-
Gebiet der offenbarten Technik
-
Die
offenbarte Technik betrifft Laserentfernungserkennung im Allgemeinen
und bezieht sich insbesondere auf Verfahren und Systeme zur Bestimmung
der Entfernung zu einer Laserquelle unmittelbar von der Laserquelle
selber.
-
Hintergrund der offenbarten
Technik
-
Laserentfernungsmesser
(im Folgenden abgekürzt
mit LRF) sind Vorrichtungen, die die Entfernung von einer LRF-Vorrichtung
zu einem Ziel bestimmen können,
ohne den Abstand zwischen diesen beiden physikalisch messen zu müssen. LRF-Vorrichtungen
liefern somit ein schnelles Mittel, in der Größenordnung von Nanosekunden,
zur Bestimmung des Abstandes zwischen einem System, das mit einer
LRF-Vorrichtung ausgestattet ist, und einem Ziel. Die schnelle Kenntnis über den
Abstand zwischen einem System und einem Ziel kann Panzern und Kampfflugzeugen
helfen feindliche Ziele zu zerstören,
indem Abstandsmessungen zu dem Ziel bereitgestellt werden, die die
Art einer Waffe, die für
ein Ziel verwendet werden soll, und deren Abschusswinkel genau bestimmen.
-
Im
Stand der Technik der Laserentfernungserkennung ist das Verfahren
der Laufzeit-Messung bekannt. Dieses Verfahren wird üblicherweise
in LRF-Vorrichtungen
zur Bestimmung des Abstandes zwischen einem System, das mit einer
LRF-Vorrichtung ausgestattet ist, und einem Ziel verwendet. Die Laufzeit-Messungsmethode funktioniert
wie folgt. Ein System, das mit einer LRF-Vorrichtung ausgestattet ist, emittiert
Laserstrahlungen in Richtung auf ein Ziel. Einige der Strahlungen,
die auf dem Ziel auftreffen, werden zurück in Richtung auf das System
reflektiert. Die Zeit die die emittierte Laserstrahlung benötigt, um
auf dem Ziel aufzutreffen und zu dem System zurück zu reflektieren, wird gemessen.
Die Geschwindigkeit mit der die emittierte Laserstrahlung auf das Ziel
zu fortschreitet und zu dem System zurück reflektiert wird, ist bekannt,
da Laserstrahlung eine Form einer elektromagnetischen Strahlung
ist und alle elektromagnetischen Strahlungen sich im Wesentlichen
mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. Mit der Kenntnis über die
Geschwindigkeit des Fortschreitens der emittierten Laserstrahlung
und der Zeitdauer, in der sich die emittierte Laserstrahlung von
dem System zu dem Ziel und zurück
zu dem System bewegt hat, kann der Abstand zwischen dem System und
dem Ziel, wie aus dem Stand der Technik bekannt, bestimmt werden.
-
Es
ist zu bemerken, dass die Laufzeit-Messungsmethode ein System erfordert,
das die Methode verwendet, um einen Laserpuls in Richtung auf das
Ziel zur Verfügung
zu stellen und um die Reflektionen des Laserpuls von dem Ziel zu
empfangen. Systeme, die die Laufzeit-Methode verwenden, neigen daher
dazu von Laser-Entdeckungssystemen entdeckt zu werden.
-
LRF-Systeme
und Verfahren, die die Laufzeit-Messungsmethode verwenden, sind
im Stand der Technik üblich.
US Patent Nr. 5,870,180 erteilt
für Wangler,
das den Titel „Time
measurement device and method useful in a laser range camera" trägt, bezieht
sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Entfernung,
in der sich ein Ziel befindet. Die Vorrichtung weist einen Lichttransmitter zum
Transmittieren von Licht während
eines Zeitintervalls, das gemessen werden soll, und einen Lichtempfänger zum
Empfang des transmittierten Lichts auf. Der Lichttransmitter umfasst
eine Lichtemitterdiode die mit elektrischem Strom versorgt wird,
um eine konstante Ausgabelichtquelle für den Lichttransmitter zu bilden.
Der Lichttransmitter reagiert auch auf Start- und Stoppsignale.
Der Lichtempfänger
umfasst ladungsgekoppelte Bauelemente (CCD), die jeweils eine lineare
Antwort zu einer Menge der Belichtungen durch das Licht, das von
dem Lichttransmitter empfangen wurde, haben.
-
Die
Entfernung, in der sich ein Ziel befindet, wird durch Transmittieren
von Licht, unter Verwendung des Lichttransmitters, in Richtung auf
das Ziel bestimmt. Licht wird für
eine Zeitspanne zwischen dem Start- und dem Stoppsignal transmittiert.
Licht, das in Richtung auf das Ziel transmittiert wurde, wird von
dem Ziel zurück
zu dem Empfänger
reflektiert. Der Empfänger empfängt das
reflektierte Licht von dem Ziel und liefert ein Ausgabesignal, das
sich auf die Menge der Belichtung durch reflektiertes Licht während der
Zeitspanne zwischen dem Start- und dem Stoppsignal bezieht, an den
Transmitter. Das Ausgabesignal liefert somit ein Maß der Zeitspanne zwischen
dem Start- und dem Stoppsignal. Die Zeitspanne kann verwendet werden,
um die Entfernung, in der sich das Ziel befindet, zu bestimmen.
-
Das
US Patent Nr. 6,023,322 erteilt
für Bamberger,
das den Titel „Laser
range finder with target quality display and scan mode" trägt, bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung der Entfernung, in der
sich ein Ziel befindet. Die Vorrichtung umfasst einen Lasertransmissionsbereich,
einen Laserempfangsbereich und einen Mikrokontroller. Die Vorrichtung
umfasst auch ein rundes Sehfeld, in dem eine vergrößerte „TV-Ansicht" des Zielbereiches
enthalten ist. Oberhalb und unterhalb der TV-Ansicht befinden sich
Indikatoren, die einen Zielqualitätsindikator, eine Zielentfernungsanzeige
und einen Empfindlichkeitsmodusindikator umfassen. Innerhalb der
TV-Ansicht befindet sich eine Zielmarke, die die ausgeleuchtete Fläche des
Laserpulses, der von der Vorrichtung zur Entfernungsfindung emittiert
wurde, grob anzeigt, so dass ein Ziel zuverlässig ausgewählt werden kann.
-
Die
Vorrichtung emittiert eine Reihe von Laserpulsen von deren Lasertransmissionsbereich.
Die Vorrichtung misst die Laufzeit jedes Pulses von der Vorrichtung
zu einem Ziel und zurück
zu deren Empfangsbereich. Um die Entfernung zu dem Ziel zu bestimmen
wird eine Durchschnittslaufzeit für die Puls-Serie berechnet.
Der Mikrokontroller verwendet einen Puls-Stapelspeicher und einen
Komparator um gültige
Puls-Rückläufe und
die Anzahl der Puls-Rückläufe zu bestimmen.
Indem die Vorrichtung auf unterschiedliche Ziele unter Verwendung
der Zielmarke gerichtet wird, kann ein Benutzer die Vorrichtung
um das Ziel bewegen um eine Oberfläche zu finden, die zu dem Ziel
benachbart ist und eine Reflexionsqualität aufweist, die ausreichend
ist um ein genaues Ablesen zu ermöglichen.
-
US Patent Nr. 5,969,676 erteilt
für Tran
et al., mit dem Titel „Radio
Frequency interferometer and laser rangefinder/designator base targeting
system" ist auf
eine Vorrichtung zur passiven Erkennung und Lokalisierung von Quellen
von Radiofrequenz(RF)-Signalen von einem sich bewegenden Fahrzeug
und zur Bestimmung der Entfernung von dem sich bewegenden Fahrzeug
zu den RF-Quellen gerichtet.
Die Vorrichtung funktioniert wie folgt. RF-Emissionen von einer
RF-Quelle werden durch zwei lineare Radio-Frequenz-Interferometer(RFI)-Anordnungen,
die auf einer gemeinsamen geometrischen Ebene auf einem sich bewegenden Fahrzeug
liegen, empfangen. Jede RFI-Anordnung erzeugt ein Signal, das eine
Angabe über
den Winkel des Auftreffens der RF-Signale, die von der Quelle emittiert
wurden, bezüglich
der jeweiligen Anordnungen anzeigt. Die Signale der RFI-Anordnungen
werden verwendet um ein Ausgabesignal zu erzeugen, das die Position,
durch Längengrad,
Breitengrad und horizontale Entfernung, zu der RF-Quelle angibt.
Mit den zwei linearen RFI-Anordnungen kann ein Sichtlinien-Vektor
bestimmt werden und andere Systeme, wie beispielsweise eine digitale
Geländehöhendatenbank
(digital terrain elevation database (DTED)) oder ein Laserentfernungsmesser/-bezeichner (LARD) kann
mit diesen Informationen versorgt werden, um weitere Details der
Position der RF-Quelle zur Verfügung
zu stellen.
-
Der
LARD bestimmt die Entfernung zu der RF-Quelle, indem ein Laserstrahl
an der RF-Quelle ausgerichtet wird. Reflektierte Strahlen von der RF-Quelle
werden durch den LARD empfangen und durch diesen analysiert. Das
Ergebnis der Analyse wird verwendet, um eine genaue Entfernung zu
der RF-Quelle zu bestimmen. Die Entfernung, die durch den LARD berechnet
wird, kann verwendet werden, um den Ort der RF-Quelle weiter mit
Sichtlinien-Vektoren, die durch zwei lineare RFI Anordnungen bestimmt
werden, zu korrelieren und kann durch andere Systeme, wie beispielsweise
ein DTED, verwendet werden.
-
Zusammenfassung der offenbarten
Technik
-
Es
ist ein Gegenstand der offenbarten Technik ein neues Verfahren und
System zum Bestimmen des Abstandes zwischen einem Laserentfernungsdetektor
und einer Laserquelle durch Verarbeiten eines aufgenommenen Bildes
der Laserquellen-Wellenfront zur Verfügung zu stellen.
-
Gemäß der offenbarten
Technik wird demzufolge eine Vorrichtung zur Bestimmung der Entfernung
zu einer kohärenten
Lichtquelle, die einen kohärenten
Lichtstrahl emittiert, geschaffen. Die Vorrichtung umfasst einen
Bildsensor und einen Prozessor, der mit dem Bildsensor gekoppelt
ist. Der Bildsensor umfasst eine Abbildungsebene zum Festhalten
eines Bildes der Wellenfront des kohärenten Lichtstrahls. Das Bild
der Wellenfront umfasst zumindest einen Licht-Fleck (Speckle). Der
Prozessor identifiziert den Licht-Fleck auf dem festgehaltenen Bild und
bestimmt den charakteristischen Durchmesser des identifizierten
Licht-Flecks. Der Prozessor bestimmt die Entfernung durch Quadrieren
des charakteristischen Durchmessers und Dividieren des Ergebnisses
des Quadrierens durch die Wellenlänge des kohärenten Lichtstrahls und durch
eine Proportionalitätskonstante.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der offenbarten Technik, wird daher ein Verfahren
zur Bestimmung einer Entfernung zu einer kohärenten Lichtquelle, die einen
kohärenten
Lichtstrahl emittiert, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst den
Schritt des Festhaltens eines Bildes der Wellenfront des kohärenten Lichtstrahls
auf einer Ebene, wobei das festgehaltene Bild dadurch charakterisiert
ist, dass dieses zumindest einen Licht-Fleck aufweist. Das Verfahren
umfasst weiterhin die Schritte des Identifizieren des Licht-Flecks
auf dem festgehaltenen Bild, des Bestimmens eines charakteristischen
Durchmessers des identifizierten Licht-Flecks und des Bestimmens
der Entfernung durch Quadrieren des charakteristischen Durchmessers
und Dividieren des Ergebnisses des Quadrierens durch die Wellenlänge des
kohärenten
Lichtstrahls und durch eine Proportionalitätskonstante.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die
offenbarte Technik wird besser verstanden und gewürdigt anhand
der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den
Zeichnungen, wobei:
-
1 eine
schematische Darstellung eines Specklemusters ist, das gemäß einer
Ausführungsform
der offenbarten Technik hergestellt und verwendbar ist;
-
2 eine
schematische Darstellung eine Systems ist, das gemäß einer
Ausführungsform
der offenbarten Technik hergestellt und verwendbar ist; und
-
3 ein
Blockdiagramm ist, das ein Verfahren ausführbar gemäß einer Ausführungsform
der offenbarten Technik beschreibt.
-
Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsformen
-
Die
offenbarte Technik behebt die Nachteile des Standes der Technik,
indem ein System und ein Verfahren zur Bestimmung des Abstandes
zwischen einem Laserentfernungsdetektor (im Folgenden als LRD abgekürzt) und
einer Laserquelle durch Verarbeiten eines festgehaltenen Bildes
der Laserquellen-Wellenfront
geschaffen werden. Gemäß der offenbarten
Technik kann ein LRD-System
den Abstand zwischen einem System, das mit einem LRD ausgestattet
ist, und einer Laserquelle bestimmen, ohne, dass ein Laserpuls in
Richtung auf die Laserquelle geliefert werden muss und Reflektionen
von der Laserquelle empfangen werden müssen. Die offenbarte Technik
liefert dadurch ein passives System und Verfahren zur Entfernungsbestimmung
zu einer Laserquelle, die im Wesentlichen durch Laserdetektionssysteme
unerkennbar sind.
-
Laser
liefern Licht, das kohärent
ist. Wenn kohärentes
Licht auf eine Ebene fällt,
erscheint für
einen Betrachter ein getupftes Muster von Licht. Dieses getupfte
Muster ist unerwartet, da kohärentes Licht,
dass von einem Laser stammt, im Wesentlichen als eine perfekte gerade
Linie austritt. Das getupfte Muster wird durch Störungen auf
einer Sichtebene, wie der Retina des Auges oder einer Bildebene einer
Kamera, durch kohärentes
Licht, das durch Partikel, die in dem Medium vorliegen, durch die
das Licht hindurch tritt, gestört
wird, verursacht. Es wird nun Bezug genommen auf 1,
die eine schematische Darstellung eines Specklemusters, erzeugt
und anwendbar gemäß einer
Ausführungsform
der offenbarten Technik, ist. Die Darstellung von 1 umfasst
eine Sichtebene 100, die eine Bildebene einer Kamera sein
kann. Sichtebene 100 ist so aufgebaut, dass diese ein Bild
erzeugt, wenn Licht deren Oberfläche
trifft, etwa wie die Retina des Auges ein Bild erzeugt, wenn Licht
deren Oberfläche
trifft. Sichtebene 100 zeigt ein Specklemuster, das von
Laserlicht, das auf dessen Oberfläche auftrifft, festgehalten
wird. Sichtebene 100 umfasst Licht-Flecken (Speckles) 102, die
Abdrücke
der Störungen
zwischen kohärentem
Licht und Partikeln, die in dem Medium vorliegen, durch das das
Licht hindurch tritt, sind. Speckles 102 besitzen unterschiedliche
Größen, können aber durch
deren Durchschnittsdurchmesser 104 charakterisiert werden.
-
Der
Durchschnittsdurchmesser eines Speckles, der auf der Bildebene festgehalten
wurde und der als D
S bezeichnet ist, ist
proportional zu dem Abstand, der als R bezeichnet ist, zwischen
der Bildebene auf der der Durchmesser des Speckle gemessen wurde
und der Quelle des Laserlichts, das das Specklemuster auf der Bildebene
verursacht hat. D
S kann etwa gleichgesetzt
werden mit R durch die folgende Gleichung:
DS ≈ √λ·R wobei λ die Wellenlänge des
Laserlichts ist. Gleichung (1) ist im Stand der Technik bekannt.
D
S kann mit R genau gleich gesetzt werden,
indem eine Proportionalitätskonstante,
k, in Gleichung (1) eingefügt wird
und kann ausgedrückt
werden als:
DS = k1 √λ·R wobei k
1 von zumindest einem der Folgenden abhängen kann:
der relativen Feuchtigkeit RH, der Temperatur T, der atmosphärischen
Transmission γ,
und der Brechungsindexstrukturkonstanten C 2 / n (einem Parameter, der
verwendet wird, um die Stärke
der atmosphärischen
Turbulenz zu beschreiben) des Mediums, durch das das Licht hindurchwandert,
sowie der Höhe,
gemessen vom Meeresspiegel, in der das Licht sich fortbewegt. Der
Wert k
1 kann experimentell bestimmt werden.
Gleichung (2) kann entsprechend ausgedrückt werden als:
wobei k
2 gleich
dem Quadrat von k
1 ist. Gleichung (3) gibt
an, dass R, der Abstand zwischen der Bildebene und der Quelle des
Laserlichts, bestimmt werden kann durch Quadrieren des mittleren
Durchmesser der Speckles, die auf der Bildebene festgehalten sind und
Dividieren des Ergebnisses durch λ,
die Wellenlänge
des Laserlichts, und eine Proportionalitätskonstante k
2.
-
Es
wird nun Bezug genommen auf 2, die eine
schematische Darstellung eines Systems, das allgemein mit 120 bezeichnet
ist, erzeugt und verwendbar gemäß einer
Ausführungsform
der offenbarten Technik ist. System 120 umfasst eine Kamera 122,
eine Speichereinheit 124, einen Prozessor 126, einen
Filter 128, einen Wellenlängendetektor 130 und
ein Gehäuse 134.
Kamera 122 kann ein Bildsensor sein. Die Speichereinheit 124 ist
gekoppelt mit der Kamera 122, dem Wellenlängendetektor 130 und dem
Prozessor 126. Filter 128 und Wellenlängendetektor 130 sind
beide vor der Kamera 122 zentriert über einer Öffnung (Blende) der Kamera 122 (nicht gezeigt)
angeordnet. Kamera 122, Speichereinheit 124, Prozessor 126,
Filter 128 und Wellenlängendetektor 130 sind
in dem Gehäuse 134 aufgenommen. Filter 128 kann
ein Lichtpolarisator, ein Wellenlängenfilter und dergleichen
sein. Filter 128 erlaubt es selektiv Licht einer spezifischen
Wellenlänge
in die Kamera 122 einzudringen. In einer anderen Ausführungsform,
umfasst System 120 eine Lichtführung (nicht gezeigt), die
vor der Kamera 122 angeordnet ist, die Licht, das auf das
System 120 auftrifft, in Richtung der Kamera 122 leitet.
-
Licht 132,
das von einer kohärenten
Lichtquelle 136 ankommt, tritt in System 120 ein
und fällt auf
Filter 128. Es sei bemerkt, dass die kohärente Lichtquelle 136 beispielsweise
ein Laser sein kann. Filter 128 erlaubt Licht 132 selektiv
in das System 120 einzudringen. Beispielsweise kann Filter 128 so konstruiert
sein, dass dieser es nur Licht mit Wellenlängen, die für Laserquellen, die mit militärischen Fahrzeugen üblich sind,
erlaubt in das System 120 einzutreten. Licht, das in das
System 120 über
den Filter 128 eintritt, wird in Richtung des Wellenlängendetektors 130 gerichtet.
Der Wellenlängendetektor 130 detektiert
die Wellenlänge
des Lichts 132 und liefert die detektierte Wellenlänge an die
Speichereinheit 124. Der Wellenlängendetektor 130 leitet
das Licht 132 weiter in Richtung der Kamera 122.
In einer Ausführungsform
der offenbarten Technik nimmt die Kamera 122 ein Bild der
Wellenfront des Lichts 132 auf, die direkt auf deren Bildebene
fällt.
Aufgrund von Partikeln, die in dem Medium in dem das Licht sich fortbewegt
vorliegen, wird das aufgenommene Bild der Wellenfront des Lichts 132 ein
Specklemuster enthalten. In einer anderen Ausführungsform der offenbarten
Technik erlaubt eine Abbildungsebene (nicht gezeigt), die zwischen
dem System 120 und der kohärenten Lichtquelle 136 angeordnet
ist, es ein Specklemuster zu sehen und die Kamera 122 nimmt ein
Bild des Specklemusters durch Fotografieren der Abbildungsebene
von vor der Abbildungsebene auf. In einer weiteren Ausführungsform
der offenbarten Technik erlaubt eine semi-transparente Abbildungsebene
(nicht gezeigt) zwischen dem System 120 und der kohärenten Lichtquelle 136 es
ein Specklemuster von hinter der Abbildungsebene zu sehen und Kamera 122 nimmt
ein Bild des Specklemusters durch Fotografieren der Abbildungsebene
von hinter der Abbildungsebene auf. Die Kamera 122 liefert
das aufgenommene Bild an die Speichereinheit 124. Die Speichereinheit 124 liefert
die detektierte Wellenlänge und
das aufgenommene Bild an den Prozessor 126. Der Prozessor 126 detektiert
und identifiziert Speckles auf dem aufgenommenen Bild. Sobald die
Speckles detektiert und identifiziert wurden, misst der Prozessor 126 die
Durchmesser aller detektierten und identifizierten Speckles. Der
Prozessor 126 bestimmt dann einen charakteristischen Durchmesser
für die detektierten
und identifizierten Speckles auf dem aufgenommenen Bild, beispielsweise
durch statistische Mittelwertbildung oder durch Auswählen von
Speckles, die vorbestimmte Kriterien erfüllen. Der Prozessor 126 bestimmt
auch einen Wert für
die Proportionalitätskonstante,
die in Gleichung (3) verwendet wird. Der Prozessor 126 verwendet
schließlich
die Gleichung (3), die detektierte Wellenlänge, die Proportionalitätskonstante
und den charakteristischen Durchmesser, der von dem aufgenommenen
Bild erhalten wurde, um die Entfernung zwischen dem System 120 und
der kohärenten
Lichtquelle 136 zu bestimmen.
-
Es
wird nun Bezug genommen auf 3, die eine
schematische Darstellung eines Verfahrens, das gemäß einer
Ausführungsform
der offenbarten Technik verwendbar ist, zeigt. In Schritt 156 wird
eingehendes kohärentes
Licht von einer kohärenten
Lichtquelle, zum Beispiel einem Laser empfangen. Bezugnehmend auf 2,
erlaubt der Filter 128 es Licht 132 selektiv in
das System 120 einzutreten und eine Lichtführung (nicht
gezeigt) leitet Licht 132 zu der Kamera 122.
-
In
Schritt 158 wird die Wellenlänge des eingehenden Lichts
detektiert und gespeichert. Bezugnehmend auf 2, leitet
eine Lichtführung
(nicht gezeigt) Licht 132 zu dem Wellenlängendetektor 130. Der
Wellenlängendetektor 130 detektiert
die Wellenlänge
des Lichts 132 und liefert die detektierte Wellenlänge an die
Speichereinheit 124. Schritt 158 kann gleichzeitig
mit Schritten 160 und 168 ausgeführt werden.
-
In
Schritt 160 wird ein Bild der Wellenfront des eingehenden
Lichts auf einer Bildebene festgehalten. Da das eingehende Licht
kohärent
ist und sich durch ein Medium fortbewegt, das Partikel enthält (es sei
denn das Medium wäre
reines Vakuum), wird ein Specklemuster auf dem festgehaltenen Bild
auftauchen. Bezugnehmend auf 2, nimmt
die Kamera 122 ein Bild der Wellenfront des Lichts 132,
das auf deren Bildebene fällt
auf.
-
In
Schritt 162 werden Lichtspeckles auf dem aufgenommenen
Bild detektiert und identifiziert. Bezugnehmend auf 2,
liefert die Kamera 122 das aufgenommene Bild an die Speichereinheit 124.
Die Speichereinheit 124 liefert das aufgenommene Bild an
den Prozessor 126. Der Prozessor 126 detektiert und
identifiziert Speckles auf dem aufgenommenen Bild.
-
In
Schritt 164 wird der Durchmesser der detektierten und identifizierten
Speckles gemessen und gespeichert. Bezugnehmend auf 2,
misst der Prozessor 126 die Durchmesser der detektierten
und identifizierten Speckles.
-
In
Schritt 166 wird ein charakteristischer Durchmesser des
detektierten und identifizierten Speckles durch den Durchmesser
der gemessenen Speckles bestimmt; das Resultat hiervon wird gespeichert.
Die Bestimmung des charakteristischen Durchmessers kann erzielt
werden durch Verwendung von beispielsweise statistischer Mittelwertbildung
oder durch Auswählen
von Speckles, die vorbestimmte Kriterien erfüllen. Bezugnehmend auf 2, bestimmt
der Prozessor 126 den charakteristischen Durchmesser für die detektierten
und identifizierten Speckles auf dem aufgenommenen Bild.
-
In
Schritt 168 wird die Proportionalitätskonstante der Gleichung (3)
bestimmt. Die Proportionalitätskonstante
kann von zumindest einem der Folgenden abhängen: der relativen Feuchtigkeit
RH, der Temperatur T, der atmosphärischen Transmission γ, und der
Brechungsindexstrukturkonstanten C 2 / n (einem Parameter, der verwendet
wird, um die Stärke der
atmosphärischen
Turbulenz zu beschreiben) des Mediums, durch das das Licht hindurchwandert,
sowie der Höhe,
gemessen vom Meeresspiegel, in der das Licht sich fortbewegt. Der
Wert der Proportionalitätskonstanten
kann experimentell bestimmt werden. Bezugnehmend auf 2,
bestimmt der Prozessor 126 einen Wert für die Proportionalitätskonstante,
die in Gleichung (3) verwendet wird.
-
In
Schritt 170 wird die Entfernung von der Laserquelle zu
der Bildebene berechnet durch Quadrieren des bestimmten charakteristischen
Speckledurchmessers und Dividieren des Ergebnisses durch die Wellenlänge des
eingehenden Lichts und der bestimmten Proportionalitätskonstanten.
Bezugnehmend auf 2, der Prozessor 126 verwendet
Gleichung (3), die detektierte Wellenlänge, die Proportionalitätskonstante
und den charakteristischen Durchmesser, der von dem aufgenommenen
Bild erhalten wurden, um die Entfernung zwischen dem System 120 und
der kohärenten
Lichtquelle 136 zu bestimmen.
