SE512983C2 - Förfarande och anordning vid övervakning av objekt - Google Patents

Description

15' 20 25 30 512 983 nEnoGöRELsn rön UPPFINNINGEN Den föreliggande uppfinningen behandlar övervakning av ett objekt som är anordnat att avge en roterande eller oscillerande stràle vars vinkelhastighet är okänd. Ett huvudsakligt problem som angrips är härvidlag att bestämma stràlens vinkelhastighet.

Ovan formulerade problem löses i korthet genom att utifrân registreringar av stràlen iterativt ta fram värden som successivt i allt okända högre grad svarar mot den vinkelhastigheten.

Ett huvudsakligt ändamàl med uppfinningen är att bestämma strálens vinkelhastighet för att därefter med förutbestämd noggrannhet kunna generera en slutgiltig positionsbestämning av objektet. Uppfinningen innefattar förfaranden sàväl som _ anordningar för att detta skall uppnås.

Ovan formulerade iproblem löses mera utförligt enligt det följande. De tidpunkter när strálen passerar ett förutbestämt antal ' bestäms. Ett mätpositioner ansatsvärde för vinkelhastigheten genereras och ett förutbestämt (minst tvà) antal positionsbestämningar av objektet görs i beroende av de bestämda tidpunkterna, mätpositíonerna och ansatsvärdet. Det avgörs vidare om positionsbestämningarna är att anse som tillräckligt överensstämmande, och om sà är fallet så accepteras ansatsvärdet som ett närmevärde som med godtagbar noggrannhet approximerar stràlen. vinkelhastigheten hos Om positions- bestämningarna ej är tillräckligt överensstämmande sä modifieras ansatsvärdet och nya posítionsbestämningar görs. Detta upprepas sà manga gånger som behövs för att positionsbestämningarna skall överensstämma tillräckligt, varvid ansatsvärdet accepteras som närmevärdet till vinkelhastigheten.

En huvudsaklig fördel med uppfinningen är att den ger möjlighet att positionsbestämma objektet utan att vinkelhastigheten hos stràlen behöver vara känd. Ytterligare en fördel är att 10 15 20 25 512 983 uppfinningen tilláter övervakning av inte bara av objekt_som avger strälar som roterar, utan även övervakning av objekt som avge "scannande” stralar vilka utför en oscillerande fram-och- tillbaka-rörelse - ungefär som en vindrutetorkare pà en bil.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritningar.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar i en vy, som ett exempel enligt uppfinningen, en anordning för övervakning av ett objekt som avger en roterande stràle.

Figur 2 visar i en vy ett exempel pà positionsbestämning av objektet dà strálens vinkelhastighet är känd.

Figur 3 visar i en vy hur positionsbestämningen frán figur 2 päverkas av att vinkelhastigheten är okänd.

Figur 4 visar i en vy hur felen hos en första och en-andra följd av positionsbestämningar hastigheten är okänd. varierar systematiskt dä vinkel- Figur 5 visar ett diagram som illustrerar hur x-koordinater för den första följden av positionsbestämningar varierar syste- matiskt.

Figur 6 visar ett diagram som illustrerar hur x-koordinater för den andra följden av positionsbestämningar varierar syste- matiskt.

Figur 7 visar, som ett exempel enligt uppfinningen, ett flödesschema son: beskriver ett sätt pà 'vilket. anordningen. är anordnad att arbeta vid övervakning av objektet då vinkelhastigheten är okänd. 10 15 20 25 30 512 983 FÖREDRAGNA UTFönINGsFonLm-R I figur 1 visas i en vy, som ett exempel enligt den föreliggande uppfinningen, en anordning 1 för övervakning av ett objekt 2, som avger en roterande stràle 4. I den i figur l illustrerade utföringsformen är stràlen 4 en smal radarlob, vilken utsänds fràn en roterande radarantenn objektet 2. (ej visad) som är anordnad vid Alternativt kan stràlen 2 vara av annat slag, exempelvis en laserstràle, en smal ljuskägla eller liknande. I figur l visas stràlen 4 vid ett antal tidpunkter tl,t2,.H,t8 när stràlen passerar ett antal förutbestämda mätpositioner P1,P2,U.,P8. I det i figur l illustrerade exemplet ligger mätpositionerna huvudsakligen pá linje längs en i figuren utritad x-axel, uppfinningen är dock inte begränsad till just detta val av placering av mätpositionerna Pl,P2,.",P8. I figur l är även en y-axel utritad, och objektet 2 och stràlen 4 ligger huvudsakligen i ett xy-plan bildat av x- och y-axeln.

Anordningen 1 innefattar organ för bestämmande av tidpunkterna tl,t2; .,t8. Sàledes innefattar anordningen 1 ett antal sensorer 31,32,".,38, som. är anordnade vid. mätpositionerna Pl,P2,.u,P8.

Sensorerna 31,32H",38 innefattar tidmätningsorgan (ej visade) och är anordnade att registrera stràlens 4 passage och att med utnyttjande av bestämma tidmätningsorganen tidpunkterna tl,t2,.U,t8. I det i figur 1 visade utföringsexemplet innefattar sensorerna 31,3@.H,38 mottagare (ej visade) för registrering av en amplitud hos radarsignaler. Sensorerna 31,3@.",38 är vidare anordnade att med utnyttjande av tidmätningsorganen och registrerade amplitudförlopp hos mottagna radarsignaler fastställa när strálens 4 elektriska axel passerar respektive sensor 31,3h.n,3m och därmed bestäms tidpunkterna tl,t2HH,t8.

Sensorerna är även anordnande att generera ett antal sensor- signaler Sl,S2,.",S8, vilka indikerar tidpunkterna tl,t2,.H,t8.

Anordningen 1 innefattar vidare S0m är en analysenhet 5, 10 15 20 25 30 512 983 ansluten till sensorerna 31,32,.H,38 och anordnad att mottaga sensorsignalerna Sl,S2,. ,S8.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till just dessa organ för att bestämma tidpunkterna tl,t2,. ,t8. I ett alternativt utföringsexempel innefattar istället analysenheten 5 tidmätningsorgan. Anordningen 1 är i ett sådant alternativ anordnad att föra över information om registrering av stràlen 4 fràn sensorerna 31,3h.H,38 till analysenheten 5, som i sin tur är anordnad att bestämma tidpunkterna tl,t2,.H,t8 med denna information och med utnyttjande av tidmätningsorganen.

I figur 1 är mätpositionerna och sensorerna àtta till antalet, uppfinningen är dock inte begränsad just detta antal, utan fackmannen äger möjlighet att efter omständigheterna fritt välja detta antal frán fyra och uppàt.

Lát a(i,j) beteckna en vinkel mellan syftlinjerna till objektet 2 fràn mätpositionerna Pi och Pj - i figur 1 har a(l,2), a(l,3) och a(2,3) indikerats. a(i,j) kan beräknas enligt: a= Ico- (tj-ml, _ <1) där a) betecknar en vinkelhastighet hos stràlen 4 och där ti respektive tj betecknar tidpunkterna för strálens 4 passage av mätpositionerna Pi respektive Pj.

I figur 2 illustreras i en vy positionsbestämning av objektet 2 då strálens 4 vinkelhastighet m är helt känd. I figur 2 visas en första cirkel 7, som gär igenom mätpositionerna P1 och P2. lika d(Pl,P2)/(2sin(a(l,2))), där d(P1,P2) betecknar avståndet mellan mätpositionerna Pl och P2.

Den första cirkeln 7 har en radie som är med Detta innebär att vinkeln mellan syftlinjerna fràn mätpositionerna P1 och P2 till varje punkt pá den första cirkeln 7 som ligger ovanför kordan P1P2 är lika med a(1,2). Av detta inses att den del av den första cirkeln 7 som 10 15 20 25 30 512 983 ligger ovanför kordan PlP2 anger möjliga mållägen för objektet 2 då mätpositionerna Pl och P2 samt vinkeln a(1,2) är kända. I figur 2 befinner sig objektet 2 i en punkt A, som enligt vad som sagts således ligger på den första cirkeln 7.

Med. begreppet mätbas avses i detta sammanhang en godtycklig kombination av' två av Imätpositionerna P1,P2,. ,P8, exempelvis utgör således mätpositionerna Pl och P2 en första mätbas (Pl,P2) och mätpositionerna Pl och P3 en andra mätbas (Pl,P3). För varje given mätbas (Pi,Pj) går det med kännedom om vinkeln a(i,j) att konstruera en cirkel som på ett motsvarande sätt som den första cirkeln 7 anger möjliga mållägen för objektet 2 i förhållande till (Pi,Pj), objektet 2 naturligtvis ligga någonstans på en sådan cirkel. Om två sådana den givna mätbasen och måste cirklar har konstruerats för två olika mätbaser kommer således objektet 2 att. befinna sig' i en skärningspunkt. mellan dessa cirklar.

I figur 2 visas även en andra cirkel 9, som går igenom mätpositionerna Pl och P3. Den andra cirkeln 9 har en radie som är lika med dlP1,P3)/(2sin(a(l,3))) och anger således möjliga mållägen för objektet 2 relativt den andra mätbasen (Pl,P3). Den första och den andra cirkeln 7 och 9 skär 'varandra dels i nätpositionen P1, dels i punkten A. Eftersom nñtpositionen P1 kan uteslutas som målläge så anger den första och den andra cirkeln 7 och 9 entydigt objektets 2 position A. Allt som behövs för att bestämma således punkten A är kännedom om mätpositionerna Pl, P2 och P3 samt vinklarna u(l,2) och a(l,3).

Då vinkelhastigheten G) hos strålen 4 är helt känd erhålles vinklarna a(l,2) och a(l,3) med utnyttjande av ekvation (1) och t2 och t3 vid 'vilka strålen 4 passerar mätpositionerna Pl, P2 och P3. kännedom om tidpunkterna tl, För fullständighetens skull skall dock påpekas att även ett läge motsvarande spegelbilden av läget ZX i x-axeln är ett möjligt 10 15 20 25 30 512 983 läge för objektet 2 dà ovan nämnda data är kända - i alla_fall om stràlens 4 rotationsriktning är okänd. I mànga praktiska tillämpningar kan ett sàdant spegelläge dock uteslutas som varande orimligt. Alternativt kan spegelläget uteslutas genom att sensorerna är vinkelkänsliga pá sádant sätt att signaler som kommer fràn spegelläget inte mottages av sensorerna 31,32pU,38.

Ett liknande fall uppstår även dá en positionsbestämning görs utifrân ett par av mätbaser som inte innefattar nagon gemensam mätposition, men även denna komplikation kan kringgás pà liknande sätt som ovan.

I figur 3 illustreras i. en vy Inn: positionsbestämningen fràn figur 2 påverkas av att vinkelhastigheten m inte är helt känd.

I figur 3 illustreras dels hur positionsbestämningen páverkas av att det vid positionsbestämningen utnyttjas ett antaget vinkelhastighetsvärde som understiger det faktiska värdet pà vinkelhastigheten m, dels hur positionsbestämningen páverkas av att det vid positionsbestämningen utnyttjas ett "antaget vinkelhastighetsvärde som överstiger det faktiska värdet pà vinkelhastigheten w.

Da det antagna vinkelhastighetsvärdet understiger det faktiska värdet pà vinkelhastigheten w sä ger en beräkning av vinklarna a(l,2) och a(l,3) med ekvation (1) en underskattning av dessa vinklar. I figur visas en tredje cirkel ll respektive en fjärde cirkel 13, vilka har konstruerats pà ett motsvarande sätt som den första respektive den andra cirkeln 7 respektive 9 i figur 2, dock med den skillnaden att den tredje och den fjärde cirkeln 11 och 13 har konstruerats utifràn de underskattade värdena pà och 0L(l,3) . tredje och den fjärde cirkelns ll och 13 radier är överskattade.

Den tredje och fjärde cirkeln 11 och 13 skär därför varandra i vinklarna a(l,2) Detta innebär i sin tur att den en punkt B som skiljer sig frán objektets 4 sanna position A, och ett fel i positionsbestämningen har Positionsbestämningen B twserad pá den tredje och den fjärde således uppkommit. f! så. nä: 10 15 20 25 30 512 983 cirkeln 11 och 13 ger en överskattning av bàde x- och y- koordinat för objektet 2.

Dá det antagna vinkelhastighetsvärdet överstiger det faktiska värdet pà vinkelhastigheten m sà ger en beräkning av vinklarna 0L(1,2) och 0L(l,3) med ekvation (1) en överskattning av dessa vinklar. I figur visas en femte cirkel 15 respektive en sjätte cirkel 17, vilka har konstruerats pà ett motsvarande sätt som den första respektive den andra cirkeln 7 respektive 9 i figur 2, dock med den skillnaden att den femte och den sjätte cirkeln 15 och 17 har konstruerats utifràn de överskattade värdena pà vinklarna a(1,2) och u(1,3). Detta innebär i sin tur att den femte och den sjätte cirkelns 15 och 17 radier är underskattade.

Den femte och sjätte cirkeln 15 och 17 skär därför varandra i en punkt C som skiljer sig fràn objektets 4 sanna position A, och ett fel i. positionsbestämningen har sàledes uppkommit även i detta fall. Positionsbestämningen C baserad pà den femte och den sjätte cirkeln 15 och 17 ger en underskattning av bàde x- och y- _koordinat för objektets 2 position A.

I figur 4 visas i en vy objektet 2 i en punkt Al, som ligger huvudsakligen pà en mittpunktsnormal till raden av sensorer 31,32h.”38. I figur 4 visas en första följd av positions- bestämningar Bl,B2HH,Bn av objektet 2. Den första följden av positionsbestämningar B1,B2,.H,Bn har genererats utifrån par av mätbaser som successivt har flyttats i x-led och med ett antaget vinkelhastighetsvärde som understiger det korrekta värdet pà vinkelhastigheten m. utifràn positionsbestämningen B2 Sáledes har positionsbestämningen Bl (Pl,P2) och (P1,P3) och mätbasparet (P2,P3) och genererats mätbasparet utifrán (P2,P4). De övriga positionsbestämningarna Bk (k=3,.U,n) har naturligtvis genererats pà motsvarande sätt utifràn motsvarande par av mätbaser (Pk,Pk+1) och (Pk,Pk+2). Felen hos positions- bestämningarna B1,B2,.U,Bn uppvisar en systematisk variation da mätbaserna flyttas i x-led. y-koordinaten för objektets 2 10 15 20 25 30 512 983 position .Al är överskattad. för samtliga. positionsbestämningar B1,B2,.H,Bn i den första följden. x-koordinaten för objektets 2 position Al är överskattad för positionsbestämningen Bl men underskattad för positionsbestämningen Bn. Uppskattningen av x- objektets sàledes fràn att vara en överskattning till att vara en koordinaten för 2 position A1 varierar systematiskt, underskattning, da mätbasparen flyttas successivt i x-led.

I figur 4 visas även en andra följd av positionsbestämningar Cl,C2,.",C3 av objektet 2. Den andra följden av positions- bestämningar har genererats utifrân samma mätbaspar som den första följden av' positionsbestämningar, men. med ett antaget vinkelhastighetsvärde som överstiger det faktiska värdet pá vinkelhastigheten m. y-koordinaten för objektets 2 position är underskattad för samtliga positionsbestämningar Cl,C2,.U,C3 i den andra följden, medan x-koordinaten för objektets 2 position till att överskattad, da mätbasparen flyttas successivt i x-led.

Al varierar, underskattad fràn att vara vara Om ett korrekt antaget värde pà vinkelhastigheten 'm hade använts vid positionsbestämningarna i figur 4 hade naturligtvis samtliga positionsbestämningar gett det korrekta läget Al som resultat.

Lät X(Pi) beteckna en x-koordinat för mätpositionen Pi och lat XO(j) beteckna ett medelvärde av x-koordinater X(Pj) och X(Pj+2) för mätpositionerna i den mätbasen utnyttjades vid positionsbestämningen Bj andra (Pj,Pj+2) som (eller Cj). XO(j) fas säledes enligt: X0(j)=(X(Pj)+X(Pj+2))/2. XO(j) ger en indikation av läget, längs x-axeln, hos det mätbaspar (Pj,Pj+l) och (Pj,Pj+2) utifràn vilket positionsbestämningen Bj (eller Cj) är gjord. Làt vidare X(Bk) respektive X(Ck) beteckna x-koordinater för positionsbestämningarna Bk respektive Ck.

XO(j) mätbasparet indikerar sàsom har (Pj,Pj+l) sagts läget x-axeln hos (Pj,Pj+2). längs och Alternativt kan 10 15 20 25 30 512 983 naturligtvis ett sådant läge indikeras pà annat sätt, exempelvis genom att pä ett lämpligt sätt väga samman x-koordinater X(Pj), X(pj+1) och X(pj+2) för samtliga mätpositioner som mätbasparet (Pj,Pj+1) och (Pj,Pj+2). ingàr i I figur 5 visas ett diagram som schematiskt med ett antal utritade punktmarkeringar beskriver x-koordinaterna X(Bl),X(B2),.H,X(Bn) för den första följden av positions- bestämningar Bl,B2,.H,Bn som funktion av de motsvarande medelvärdesbildade x-koordinaterna X0(1),XO(2),.H,XO(n). x- koordinaterna X(B1),X(B2),.H,X(Bn) för den första följden av positionsbestämningar Bl,B2,.H,Bn avtar nästan rätlinjigt som funktion av de medelvärdesbildade x-koordinaterna X0(1),X0(2),.H,XO(n). En första rät linje 19 är anpassad till de utritade punkterna i. figur 3, och den första linjen 19 har, enligt vad som har sagts, en negativ lutningskoefficient.

I figur 6 visas ett diagram som schematiskt med ett antal _utritade punktmarkeringar beskriver x-koordinaterna X(Öl),X(C2)HN,X(Cn) för den andra följden av positions- bestämningar Cl,C2,.“,Cn som funktion av de motsvarande medelvärdesbildade x-koordinaterna XO(1),X0(2),.“,X0(n). x- koordinaterna X(C1),X(C2),.H,X(Cn) för den andra följden av positionsbestämningar Cl,C2,.",Cn ökar nästan rätlinjigt som funktion av de medelvärdesbildade x-koordinaterna X0(1),X0(2),.",X0(n). En andra rät linje 21 är anpassad till de utritade punkterna i figur 3, och den andra linjen 21 har, enligt vad som har sagts, en positiv lutningskoefficient.

Utifrån figur 5 och figur 6 inses att det är möjligt att avgöra om ett givet antaget vinkelhastighetsvärde är större eller mindre än det korrekta värdet pà vinkelhastigheten m genom att generera en följd av positionsbestämningar utifrån mätbaspar som har inbördes varierande lägen längs x-axeln. Om x-koordinaterna 10 15 20 3 30 512 983 ll X(Bl),X(B2),.",X(Bn) för positionsbestämningarna avtar- i beroende av mätbasparens inbördes lägen längs x-axeln - varvid dessa inbördes lägen har indikerats ovan med utnyttjande av de medelvärdesbildade x-koordinaterna X0(l),XO(2),. ,XO(n) - sà är vinkelhastigheten underskattad. I det motsatta fallet - dà x- koordinaterna X(Cl),X(C2)p ,X(Cn) ökar i beroende av de medelvärdesbildade x-koordinaterna X0(1),X0(2),.",X0(n) - är vinkelhastigheten w istället överskattad.

I figur 4 befinner sig objektet 2 i läget A1, till som ligger huvudsakligen pà mittpunktsnormalen 31,32,...,33. raden av sensorer Det som har sagts här om hur det gär att avgöra om vinkelhastigheten w är överskattad eller underskattad genom att betrakta om x-koordinaterna för positionsbestämningarna ökar eller avtar i beroende av mätbasparens inbördes lägen är dock giltigt även om objektet 2 befinner sig asymmetriskt i förhållande till raden av sensorer 3¿,32,H.,38, exempelvis i punkterna A2 eller A3 i figur 4.

I figur 7 visas, som ett exempel enligt den föreliggande uppfinningen, ett flödesschema som beskriver ett sätt pá vilket anordningen 1 är anordnad att arbeta vid övervakning av objektet 2 dá stràlens 4 vinkelhastighet m är okänd.

Förfarandet i figur 7 inleds, efter en start 25, med ett första steg 27, innebärande att tidpunkterna t1,t2,.U,t8 när stràlen 4 passerar mätpositionerna P1,P2,.",P8 bestäms. Detta görs med utnyttjande av tidmätningsorganen. Sensorerna 31,3@.n,38 genererar sensorsignalerna S1,S2,.",S8 som indikerar tid- punkterna t1,t2,.H,t8. Sensorsignalerna Sl,S2,.U,S8 överförs till analysenheten 5.

Förfarandet, i figur 7 fortsätter med ett andra steg 29, innebärande att ett ansatsvärde w' för vinkelhastigheten w 10 15 20 25 30 512 983 12 genereras. I förfarandet i figur 7 är ansatsvärdet of-ett förlagrat värde som hämtas fràn ett minnesorgan (ej visat) som innefattas i analysenheten 5.

Förfarandet i figur 7 fortsätter med ett tredje steg 31, innebärande att det genereras ett förutbestämt antal (n) positionsbestämningar Dl,D2,.U,Dn av objektet 2. Positions- bestämningarna genereras härvidlag i beroende av mätpositionerna Pl,P2,H.,P8, tidpunkterna t1,t2,.",t8 och ansatsvärdet of utifrän par av mätbaser som har varierande lägen längs x-axeln. I det i figur 7 exemplifierade förfarandet utnyttjas motsvarande mätbaspar som vid positionsbestämningarna (Bk och Ck) i figur 4, det vill säga (Pk,Pk+l) och (Pk,Pk+2) (k=l,2,.",n). Uppfinningen är dock inte begränsad till detta val utav mätbaspar, utan fackmannen äger beroende pá omständigheterna möjlighet att välja mätbaspar med varierande lägen längs x-axeln pá annat sätt.

För att göra* en av positionsbestämningarna krävs minst tre mätpositioner. Ett nödvändigt villkor är att ätminstone tva av positionsbestämningarna är oberoende (det vill säga positions- bestämningar sammanfaller oavsett som inte med nödvändighet vilket ansatsvärdet w' som väljs). För att generera tvà oberoende positionsbestämningar krävs minst fyra mätpositioner. således till utan allt frán fyra mätpositioner och uppät kan Uppfinningen är inte begränsad just àtta mätpositioner, användas.

Förfarandet i figur 7 fortsätter med ett fjärde steg 33, innebärande att det avgörs, enligt ett förutbestämt kriterium, om de genererade positionsbestämningarna Dl,D2,.",Dn är tillräckligt överensstämmande. Detta görs genom att betrakta hur de genererade positionsbestämningarnas x-koordinater X(Dl),X(D2),.U,X(Dn) varierar som funktion av de motsvarande medelvärdesbildade x-koordinaterna XO(l),X0(2),.N,X0(n). För detta ändamål genereras ett lutningsvärde LUT enligt: 10 15 20 25 30 512 983 13 intn/Z) __ __ LUT: _2_ , (2) n m1 XO(n / 2 + m) - XO(m) där int(n/2) betecknar heltalsdelen av n/2. Ett positivt lutningsvärde LUT indikerar att x-koordinaterna X(Dl),X(D2),.U,X(Dn) ökar som funktion av de medelvärdesbildade x-koordinaterna X0(l),X0(2),.U,XO(n) och ett negativt lutnings- värde LUT indikerar naturligtvis pà ett motsvarande sätt att dessa istället avtar. I det fjärde 33 steget avgörs det att de genererade positionsbestämningarna är tillräckligt stämmande om lutningsvärdet LUT till absolutbelopp är mindre än ett förutbestämt värde. överens- Uppfinningen är dock inte begränsad till detta sätt att avgöra om de genererade positionsbestämningarna Dl,D2,. ,Dn är tillräckligt överensstämmande. Ett alternativ' är att. generera ett värde svarande mot en standardavvikelse för x-koordinaterna X(D1),X(D2)HH,X(Dn) för de genererade positionsbestämningarna.

Om standardavvikelsen är mindre än ett förutbestämt första värde sà anses i detta fall positionsbestämningarna Ül,D2U",Dn vara tillräckligt överensstämmande. Ett annat alternativ är att generera ett värde svarande mot en tröghetsradie r för de genererade positionsbestämningarna D1,D2,.",Dn enligt: I f” - - r = - 2 d(Dm,D)2, där D betecknar medelvärdet av de genererade n m=l positionsbestämningarna Dl,D2,.n,Dn. Om tröghetsradien r är mindre än ett förutbestämt andra värde sä anses positionsbestämningarna Dl,D2,.",Dn vara tillräckligt överens- stämmande.

Om det vid det fjärde steget 33 i genererade figur 7 avgörs att de tillräckligt överensstämmande sä fortsätter förfarandet med ett femte steg positionsbestämningarna ej är 35. Det femte steget 35 innebär att ansatsvärdet of modifieras för att i högre grad motsvara det korrekta värdet pà 10 V15 20 25 30 512 983 14 vinkelhastigheten w. I förfarandet i figur 7 sä modifieras ansatsvärdet of med utnyttjande av lutningsvärdet LUT enligt: wïmødifierat) = oí-(l - x - LUT), (3) där K är en positiv parameter. Parametern K bestämmer hur fort förfarandet i figur 7 konvergerar. Vilket värde pä parametern K som ger optimal konvergens beror i allmänhet av tillämningen av uppfinningen. Valet av K är i allmänhet inte kritiskt, erhálls försök och ett lämpligt värde genom praktiska och/eller erfarenhetsvärden. Ett värde pà K i intervallet 0,4-0,5 har dock visat sig fungera bra.

Lutningsvärdet LUT indikerar, sàsom har förklarats, om ansatsvärdet of överstiger eller understiger det korrekta värdet pà vinkelhastigheten (D hos strálen 4.

Ansatsvärdet of minskas sáledes om det överstiger det korrekta värdet pà vinkelhastigheten w, och i det motsatta fallet ökas naturligtvis ansatsvärdet m'.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till detta sätt-att modifiera ansatsvärdet af, utan fackmannen äger möjlighet att efter omständigheterna och eget tycke välja andra strategier för att göra detta.

Efter det femte steget 35 i figur 7 börjar förfarandet om igen frán det tredje_ steget 31. Förfarandet i figur 7 fortsätter därmed såsom det hittills har beskrivits, varvid ansatsvärdet af successivt modifieras till att i allt högre grad svara mot det korrekta värdet pá vinkelhastigheten w. Detta pägär till dess att det vid det fjärde steget 33 avgörs att de genererade positionsbestämningarna stämande.

Dl,D2,.U,Dn är tillräckligt överens- Om det vid fjärde steget 33 i figur 7 avgörs att de genererade positionsbestämningarna Dl,D2,.",Dn är tillräckligt överens- stämmande sa fortsätter förfarandet med ett sjätte steg 37. Det 10 15 20 25 30 512 983 15 sjätte steget 37 innebär att ansatsvärdet of accepteras som~ett närmevärde som med godtagbar noggrannhet approximerar det korrekta värdet pà vinkelhastigheten am I och med detta har förfarandet sàledes fastställt vinkelhastigheten w. I förfarandet i figur 7 sá accepteras ansatsvärdet som närmevärdet genom att det lagras pà ett minnesorgan (ej visat) i analysenheten 5. Om förfarandet i figur 7 utnyttjas flera gánger kan det lagrade närmevärdet senare utnyttjas vid genereringen av ansatsvärdet af.

I och med att positionsbestämningarna Dl,D2,.H,Dn är tillräckligt överensstämmande sà. är det naturligtvis implicit att ansatsvärdet m' är' närmevärdet till vinkelhastigheten w.

Att, sàsom i det sjätte steget 37 i figur 7, uttryckligen acceptera ansatsvärdet af som närmevärdet till vinkelhastigheten w är därför normalt inte nödvändigt, varför fackmannen om han finner det lämpligt kan utesluta det sjätte steget 37.

Det sjätte steget 37 i figur 7 följs av ett sjunde steg 39, innebärande att det görs en slutgiltig positionsbestämning av objektet 2. Den slutgiltiga positionsbestämningen fas genom en medelvärdesbildning av de vid det tredje steget 31 sist genererade positionsbestämningarna Dl,D2,.",Dn.

Uppfinningen är dock inte begränsad till detta sätt att göra den slutgiltiga positionsbestämningen, utan fackmannen äger möjlighet att efter omständigheterna och eget tycke göra detta pá annat sätt.

Exempelvis kan den slutgiltiga positions- bestämningen göras genom en medianvärdesbildning av de vid det tredje steget 31 sist genererade positionsbestämningarna Dl,D2p",Dn, vilket minskar inverkan av extrema avvikelser hos en eller flera av positionsbestämningarna. Efter det sjunde steget 39 avslutas förfarandet, sàsom indikeras av ett stopp 41.

Det sjunde steget 39 kan naturligtvis uteslutas om objektets 2 position inte är av intresse. *jllï »marin 10 512 983 16 Analysenheten 5 innefattar organ anordnade för utförande. av förfarandet i figur 7 och alternativa förfaranden enligt uppfinningen. Exempelvis innefattar analysenheten. 5 för detta ändamål en dator med tillhörande programvara eller en kretslösning med hàrdvarukomponenter - eller en kombination dessa organ. Uppfinningen innefattar således även anordningar för att utföra förfarandet i figur 7 samt alternativa förfaranden enligt uppfinningen.

I de visade exemplen är mätpositionernas Pl,P2h ,P8 y- koordinater huvudsakligen noll, men sàsom inses är uppfinningen inte begränsad till detta utan fungerar även om mätpositionernas Pl,P2,u.,P8 y-koordinater är mer eller mindre skilda fràn noll.

Claims (17)

10 15 20 25 30 512 983 PATENTKRKV

1. Förfarande vid övervakning av ett objekt (2) som avger en okänd k ä n n e t e c k n a t av att förfarandet innefattar följande stràle (4) som roterar med en vinkelhastighet, Steg: a) bestämmande av strálen (4) àtminstone fyra förutbestämda mätpositioner; tidpunkter när passerar b) generering av ett ansatsvärde för vinkelhastigheten; c) generering av àtminstone tvá oberoende positions- bestämningar av objektet i tidpunkterna och ansatsvärdet; beroende av nëtpositionerna, förutbestämt d) avgörande, enligt ett kriterium, om de oberoende positionsbestämningarna är tillräckligt överens- stämmande; e) modifiering av ansatsvärdet, i det fall att avgörandet enligt steget d) ger vid handen att positionsbestämningarna ej är tillräckligt överensstämmande; och f) upprepning av stegen c) till och med e) tills dess att avgörandet enligt handen .att positionsbestämningarna är tillräckligt överensstämmande. steget d) ger vid

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att förfarandet även innefattar följande steg: g) accepterande av ansatsvärdet som ett till stràlens vinkelhastighet när avgörandet enligt steget d) har gett vid handen att positionsbestämningarna är tillräckligt överesstämmande. närmevärde

3. Förfarande enligt nagot av kraven l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att innefattar förfarandet även följande steg: h) generering av en slutgiltig positionsbestämning av objektet (2) när avgörandet enligt steget d) har gett vid handen att positionsbestämningarna är tillräckligt överensstämmande.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av 10 15 20 25 30 512 983 18 att steget h) inbegriper att den slutgiltiga positions- bestämningen genereras i beroende av de enligt steget c) sist genererade positionsbestämningarna.

5. Förfarande enligt till i sin tur innefattar nàgot av kraven 1 och med 4, k ä n n e t e c k n a t av att steget a) följande delsteg: i) registrering an/ stràlen (4) medelst sensorer (31,32pU,38) som är anordnade vid mätpositionerna; och j) bestämmande av när respektive sensor (31,3L.H,38) registre- rar strálen, varigenom tidpunkterna erhålles.

6. Förfarande enligt nagot av kraven 1 till och med 5, k ä n n e t e c k n a t av: att steget c) inbegriper att positionsbestämningarna genereras utifràn mätbaspar som har varierande lägen längs en förutbestämd axel.

7. Förfarande enligt Hkrav 6, k ä n n e t e c k n a t av att steget e) i sin tur innefattar följande delsteg: k) generering av en uppsättning värden svarande mot mätbasparens lägen längs axeln; l) avgörande, i beroende av positionsbestämningarnas koordinater längs axeln och uppsättningen värden, om ansatsvärdet överstiger eller understiger vinkelhastigheten; m) minskning av ansatsvärdet, delsteget l) i det fall att avgörandet enligt har gett vid handen att ansatsvärdet överstiger vinkelhastigheten; och n) ökning av ansatsvärdet, i det fall att avgörandet enligt delsteget 1) har gett vid handen att ansatsvärdet understiger vinkelhastigheten.

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att delsteget 1) i sin tur innefattar följande delsteg: o) avgörande om positionsbestämningarnas koordinater längs axeln avtar eller ökar som funktion av de motsvarande värdena i den enligt delsteget k) genererade uppsättningen värden; och 10 15 20 25 30 512 983 19 p) avgörande, i beroende av avgörandet enligt delsteget o)¿ om ansatsvärdet överstiger eller understiger vinkelhastigheten.

9. Anordning vid övervakning av ett objekt som avger en strále som roterar med en okänd vinkelhastighet, k ä n n e - t e c k n a d av: att anordningen innefattar organ för bestämmande av tidpunkter när stràlen passerar åtminstone fyra förutbestämda mät- positioner; att anordningen innefattar en analysenhet (S); att analysenheten (5) är anordnad att a) generera ett ansatsvärde för den okända vinkelhastigheten; att analysenheten (5) är anordnad att b) generera átminstone tvà oberoende positionsbestämningar av objektet (2) i beroende av mätpositionerna, tidpunkterna och ansatsvärdet; att analysenheten (5) är anordnad att c) avgöra, enligt ett förutbestämt kriterium, om positionsbestämningarna är till- räckligt överensstämmande; att analysenheten (5) är anordnad att d) i det fall att analysenheten (5) modifiera ansatsvärdet, enligt c) har avgjort att positionsbestämningarna ej är tillräckligt överens- stämmande; och att analysenheten (5) är anordnad att f) upprepa b) till och med d) tills det att analysenheten (5) enligt c) har avgjort att positionsbestämningarna är tillräckligt överensstämande;

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av: att analysenheten (5) är anordnad att g) acceptera ansatsvärdet som ett närmevärde till vinkelhastigheten när analysenheten (5) enligt c) har avgjort att bestämningarna är tillräckligt överensstämmande; positions-

11. ll. Anordning enligt nàgot av kraven 9 eller 10, k ä n n e t e c k n a d av: att analysenheten (5) är anordnad att h) slutgiltig positionsbestämning av objektet (2) när analysenheten generera en 10 15 20 215 30 512 983 20 (5) enligt C) har avgjort att positionsbestämningarna_ är tillräckligt överensstämmande.

12. Anordning enligt nàgot av kraven 9, 10 eller ll, k ä n n e t e c k n a d av: att organen för bestämmande av tidpunkterna innefattar sensorer (31,32,H.,38) för registrering av stràlen (4), varvid sensorerna (31,3h.",38) är anordnade vid mätpositionerna; och att organen för bestämmande av tidpunkterna innefattar tidmätningsorgan för (31,32,." bestämmande av när respektive sensor ,38) registrerar strálen (4).

13. Anordning enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att tidmätningsorganen är anordnade i analysenheten (5).

14. Anordning enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att tidmätningsorganen är anordnade i anslutning till swensorerna (31, 32, , 38) .

15. Anordning enligt nàgot av kraven 9 till och med 14, k ä n n é't e c kön a d av: att analysenheten (5) är anordnad att enligt b) generera positionsbestämningarna utifrån mätbaspar som. har varierande lägen i förhållande till en förutbestämd axel.

16. Anordning enligt kravet 15, k ä n n e t e c k n a d av att analysenheten är anordnad att enligt e) modifiera ansatsvärdet genom: att analysenheten (5) är anordnad att i) generera en uppsättning värden svarande mot mätbasparens lägen längs axeln; att analysenheten (5) är anordnad att j) avgöra, i beroende av positionsbestämningarnas koordinater längs axeln och uppsättningen värden, om ansatsvärdet överstiger eller understiger vinkelhastigheten; att analysenheten (5) är anordnad att k) minska ansatsvärdet, i det fall att analysenheten (5) enligt j) har avgjort att ansatsvärdet överstiger vinkelhastigheten; och 10 512 983 att analysenheten (5) är anordnad att 1) det fall att analysenheten (5) öka ansatsvärdet, i enligt j) har avgjort att ansatsvärdet understiger vinkelhastigheten.

17. Anordning enligt krav 16, k ä n n e t e c k n a d av att analysenheten (5) är anordnad att enligt j) avgöra om ansatsvärdet överstiger eller understiger vinkelhastigheten genom: att analysenheten (5) är anordnad att m) avgöra om positionsbestämningarnas koordinater längs axeln är ökande eller avtagande som funktion av de motsvarande värdena i den av analysenheten enligt i) genererade uppsättningen värden; och att analysenheten (5) är anordnad att n) avgöra, i beroende av avgörandet enligt m), om ansatsvärdet överstiger eller understiger vinkelhastigheten.