CN106989749A - 一种消除纸海图玻璃折射率误差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消除纸海图玻璃折射率误差的方法，其技术特点是包括以下步骤：根据玻璃板下面光源高度、玻璃厚度、玻璃折射率、照射目标位置信息，采用递归计算方法计算折射率误差补偿角度；根据折射率误差补偿角度对照射到预定目标位置射出光线的角度进行补偿，使得该角度的光线经过玻璃板折射后准确照射到预计目标位置。本发明采用递归方法计算出折射率误差补偿角度并进行补偿，最终得到照射的期望位置光线应有的射出角度，能够使得误差迅速收敛，减小了因折射率产生的误差，提高标绘指示精度；将其应用到纸海图上标绘指示上，能够有效克服光束透过玻璃照射纸海图的偏差的问题。

Description

一种消除纸海图玻璃折射率误差的方法

技术领域

本发明属于舰船纸海图标绘技术领域，尤其是一种消除纸海图玻璃折射率误差的方法。

背景技术

舰船在航行过程中，需要在纸海图上标绘指示光点。使用时将纸海图平铺在玻璃板上，玻璃板下方有仪器可以发出光束，光束照在纸海图形成一个光点，用该光点可以指示本舰或其它船只在纸海图上的位置。当光束成一定角度照射到玻璃上，透过玻璃在纸海图上形成光点，因玻璃折射实际照射位置与实际应指示位置存在偏差。该偏差与玻璃厚度，入射光角度等因素都有关系，严重影响指示精度威胁航行安全。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、能够使误差快速收敛且提高标绘指示精度的消除纸海图玻璃折射率误差的方法。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种消除纸海图玻璃折射率误差的方法，包括以下步骤：

步骤1、根据玻璃板下面光源高度、玻璃厚度、玻璃折射率、照射目标位置信息，采用递归计算方法计算折射率误差补偿角度；

步骤2、根据折射率误差补偿角度对照射到预定目标位置射出光线的角度进行补偿，使得该角度的光线经过玻璃板折射后准确照射到预计目标位置。

所述步骤1计算折射率误差补偿角度的具体方法为：

设光源距离玻璃下表面距离为H，玻璃厚度为h，折射率为n，光线照射玻璃下表面点为O，预计照射点为A，实际照射点为B，入射角为α，折射角为β，入射发线与玻璃上表面交点为M；

(1)第一次迭代：

①计算预计照射点A和实际照射点B之间的距离：|AM|-|BM|，其中，MA＝h·tanα，

②计算入射角度变化令α₁＝α+Δα，电源光线按α₁射出，光线照射玻璃下表面位置为B₁，其中|AB|＝|OO₁|，经玻璃折射后光线照射玻璃上表面B₁位置。

(2)第二次迭代：

将实际照射点B替换为第一次迭代中的实际照射点B₁，将入射角α替换为第一次迭代中的入射角α₁进行第二次迭代，并计算A与B₁之间的距离，将作为角度补偿累加至入射光角度中；当Δα_n足够小且能够满足精度要求，即可结束迭代；

通过上述迭代过程，得到折射率误差补偿角度为Δα+Δα₁...+Δα_n。

本发明的优点和积极效果是：

本发明根据玻璃板下面光源高度、玻璃厚度、玻璃折射率、照射目标位置等信息，采用递归方法计算出折射率误差补偿角度并进行补偿，最终得到照射的期望位置光线应有的射出角度，该角度的光线经过玻璃板折射后，能够照射到预计目标位置，本发明采用递归计算方法能够使得误差迅速收敛，减小了因折射率产生的误差，提高标绘指示精度。将其应用到纸海图上标绘指示上，能够有效克服光束透过玻璃照射纸海图的偏差的问题。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为光源射出角度实际照射位置和期望照射位置关系图；

图3为玻璃折射率误差示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

本发明首先针对玻璃折射率误差产生的原因及误差大小进行分析。如图2所示，当玻璃板下光源向玻璃板上表面的纸海图标绘光点时，射出光线与玻璃板法线夹角为α，光源在玻璃板上的投影点O、期望照射位置A和实际照射位置B在同一条直线上，该直线之间的连线与右向夹角为由于光源位置、期望照射位置A和实际照射位置B在同一平面内，对光源射出角度的补偿可只对α补偿，保持不变，从图3可以看出，当入射角度为α，玻璃厚度为h时，折射率为n，产生的误差AB如下所示：

本发明针对玻璃折射率误差产生的原因及误差，提出一种消除纸海图玻璃折射率误差的方法，包括以下步骤：

步骤1、根据玻璃板下面光源高度、玻璃厚度、玻璃折射率、照射目标位置信息，采用递归计算方法计算折射率误差补偿角度。

如图1所示，设光源距离玻璃下表面距离H，玻璃厚度h，折射率n，光线照射玻璃下表面点O，预计照射点A，实际照射点B，入射角α，折射角β，入射发线与玻璃上表面交点M。在图中右侧为+，角度顺时针为+。

计算折射率误差补偿角度时，采用递归方法进行计算，具体过程为：

(1)第一次迭代：

①计算预计照射点A和实际照射点B之间的距离：|AM|-|BM|，其中，

②计算入射角度变化令α₁＝α+Δα，电源光线按α₁射出，光线照射玻璃下表面位置为B₁，其中|AB|＝|OO₁|，经玻璃折射后光线照射玻璃上表面B₁位置。

(2)第二次迭代：

将第一次迭代中的实际照射点B替换为B₁，入射角α替换为α₁进行第二次迭代，并计算A B₁之间的距离，将作为角度补偿累加至入射光角度中。当Δα_n足够小且能够满足精度要求，即可结束迭代。

通过上述迭代过程，即可以完成玻璃折射率产生误差的校正，射出光线α的角度补偿应为Δα+Δα₁...+Δα_n。

步骤2、根据折射率误差补偿角度对照射到预定目标位置射出光线的角度进行补偿，使得该角度的光线经过玻璃板折射后准确照射到预计目标位置。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种消除纸海图玻璃折射率误差的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、根据玻璃板下面光源高度、玻璃厚度、玻璃折射率、照射目标位置信息，采用递归计算方法计算折射率误差补偿角度；

步骤2、根据折射率误差补偿角度对照射到预定目标位置射出光线的角度进行补偿，使得该角度的光线经过玻璃板折射后准确照射到预计目标位置。

2.根据权利要求1所述的一种消除纸海图玻璃折射率误差的方法，其特征在于：所述步骤1计算折射率误差补偿角度的具体方法为：

设光源距离玻璃下表面距离为H，玻璃厚度为h，折射率为n，光线照射玻璃下表面点为O，预计照射点为A，实际照射点为B，入射角为α，折射角为β，入射发线与玻璃上表面交点为M；

(1)第一次迭代：

①计算预计照射点A和实际照射点B之间的距离：|AM|-|BM|，其中，MA＝h·tanα，

②计算入射角度变化令α₁＝α+Δα，电源光线按α₁射出，光线照射玻璃下表面位置为B₁，其中|AB|＝|OO₁|，经玻璃折射后光线照射玻璃上表面B₁位置。

(2)第二次迭代：

将实际照射点B替换为第一次迭代中的实际照射点B₁，将入射角α替换为第一次迭代中的入射角α₁进行第二次迭代，并计算A与B₁之间的距离，将作为角度补偿累加至入射光角度中；当Δα_n足够小且能够满足精度要求，即可结束迭代；

通过上述迭代过程，得到折射率误差补偿角度为Δα+Δα₁...+Δα_n。