激光灯光自动跟踪装置

1. 自动跟踪系统的详解

由光学系统、探测器、信号处理系统、伺服系统和跟踪架等部分组成。高精度伺服系统一般采用直接耦合转矩电动机和高灵敏度测速机组合驱动。跟踪架有垂直（方位）轴和水平（俯仰）轴。光学跟踪系统通常在红外光谱、可见光谱和紫外光谱工作。常用的有红外跟踪系统、激光跟踪系统和电视跟踪系统。
红外跟踪系统接收目标的辐射能量，经过调制或扫描后会聚在红外探测器上，将红外辐射信号转换成电信号，经信号处理后送给伺服系统，驱动跟踪架，自动跟踪目标。红外调制器分为调幅、调频、调相或脉冲编码。常用波长分别为 1～3微米、3～5微米和8～14微米。红外探测受目标辐射特性影响，又称为被动式跟踪。
激光跟踪系统是70年代发展起来的。激光发射系统向目标发射激光束，由目标的表面漫反射或装在目标上的角反射器反射回来激光信号，经接收系统转换成比例于目标偏离光轴的角位置误差的电信号，送给伺服系统，驱动跟踪架，使跟踪架上光学系统对准目标。激光跟踪系统同无线电跟踪系统一样，靠接收本身发射能量来跟踪目标，又称主动式跟踪系统。激光接收系统测角分成和差式单脉冲制和圆锥扫描制两种。激光单色性、方向性好，波束窄，测角精度高，没有多路径效应，用于高精度跟踪和测量。接收探测器采用光电倍增管、硅光电二极管和光电雪崩二极管。
电视跟踪系统采用电视摄像机作为探测器，电视摄像机对视场内目标像进行光栅扫描，把光信号转换成电信号。电视跟踪按目标跟踪点的不同分边缘跟踪、矩心跟踪和相关跟踪。以最先扫描到的目标像位置作为目标跟踪点的跟踪称为边缘跟踪；全扫描目标像后经过计算，算出目标像的矩心作为目标跟踪点，称为矩心跟踪；算出帧间目标像的相关函数，选取相关系数最大点或者按照帧间目标像的匹配算法算出匹配函数最大点作为目标跟踪点，称为相关跟踪。
自动跟踪系统信息处理由简单处理向图像信息处理方向发展，由点跟踪向点跟踪和图像处理技术相结合方向发展,充分利用目标图像信息,提高抗干扰性能。电视跟踪器产生多个窗口，能同时跟踪视场内数字目标。多目标跟踪采用先求出各个目标中心，然后求出多个目标中心形成多边形的中心进行跟踪，也能由人工指定需要的某个目标进行自动跟踪。
光学跟踪的探测器向固态多元器件发展，线阵和面阵的可见光和红外电荷耦合器件的出现，提高了可靠性。光学跟踪系统结构简单可靠、成本低、功耗少、体积小和重量轻、隐蔽性好、角分辨率高和抗干扰性好；缺点是受大气影响大，不能全天候工作。
应用 自动跟踪系统主要用于靶场跟踪和测量、武器控制和制导等方面。环境和目标特性多样化，使得自动跟踪系统采用多传感器，有无线电的,也有光学的,互补长短。同时增加识别能力，各传感器依置给度不同进行自动切换，构成智能自动跟踪系统。 太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及，如何提高太阳能利用装置的效率，始终是人们关心的话题，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。
跟踪太阳的方法可概括为两种方式：光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机，计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便；缺点是受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，会导致跟踪装置无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。
而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，所以本设计采用视日运动轨迹跟踪方法和双轴跟踪的办法，利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，实现对太阳的全天候跟踪。该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。该文主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现。

2. 舞台上人走到哪，灯光自动跟到哪是什么原理（自动化的，不是手动的），打算做个类似的实验，求大神帮忙

很简单，用红外传感器进行跟踪就可以，另外一种可以用影像做差计算跟踪

3. 激光跟踪仪的组成

激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成。激光跟踪测量系统的工作基本原理是在目标点上安置一个反射器，跟踪头发出的激光射到反射器上，又返回到跟踪头，当目标移动时，跟踪头调整光束方向来对准目标。

同时，返回光束为检测系统所接收，用来测算目标的空间位置。简单的说，激光跟踪测量系统的所要解决的问题是静态或动态地跟踪一个在空间中运动的点，同时确定目标点的空间坐标。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。

(3)激光灯光自动跟踪装置扩展阅读

由于激光跟踪仪是利用激光测距，所以测距精度很高，但角度编码器随着距离的加大带来的位置误差亦很大，所以跟踪仪本身主要是角度误差。

在激光跟踪仪的应用中靶标对测量精度的影响亦不可忽视，通常靶标外形为球形，内部为3个互相垂直的反射镜（CCR）。若三个反射镜的角点和外球的中心不重合或3个反射镜面相互不垂直都会引起误差，因此在同一次测量中推荐使用同一个反射镜，同时反射镜不要绕自身光轴转动。

激光本身受大气温度、压力、湿度及气流流动的影响，所以大气参数的补偿对此仪器的正常使用十分关键。

4. 激光跟踪仪器 国外有哪些厂家做的好

国产自主可控，才能不被卡脖子，目前国产自主研发的GTS激光跟踪仪已经正式上市。

GTS激光跟踪仪功能特点：

1、精准、强大的跟踪测量系统

（1）绝对激光测距（ADM）和干涉测距（IFM）融合技术，将干涉测长的及时修正速度与绝对测距功能相结合，保证测量的极佳精度，并实现挡光恢复。

（2）目标球自动锁定功能，在断光时会在小范围内自动搜索到目标球，完成断光续接，自动锁定目标球，全过程不需人为操作，提高测量效率。

（3）跟踪站主机温度恒定和均匀分布设计，尽可能降低温度漂移，保证仪器的长时间稳定。

（4）一体化气象站技术，自动读取及更新环境参数传感器，确保测量数据的实时修正。

（5）稳定、便捷的三角底盘确保稳定的测量条件，避免环境震动带来的精度损失。

（6）设备与电脑之间可以通过有线网络或无线WIFI连接，方便现场使用。

（7）高速测量数据输出，输出速度1000点/秒。

（8）密封防护设计，保证主机免受灰尘和其他污染物的进入，环境适用性强。

2、高精度反射球

（1）精确、耐用、高强度反射球，配有标准型和高精度型等多种类型的反射球。

（2）不同的测量距离适用不同规格的反射球。

（3）中空一体式设计，保证长期使用的稳定性，球心精度高。

（4）光学玻璃角偶反射球体，用于获得理想的测量结果。

3、功能丰富的三维空间尺寸测量软件

（1）测量软件系统可在Windows 操作系统上运行，具有图形显示模块，以图形的方式显示数据及测量结果。

（2）具有数据分析功能：可利用静态和连续采点的方式采集数据，可直接测量得到点、线、圆、平面、柱、球、圆锥等，提供点线面、两点以及最佳拟合等创建坐标系的方式，并可对坐标进行平移、旋转等操作。

（3）测量软件可用坐标定位创建3D数据；

（4）具有图形显示功能提供2D和3D视图，可对图形进行平移，旋转、缩放操作，提供多种图形文件接口，可直接进行测量值与设计值比较。

（5）检验结果及报告可以文件或图形形式在线记录下来或打印出来。

（6）可实现几何元素的评价，包括：直线度、平面度、圆度、圆柱度、圆锥度以及圆环和球面等。实现相对基准几何要素真实位置度的评价：平行度、垂直度、角度、位置度、同轴度、同心度等。

5. 激光跟踪仪的定义

GTS激光跟踪仪系统由 PC、控制主机、跟踪站、目标镜等组成。跟踪站可以检测目标镜在空间的运动方向和大小并将这一信息发送给控制主机，在控制主机的控制下跟踪站作出响应，使激光束始终沿着目标镜的中心入射。无论目标镜走到哪里，系统都能对其进行跟踪。水平和垂直向的角度测量与距离测量结合在一起，构成一个球坐标的测量体系，目标镜的3D坐标便唯一确定，也即通过目标镜完成空间几何元素测点信息的获取，并通过先进的三维数据处理软件和三维测量软件完成对空间几何元素尺寸、 尺寸公差与形位公差、空间曲面与曲线的分析计算工作。

激光跟踪仪被广泛应用在各种精密测量领域，如在航空航天领域对飞机零部件及装配精度的测量；在机床行业中对机床平面度、直线度、圆柱度等的测量；在汽车制造中对新车型的在线测量；在高端制造中对运动机器人位置的精确标定。此外，激光跟踪仪的应用还扩展到了造船、轨道交通、核电等领域。

6. 激光跟踪仪的性能

激光跟踪仪是一种空间大尺寸三维坐标精密测量的高端几何量仪器，不仅可以对静止的空间目标进行高精度三维测量，还可以对运动的目标进行跟踪测量，是大尺寸精密测量的主要手段。

激光跟踪测量系统能跟踪某一目标的运动，这一被跟踪的目标称为目标镜，是系统中很重要的组成部分，相当于传统三坐标测量机的测头。工作时，将目标镜与被测要素接触，系统便会测量其中心点的三维坐标，通过被测要素与目标镜中心点坐标之间的关系获得被测要素的三维空间位置和姿态信息。

7. 如何用单片机实现舞台灯光的自动跟踪

追光灯是运用舞台艺术中不可或缺的重要手段，达到突出重点、塑造人物形象、烘托环境气氛的目的。而单片机降低演出成本，节省人力、物力，完善舞台灯光技术中追光的的功能和自动化的程度。

1、如下图，利用摄像头与主机的串口（USB）连接，系统运行专用驱动软件后，屏幕上显示出活动的视频图像。屏幕的下端建立一个VB应用软件的界面，设置一些命令控件和状态控件，将位置信息通过单片机处理部件传送到电脑追光灯来控制光斑对准演员。下面就该方案的软、硬件的设计作一介绍。

8. 激光跟踪仪的介绍

激光跟踪仪是空间大尺寸三维坐标测量仪器，是一台以激光为测距手段配以反射靶标的仪器，它同时配有绕两个轴转动的测角机构，形成一个完整的球坐标测量系统。

激光跟踪仪由激光测距系统、角度测量系统、跟踪控制系统、电控箱、环境补偿单元、支架、计算机及系统软件、测量标定附件等组成。

激光跟踪仪主要用于大尺寸装配测量，在航天航天器材、汽车、动车、船舶、重型机床、大型机械设备以及机器人领域有着广泛应用。

9. 激光跟踪仪的工作原理

GTS激光跟踪仪是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。

10. 激光自动跟踪系统英语是什么意思

光纤通信

即使光学纤维是远远小于导线双，并二氧化硅（最广泛使用的材料在纤维） ，是远远更为丰富，比铜，成本编制棒从哪个光纤得出几倍大于生产成本wires1此外，研究表明，这也许对此案已有一段时间。

不过，光纤系统，可用于进行，使更多的电话交谈，在同一时间内比丝双，可携带他们，所以远没有放大的再生，这时候，是有很多电话，以进行点之间，如关掉的ICE ，光纤制度是经济attractive2 。因此，部门间的主干网将首先受益于这种新技术。

竞争是更加艰难，虽然与现有高容量的系统使用同轴电缆传输线，波导，微波无线电和卫星等。较大的光纤带宽，降低损失，更可靠的光源，使光纤更具竞争力，在这个部门。

心脏的一个光通信系统是其中传递电信号的：一个电话，电脑或有线电视。发光二极管或激光转换这些信号变成光脉冲，它沿玻璃纤维。在接收端，光侦测器，转换回电信号。

这个系统提供显着的优势，与传统的那些严重依赖电子信号和铜丝。列入，就是处理大量的信息;一个高性能的激光能产生高达0.5亿元的光脉冲第二。因此，它有可能在传送整个30卷大英网络全书，在十分之一秒的，因为光通信不受电磁干扰，因而可造成噪声铜电缆，他们出示明确的信号，尽管附近的电力线路或电力电动机。

铜线，虽然他们是隔热，可以泄漏的电子讯号，并造成串扰，在附近的电线。并非如此，与光通信设备。玻璃纤维电缆，此外，重量只有约百分之一，正像铜线进行相同数目的信号。事实上，一个半英寸厚的，可以进行很多信号作为铜线大如一名男子的手臂。当时，也由于玻璃纤维携带轻，而不是电力，有没有危险性的火花，危险的环境，如化工厂或核反应堆。

电力线载波通讯

电力线载波（ PLC ）的，是首次提出在1920年的。从那时起。 PLC技术已演变成一个成熟和可靠的通讯技术，电力传输系统，今天又是主要用于继电保护， SCADA和语音数据传输系统。

可编程控制器采用了载波频率传输信息，比现有的输电线路。输电线路应用的载波频率通常是20千赫和300 khz.information编码对承运人通过采用调幅（ AM ）的单面频带（单边带） ，频移键控（ FSK信号） 。在发送端，调制载波注入到一个输电线路通过一个耦合电容器和调谐器。该调制信号的传播降低输电线路，以接收端。在接收端，耦合电容器和调谐器割裂了PLC的信号从高频电源电压和一个解调提取出信息编码的信号。陷阱线两端的路线，防止承运人旅行下来不受欢迎的路径。

临立会做得好就输电系统的，因为他们是电动简单，并已很少间断;通常情况下，分配PLC的使用频率，由5千赫至20千赫。一般频率少于20千赫称为配电线载波[类金刚石]和使用是允许对非许可，互不干涉的基础上。基于这个原因，当我们谈论的PLC系统，用于公用事业的分配制度，我们把它称为类金刚石。不幸的是，配电线路是电气复杂，因为存在着众多的路口，变压器和并联电容器。这些都严重衰减载波频率，使之难以可靠地宣传一个信号，通过内部分配制度。在试图纠正这一问题，运营商分发系统，利用低得多的频率比用传输系统。这些都是更接近权力，频率，因此不太可能被衰减，由大量的并联电容发现，对分配制度。尽管有显着改善，其使用频率较低并没有消除衰减的相关问题，毒品问题。此外，信号"洞" ，是一个严重的问题。孔发生在一个点，凡反映了DLC信号取消事件类金刚石信号。信号反射，是由于不连续性，例如变压器和线路两端。当了DLC系统的设计，研究，以选择一个载波频率，其中最小的困难与漏洞。未来修改的分配制度，可以改变位置孔或创造新的，其中可能干扰了DLC系统。特别的技术，必须聘请了DLC系统，以纠正这个问题，正如特殊技术必须受雇于电台和电话，以纠正这个问题。

有相当多的争论能力的类金刚石，以获得过去故障及到地区停电。对输电系统的PLC可以通过单相故障，因为其余阶段提供额外的路径为承运人。在这种情况下一个中点故障时，承运人可以recouple从相邻阶段进入断陷相远线远离故障。对配电系统，也有许多路段是单相，并不能做到这一点。同时，也有部分故障条件，如破碎的指挥家，将阻止毒品通过对分配制度。绕行路线调谐设备允许类金刚石信号将被送到靠近重合器和开关，使之有可能成为沟通的地区停电。

配电线载波有足够的数据传输速率的能力，对于大多数配电自动化计划。在今天的技术，其数据传输率为典型的类金刚石系统运行于5日至20千赫的射程也就是300波特或更少。配电线载波有两个双向能力，是符合经济原则落实为多项功能，如远程抄表（ rmr ） ，以及检索的负荷数据，从点，对配电网馈线。

类金刚石具有优势，成功地使用了，这是根据公用事业管制，到达所有点，对公用事业的分配制度，并要求无催化裂化执照。尽管有这些优势，毒品问题已有限的数据传输率。类金刚石可以发挥重要作用，在配电自动化，但它是不可能独力将能够履行其所有的必要的沟通，为配电网自动化。

其他有线通信

电话和电视电缆是2种有线通信; ，

电话是一个行之有效的，高度成熟的通信技术，它是广泛使用的工具，用于监控和继电保护。从技术角度看，电话是适合于配电自动化。电话系统，提供了高数据率的能力，并且已经建造的。此外，它是很容易实施的一种双向配置。不幸的是，成本的租赁电话线路高，而且水电费无法控制电话线路，他们的通信质量。这些缺点使电话沟通更具有吸引力配电自动化比它be.1此外，有些地方无法获得，这是较昂贵的，以地方线路服务的要点。使用拨号连接电话线，降低了成本相比，租用线路，但这些都是慢得多因"拨号时间" ，将是非常缓慢的，在执行功能，如故障隔离和恢复供电，电话线路已经使用成功地在配电通信系统，但公用事业继续寻找替代的制度，即根据公用事业管制，并没有租赁费。

地区，是可以通过有线电视系统经营，主要是同轴电缆作为信号传输路径。信号放大器都放在该系统在必要的。有线电视系统具有广阔的频宽，相当大一部分是闲置。配电自动化，可以利用一个非常小的一部分，这可用带宽。大多数有线电视系统的设计是单向的而不是两个双向沟通。不少公用事业客户不订阅有线电视。有线电视患有同样的缺点，电话，这些被认为是根据外部控制，而且有可能被租借费与其所用。

无线通信

电台已证明自己是一个可行通信技术为某配电自动化功能。无线电是一个涵盖范围广泛的通信技术，需要很少或根本没有硬信号，并可以落实在双向配置。所有的无线电系统，有能力去沟通，到地区电力中断。

无线电通信技术，可在下列形式：

•上午播出

•调频广播

•甚高频

•超高频

•微波

•卫星

上午播出-

无线电系统，不再具有商业可用于分配的负荷控制，利用上午的广播站，将信息传送到大量的负荷控制单位，坐落于分布system1 。这个制度是可行的，由编码负荷控制的资料上很播出载波。信息编码采用相位调制，并没有探测到普通无线电接收机，因此，听众将不会发现任何退化的高质量的无线电波，这是足够长，相比甚高频波表示，他们河曲周围norizon优于VHF信号，并没有退化跟踪多径失真，在相同的程度甚高频信号。这使得上午播出承运人适合沟通大批偏远地方的接收器等领域的地域多样性。

fmsca -

另一个系统利用广播电台调频政制事务局局长。政制事务局局长主张附属通信授权。基本上，政制事务局局长信号多路复用到一个调频广播方式，频率调制的一个小组的载体。普通收音机不会察觉此一系统，专门配备了接收器，可解码协议的信息。调频政制事务局局长即是一个出路，必将通信系统适合于同一用途为上午直播系统。一个不利的调频协议是调频广播信号，由于其波长更短，更容易受到多径失真，如影随形且仅限于瞄准线。在拥挤或崎岖的地形，调频协议很可能会检举覆盖率比AM系统。

甚高频电台-

无线电波的频率为30和300兆赫被归类为的VHF （甚高频） 。公用事业考虑甚高频无线电系统，用于配电自动化会发现只有3个可用频率。公用事业共享一台300瓦， 3000个Hz带宽通道周围154兆赫两个50瓦特3000个赫兹渠道，也有分配。许多公用设施使用这3种渠道作负荷控制通讯和有可能会受到限制，接入和广泛的协调问题，从竞争的水电费。许可证由扑灭罪行委员会，将需要为公用事业的经营体系。 VHF信号范围有限，而且也容易受到多径失真和跟踪。由于告诫时，必须考虑到这个制度;费用可能会令人望而却步达到100 ％的报道。尽管有这些缺点，甚高频电台已被用于一些单方向的业务负荷控制系统，并已在沟通能力到停电地区，基本上是根据公用设施的控制和拥有初始成本低。

UHF无线电波-

无线电系统运行于频率范围从300到1 ， 000兆赫被归类为UHF （超高频） 。最近，美国联邦通讯委员会批准的频率范围从940至952兆赫，为公用事业的申请。这开辟了新的可能性，以事业，有没有考虑到电台，在过去，由于过度拥挤和干扰，对现有的VHF频率。无线电系统操作，在超高频范围内更容易受到大气吸收，多径失真和阴影效果比无线电系统，以较低的频率。尽管如此，无线电系统，在此范围内证明自己受到相当可靠和较少受干扰，更有竞争力的服务。数据传输速率高达9600波段已经表现出对这些新的UHF频道。此外，在超高频天线都小于甚高频天线，这是由于较短的波长。在这个频率高，波传播基本上限于瞄准线。在山区， UHF无线电波可能不是一个可行的替代办法。

微波

微波通信使用频率高于1千兆赫。微波是目前所使用的水电费为SCADA和继电保护中的应用。利用微波通讯系统，配电自动化是不可能的，除非是作为最后环节，从变电站的RTU向distributiondispatchcenter 。这是由于高的成本和复杂性，设立微波系统。微波是不适合应用在需要多点通信。这是一个点对点的通信技术保持了其经济可行性，主要基于两个原因。它可以取代一个硬件信号通道，它具有高带宽。供配电自动化，数据传输率的要求和路径长度是这么小，比较典型的微波应用，即在有效的成本每通道变得非常高，使微波没有吸引力，为配电网自动化，除非它是用在点对点的高数据率配置。

卫星

今天，大多数卫星通信是由意味着一个卫星在地球同步轨道。卫星转发器已经接受上行信号转播，它在不同的频率。由于他们的飞行高度很高，卫星提供了广阔的统一信号覆盖。沟通，可通过卫星，它是要出租或自己的转发器上的卫星和有必要的上行及下行设备。微波频率是常用的两种上行和下行。一些公用事业公司成功地利用卫星进行监控，但由于对1 / 4秒延迟早路径与地球同步卫星，它们不能用来监控功能要求非常快速的反应时间（如继电保护） 。使用卫星进行配电自动化，也正在考虑中。

扩频通信

扩频通信传输许多短讯通过低功率的发射机不需要领牌。所转让的频段是902兆赫至928兆赫。

这个解决方案还需要比较大量的无线电通讯设备，中继器和RTU装置，以传输数据广域。此外，结合数据和语音是不可能的，因此，基础设施不能使用效益。