3112026C2 (de) * | 1981-03-26 | 1985-10-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Vorrichtung zur Messung der Lage und Bewegung eines schwingfähigen Körpers |
| NL8101669A (nl) * | 1981-04-03 | 1982-11-01 | Philips Nv | Inrichting voor het detekteren van de stand van een voorwerp. |
| US4523100A (en) * | 1982-08-11 | 1985-06-11 | R & D Associates | Optical vernier positioning for robot arm |
| CA1223652A (en) * | 1983-04-29 | 1987-06-30 | Raymond Carbonneau | Gun muzzle reference system |
| DE3412046A1 (de) * | 1984-03-31 | 1985-10-03 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Stern- und sonnensensor fuer ein lageregelungssystem |
| GB8429201D0 (en) * | 1984-11-19 | 1984-12-27 | Secr Defence | Alignment aid |
| JPH0664084B2 (ja) * | 1985-04-16 | 1994-08-22 | シュルンベルジェ オーバーシーズ エス．エイ． | 光感震器 |
-
1988
- 1988-09-26 US US07/249,142 patent/US4870290A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-05 NO NO89893558A patent/NO893558L/no unknown
- 1989-09-21 KR KR1019890013581A patent/KR900005188A/ko not_active Withdrawn
- 1989-09-22 EP EP19890117567 patent/EP0361330A3/en not_active Withdrawn
- 1989-09-25 CA CA000613042A patent/CA1305542C/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-26 JP JP1248252A patent/JPH02216465A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900005188A (ko) | 1990-04-13 |
| EP0361330A2 (en) | 1990-04-04 |
| NO893558L (no) | 1990-03-27 |
| NO893558D0 (no) | 1989-09-05 |
| CA1305542C (en) | 1992-07-21 |
| US4870290A (en) | 1989-09-26 |
| EP0361330A3 (en) | 1992-06-03 |
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