JP3096795B2 - 追尾測距システム - Google Patents
追尾測距システムInfo
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- JP3096795B2 JP3096795B2 JP05046793A JP4679393A JP3096795B2 JP 3096795 B2 JP3096795 B2 JP 3096795B2 JP 05046793 A JP05046793 A JP 05046793A JP 4679393 A JP4679393 A JP 4679393A JP 3096795 B2 JP3096795 B2 JP 3096795B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ発振器から出力
されたレーダ光を目標（観測対象）に照射し、その反射
光から位置情報を求めることにより、目標の能動的追尾
と測距を同時に行う追尾測距システムに関するものであ
る。
されたレーダ光を目標（観測対象）に照射し、その反射
光から位置情報を求めることにより、目標の能動的追尾
と測距を同時に行う追尾測距システムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の追尾測距システムの従来例とし
て、特開昭５８−２００１８２号公報に記載されている
ように、レーザ送信エネルギを撮像と測距の二つに分離
利用したものが提案されている。このものは、レーザ発
振器から出力されるレーザ光を周波数の異なる二つのレ
ーザ光に分ける分離手段と、これら二つのレーザ光をそ
れぞれ撮像用ビームおよび測距用ビームとして目標に送
信する二つのズーム光学系と、目標からの反射光を受信
する撮像用センサおよび測距用センサと、これら両セン
サの出力信号から目標の位置情報を算出する演算手段
と、その位置情報に基づいてビームを目標方向へ指向さ
せる駆動手段とを備えており、前記演算手段は、撮像用
センサから得られる角度偏位信号と測距用センサから得
られる距離信号とに基づいて目標の位置情報を算出する
ようになっている。
て、特開昭５８−２００１８２号公報に記載されている
ように、レーザ送信エネルギを撮像と測距の二つに分離
利用したものが提案されている。このものは、レーザ発
振器から出力されるレーザ光を周波数の異なる二つのレ
ーザ光に分ける分離手段と、これら二つのレーザ光をそ
れぞれ撮像用ビームおよび測距用ビームとして目標に送
信する二つのズーム光学系と、目標からの反射光を受信
する撮像用センサおよび測距用センサと、これら両セン
サの出力信号から目標の位置情報を算出する演算手段
と、その位置情報に基づいてビームを目標方向へ指向さ
せる駆動手段とを備えており、前記演算手段は、撮像用
センサから得られる角度偏位信号と測距用センサから得
られる距離信号とに基づいて目標の位置情報を算出する
ようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来例にあっ
ては、分離手段で分離された二つのレーザ光をそれぞれ
撮像と測距に適したビーム拡がり角で目標に送信するこ
とができ、撮像用センサと測距用センサの能力を効率良
く利用できるという利点を有するものの、追尾用のビー
ム光学系と測距用のビーム光学系という二つの光学系が
必要となるため、装置全体の小型化が困難になるという
問題があった。また、測距用センサから得られる受信ビ
ームの強度や位相変調によって測距を行うため、目標ま
での距離が遠くなると受信ビームが微弱になり、正確な
測距を行うことができなくなるという問題もあった。
ては、分離手段で分離された二つのレーザ光をそれぞれ
撮像と測距に適したビーム拡がり角で目標に送信するこ
とができ、撮像用センサと測距用センサの能力を効率良
く利用できるという利点を有するものの、追尾用のビー
ム光学系と測距用のビーム光学系という二つの光学系が
必要となるため、装置全体の小型化が困難になるという
問題があった。また、測距用センサから得られる受信ビ
ームの強度や位相変調によって測距を行うため、目標ま
での距離が遠くなると受信ビームが微弱になり、正確な
測距を行うことができなくなるという問題もあった。
【０００４】本発明は、このような従来技術における課
題を解決するためになされたもので、その目的は、装置
の小型化に好適で目標の追尾と高精度な測距とを実現で
きる追尾測距システムを提供することにある。
題を解決するためになされたもので、その目的は、装置
の小型化に好適で目標の追尾と高精度な測距とを実現で
きる追尾測距システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、こ
のレーザ発振器から出力される送信ビームを目標方向へ
送信するビーム送信装置と、目標からの反射光を受信す
るビーム受信装置と、このビーム受信装置で受信された
受信ビームを検出する光検出器とを備え、前記光検出器
の検出信号から目標までの位置情報を算出し、この算出
結果に基づいて前記ビーム送信装置とビーム受信装置と
を目標方向へ指向させるよう制御する追尾測距システム
において、前記送信ビームの偏光方向を短時間毎に変更
して該送信ビーム中に偏光面の異なるパルス成分を発生
させる偏光面回転手段と、この偏光面回転手段からの受
信ビームを偏光面の違いに基づいて連続成分とパルス成
分とに分離する分離手段と、このパルス成分の送信から
受信までの時間間隔を測定して目標までの距離を測定す
る測距手段と、前記連続成分を用いて目標の方向を検出
する方向検出手段とを具備する構成にした。
に、本発明は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、こ
のレーザ発振器から出力される送信ビームを目標方向へ
送信するビーム送信装置と、目標からの反射光を受信す
るビーム受信装置と、このビーム受信装置で受信された
受信ビームを検出する光検出器とを備え、前記光検出器
の検出信号から目標までの位置情報を算出し、この算出
結果に基づいて前記ビーム送信装置とビーム受信装置と
を目標方向へ指向させるよう制御する追尾測距システム
において、前記送信ビームの偏光方向を短時間毎に変更
して該送信ビーム中に偏光面の異なるパルス成分を発生
させる偏光面回転手段と、この偏光面回転手段からの受
信ビームを偏光面の違いに基づいて連続成分とパルス成
分とに分離する分離手段と、このパルス成分の送信から
受信までの時間間隔を測定して目標までの距離を測定す
る測距手段と、前記連続成分を用いて目標の方向を検出
する方向検出手段とを具備する構成にした。
【０００６】また、前記測距手段は、前記受信ビームの
連続成分の強度に基づいてスレッショルドを求める手段
を具備し、該スレッショルドによって前記受信ビームの
パルス成分が検出されるように構成した。
連続成分の強度に基づいてスレッショルドを求める手段
を具備し、該スレッショルドによって前記受信ビームの
パルス成分が検出されるように構成した。
【０００７】
【作用】レーザ発振器から出力された直線偏光のレーザ
光は、偏光面回転手段でその偏光方向が極短時間変更さ
れて偏光面の異なるパルス成分を含む送信ビームに変換
される。この送信ビームはビーム送信装置から目標に向
けて送信されるが、目標までの伝搬経路中で、ビーム自
体の拡がりや大気による吸収、散乱などに起因して送信
ビームの強度は減衰、変動する。ビーム受信装置側で
は、分離手段で偏光面の違いを利用して受信ビームをパ
ルス成分とその他の連続成分とに分離し、これらの受信
ビームはそれぞれ光検出器によって検出される。目標の
方向を連続成分から検出し、その位置情報に基づいてビ
ーム送信装置とビーム受信装置とが目標方向へ指向制御
され、目標までの距離測定はパルス成分の送信から受信
までの飛翔時間を計測することにより行われる。これに
より、単一のレーザ発振器を用いて目標の自動的追尾と
測距を行うことができる。また、連続成分のビーム強度
から最適なスレッショルドを求め、このスレッショルド
に基づいて測距を行う際のパルス成分を検出するように
すると、強度変化のある微弱なビームであっても安定し
たパルス検出による高精度の測距が実現できる。
光は、偏光面回転手段でその偏光方向が極短時間変更さ
れて偏光面の異なるパルス成分を含む送信ビームに変換
される。この送信ビームはビーム送信装置から目標に向
けて送信されるが、目標までの伝搬経路中で、ビーム自
体の拡がりや大気による吸収、散乱などに起因して送信
ビームの強度は減衰、変動する。ビーム受信装置側で
は、分離手段で偏光面の違いを利用して受信ビームをパ
ルス成分とその他の連続成分とに分離し、これらの受信
ビームはそれぞれ光検出器によって検出される。目標の
方向を連続成分から検出し、その位置情報に基づいてビ
ーム送信装置とビーム受信装置とが目標方向へ指向制御
され、目標までの距離測定はパルス成分の送信から受信
までの飛翔時間を計測することにより行われる。これに
より、単一のレーザ発振器を用いて目標の自動的追尾と
測距を行うことができる。また、連続成分のビーム強度
から最適なスレッショルドを求め、このスレッショルド
に基づいて測距を行う際のパルス成分を検出するように
すると、強度変化のある微弱なビームであっても安定し
たパルス検出による高精度の測距が実現できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。ここで、図１は本発明の一実施例に係る追尾測距
システムの全体構成図、図２は図１の追尾測距システム
に備えられる送受信光学系の構成図、図３は送信ビーム
の説明図である。
する。ここで、図１は本発明の一実施例に係る追尾測距
システムの全体構成図、図２は図１の追尾測距システム
に備えられる送受信光学系の構成図、図３は送信ビーム
の説明図である。
【０００９】図１において、１はレーザ発振器であり、
該レーザ発振器１は直線偏光された連続またはパルスレ
ートの高いレーザ光を発振し、該レーザ光を偏光面回転
装置２に出射する。偏光面回転装置２はダブルポッケル
スセルなどからなり、入射したレーザ光の偏光面を電圧
が印加されたときのみ偏光する。前記レーザ発振器１か
ら出射されたレーザ光は光増幅器３に入射され、該増幅
器３で増幅されたのち第１のクーデミラー４に導かれ、
透過光と反射光とに分けられる。第１のクーデミラー４
を透過したレーザ光は偏光板５を透過して第１の撮像素
子６に結像され、該第１の撮像素子６から出力された電
気信号は後述する信号処理装置７に入力される。一方、
第１のクーデミラー４で反射されたレーザ光は送受信光
学系８に導かれ、該送受信光学系８から送信ビーム９と
して観測対象（目標）１０に向けて送信される。
該レーザ発振器１は直線偏光された連続またはパルスレ
ートの高いレーザ光を発振し、該レーザ光を偏光面回転
装置２に出射する。偏光面回転装置２はダブルポッケル
スセルなどからなり、入射したレーザ光の偏光面を電圧
が印加されたときのみ偏光する。前記レーザ発振器１か
ら出射されたレーザ光は光増幅器３に入射され、該増幅
器３で増幅されたのち第１のクーデミラー４に導かれ、
透過光と反射光とに分けられる。第１のクーデミラー４
を透過したレーザ光は偏光板５を透過して第１の撮像素
子６に結像され、該第１の撮像素子６から出力された電
気信号は後述する信号処理装置７に入力される。一方、
第１のクーデミラー４で反射されたレーザ光は送受信光
学系８に導かれ、該送受信光学系８から送信ビーム９と
して観測対象（目標）１０に向けて送信される。
【００１０】図２に示すように、前記送受信光学系８
は、コリメータ１１と、このコリメータ１１の光軸に対
して４５度傾斜する第２のクーデミラー１２および平面
鏡１３と、コリメータ１１の光軸に対して直交する光軸
上に設置された主鏡１４と副鏡１５およびレンズ系１６
とで概略構成されており、光学系架台１７によって駆動
される。この光学系架台１７は制御装置１８を介して演
算処理装置１９に接続されており、該演算処理装置１９
から制御装置１８に出力される制御信号に基づいて前記
送受信光学系８は観測対象１０に指向制御される。
は、コリメータ１１と、このコリメータ１１の光軸に対
して４５度傾斜する第２のクーデミラー１２および平面
鏡１３と、コリメータ１１の光軸に対して直交する光軸
上に設置された主鏡１４と副鏡１５およびレンズ系１６
とで概略構成されており、光学系架台１７によって駆動
される。この光学系架台１７は制御装置１８を介して演
算処理装置１９に接続されており、該演算処理装置１９
から制御装置１８に出力される制御信号に基づいて前記
送受信光学系８は観測対象１０に指向制御される。
【００１１】前記送受信光学系８から観測対象１０に向
けて送信された送信ビーム９は、観測対象１０で反射ま
たは散乱され、受信ビーム２０として送受信光学系８に
入射される。この受信ビーム２０はビームスプリッタ２
１に入射され、該ビームスプリッタ２１で透過光と反射
光とに分割される。これら分割光のうち、反射光は偏光
面検出器２２へ、透過光は偏光ビームスプリッタ２３へ
それぞれ導かれ、該偏光面検出器２２は前記演算処理装
置１９に偏光角度情報を出力する。一方、前記偏光ビー
ムスプリッタ２３に導かれた受信ビームは、該偏光ビー
ムスプリッタ２３によって第１の集光装置２４と第２の
集光装置２５とに分離される。この偏光ビームスプリッ
タ２３は、前記演算処理装置１９から出力される制御信
号に基づいて偏光角度が制御されるようになっている。
けて送信された送信ビーム９は、観測対象１０で反射ま
たは散乱され、受信ビーム２０として送受信光学系８に
入射される。この受信ビーム２０はビームスプリッタ２
１に入射され、該ビームスプリッタ２１で透過光と反射
光とに分割される。これら分割光のうち、反射光は偏光
面検出器２２へ、透過光は偏光ビームスプリッタ２３へ
それぞれ導かれ、該偏光面検出器２２は前記演算処理装
置１９に偏光角度情報を出力する。一方、前記偏光ビー
ムスプリッタ２３に導かれた受信ビームは、該偏光ビー
ムスプリッタ２３によって第１の集光装置２４と第２の
集光装置２５とに分離される。この偏光ビームスプリッ
タ２３は、前記演算処理装置１９から出力される制御信
号に基づいて偏光角度が制御されるようになっている。
【００１２】前記偏光ビームスプリッタ２３を透過した
受信ビーム２０は、第１の集光装置２４を透過して第２
の撮像素子２６に結像され、該第２の撮像素子２６から
出力される電気信号は、Ａ／Ｄ変換器２７でデジタルデ
ータに変換されて前記演算処理装置１９に入力される。
また、前記偏光ビームスプリッタ２３で反射された受信
ビーム２０は第３の撮像素子２８に結像され、該第３の
撮像素子２８から出力される電気信号は前記信号処理装
置７に入力される。この信号処理装置７は、前記第１の
撮像素子６からの検出信号と第３の撮像素子２８からの
検出信号、およびＤ／Ａ変換器２９を介して前記演算処
理装置１９から出力されるスレッシュルド値と基づいて
リターンパルス信号を検出し、該リターンパルス信号を
時間間隔測定装置（または時刻記録装置）３０に出力す
る。時間間隔測定装置３０は、このリターンパルス信号
に基づいて観測対象１０までの距離を測定し、その測定
結果を前記演算処理装置１９に出力する。さらに、前記
演算処理装置１９には入出力装置３１が接続されてお
り、演算処理装置１９は観測対象１０の位置情報を該出
力装置３１に出力する。
受信ビーム２０は、第１の集光装置２４を透過して第２
の撮像素子２６に結像され、該第２の撮像素子２６から
出力される電気信号は、Ａ／Ｄ変換器２７でデジタルデ
ータに変換されて前記演算処理装置１９に入力される。
また、前記偏光ビームスプリッタ２３で反射された受信
ビーム２０は第３の撮像素子２８に結像され、該第３の
撮像素子２８から出力される電気信号は前記信号処理装
置７に入力される。この信号処理装置７は、前記第１の
撮像素子６からの検出信号と第３の撮像素子２８からの
検出信号、およびＤ／Ａ変換器２９を介して前記演算処
理装置１９から出力されるスレッシュルド値と基づいて
リターンパルス信号を検出し、該リターンパルス信号を
時間間隔測定装置（または時刻記録装置）３０に出力す
る。時間間隔測定装置３０は、このリターンパルス信号
に基づいて観測対象１０までの距離を測定し、その測定
結果を前記演算処理装置１９に出力する。さらに、前記
演算処理装置１９には入出力装置３１が接続されてお
り、演算処理装置１９は観測対象１０の位置情報を該出
力装置３１に出力する。
【００１３】このように構成された追尾測距システムに
おいて、レーザ発振器１から出射されたレーザ光は、偏
光面回転装置２により偏光面が極短時間回転され、偏光
面の異なるパルス成分を含むレーザ光に変換される。こ
の偏光面回転装置２から出力されたレーザ光は光増幅器
３に入射され、該光増幅器３で増幅されたのち第１のク
ーデミラー４に導かれ、透過光と反射光とに分けられ
る。第１のクーデミラー４を透過したレーザ光は偏光板
５を透過して第１の撮像素子６に結像され、該第１の撮
像素子６から出力された電気信号は信号処理装置７に入
力される。一方、第１のクーデミラー４で反射されたレ
ーザ光は送受信光学系８に導かれ、コリメータ１１によ
り適当なビーム拡がり角を付与されたのち、第２のクー
デミラー１２と平面鏡１３とを経て送受信光学系８から
送信ビーム９として観測対象１０に向けて送信される。
図３に示すように、この送信ビーム９は、矢印３２で示
す偏光方向の連続成分中に矢印３３で示す偏光方向のパ
ルス成分をもつ。
おいて、レーザ発振器１から出射されたレーザ光は、偏
光面回転装置２により偏光面が極短時間回転され、偏光
面の異なるパルス成分を含むレーザ光に変換される。こ
の偏光面回転装置２から出力されたレーザ光は光増幅器
３に入射され、該光増幅器３で増幅されたのち第１のク
ーデミラー４に導かれ、透過光と反射光とに分けられ
る。第１のクーデミラー４を透過したレーザ光は偏光板
５を透過して第１の撮像素子６に結像され、該第１の撮
像素子６から出力された電気信号は信号処理装置７に入
力される。一方、第１のクーデミラー４で反射されたレ
ーザ光は送受信光学系８に導かれ、コリメータ１１によ
り適当なビーム拡がり角を付与されたのち、第２のクー
デミラー１２と平面鏡１３とを経て送受信光学系８から
送信ビーム９として観測対象１０に向けて送信される。
図３に示すように、この送信ビーム９は、矢印３２で示
す偏光方向の連続成分中に矢印３３で示す偏光方向のパ
ルス成分をもつ。
【００１４】この送信ビーム９は観測対象１０で反射ま
たは散乱され、受信ビーム２０として送受信光学系８に
入射する。この受信ビーム２０は、送受信光学系８で再
び平面鏡１３を経たのち、主鏡１４と副鏡１５およびレ
ンズ系１６を経て平行光束としてビームスプリッタ２１
に入射する。ビームスプリッタ２１に入射した受信ビー
ム２０は、該ビームスプリッタ２１で透過光と反射光と
に分割され、これら分割光のうち、反射光は偏光面検出
器２２へ導かれ、透過光は偏光ビームスプリッタ２３へ
と導かれる。偏光面検出器２２では、入射した受信ビー
ム２０の偏光角度を計測し、その偏光角度情報を演算処
理装置１９に出力する。演算処理装置１９はこの偏光角
度情報に基づいて受信ビーム２０中のパルス成分の偏光
角度を算出し、その偏光角度に偏光ビームスプリッタ２
３の偏光面を制御する。
たは散乱され、受信ビーム２０として送受信光学系８に
入射する。この受信ビーム２０は、送受信光学系８で再
び平面鏡１３を経たのち、主鏡１４と副鏡１５およびレ
ンズ系１６を経て平行光束としてビームスプリッタ２１
に入射する。ビームスプリッタ２１に入射した受信ビー
ム２０は、該ビームスプリッタ２１で透過光と反射光と
に分割され、これら分割光のうち、反射光は偏光面検出
器２２へ導かれ、透過光は偏光ビームスプリッタ２３へ
と導かれる。偏光面検出器２２では、入射した受信ビー
ム２０の偏光角度を計測し、その偏光角度情報を演算処
理装置１９に出力する。演算処理装置１９はこの偏光角
度情報に基づいて受信ビーム２０中のパルス成分の偏光
角度を算出し、その偏光角度に偏光ビームスプリッタ２
３の偏光面を制御する。
【００１５】この偏光ビームスプリッタ２３では、ビー
ムスプリッタ２１を透過した受信ビーム２０を第１の集
光装置２４と第２の集光装置２５とに分離し、偏光面の
異なるパルス成分が第２の集光光学系２５に、その他の
連続成分が第１の集光光学系２４に導かれる。第１の集
光光学系２４を透過した受信ビーム２０は第２の撮像素
子２６に結像され、該第２の撮像素子２６は観測対象１
０の位置を検出すると共に入射光束の強度を検出し、こ
れらの検出信号はＡ／Ｄ変換器２７でデジタルデータに
変換されて前記演算処理装置１９に入力される。演算処
理装置１９では、第２の撮像素子２６から得られた観測
対象１０の位置情報に基づいて光学系架台１７の制御量
を算出し、その制御信号を制御装置１８に出力して光学
系架台１７を観測対象１０に指向させる。また前記演算
処理装置１９では、第２の撮像素子２６から得られた入
射光束の強度に基づいて適正なスレッシュルド値を算出
し、その演算結果をＤ／Ａ変換器２９を介して信号処理
装置７に入力する。
ムスプリッタ２１を透過した受信ビーム２０を第１の集
光装置２４と第２の集光装置２５とに分離し、偏光面の
異なるパルス成分が第２の集光光学系２５に、その他の
連続成分が第１の集光光学系２４に導かれる。第１の集
光光学系２４を透過した受信ビーム２０は第２の撮像素
子２６に結像され、該第２の撮像素子２６は観測対象１
０の位置を検出すると共に入射光束の強度を検出し、こ
れらの検出信号はＡ／Ｄ変換器２７でデジタルデータに
変換されて前記演算処理装置１９に入力される。演算処
理装置１９では、第２の撮像素子２６から得られた観測
対象１０の位置情報に基づいて光学系架台１７の制御量
を算出し、その制御信号を制御装置１８に出力して光学
系架台１７を観測対象１０に指向させる。また前記演算
処理装置１９では、第２の撮像素子２６から得られた入
射光束の強度に基づいて適正なスレッシュルド値を算出
し、その演算結果をＤ／Ａ変換器２９を介して信号処理
装置７に入力する。
【００１６】一方、第２の集光光学系２５を透過した受
信ビーム２０は第３の撮像素子２８に結像され、該第３
の撮像素子２８から出力される電気信号は前記信号処理
装置７に入力される。この信号処理装置７は、前記第１
の撮像素子６からの検出信号とＤ／Ａ変換器２９からの
スレッシュルド値および第３の撮像素子２８からの検出
信号とに基づいてリターンパルス信号を検出し、該リタ
ーンパルス信号を時間間隔測定装置３０に出力する。時
間間隔測定装置３０は、このリターンパルス信号に基づ
いてパルス成分の送信から受信までの飛翔時間、すなわ
ち観測対象１０までの距離を測定し、その測定結果を前
記演算処理装置１９に出力する。その際、第３の撮像素
子２８に入力するパルス成分を検出するのに必要となる
スレッシュルド値は、前述の如く、受信ビーム２０の連
続成分の強度を基に最適値に設定されているため、受信
ビーム２０のビーム強度が微弱であっても、安定したパ
ルス検出による高精度の測距を実現できる。そして、演
算処理装置１９では、飛翔時間や光学系架台１７の指向
方向などの位置情報を入出力装置３１に対して出力す
る。
信ビーム２０は第３の撮像素子２８に結像され、該第３
の撮像素子２８から出力される電気信号は前記信号処理
装置７に入力される。この信号処理装置７は、前記第１
の撮像素子６からの検出信号とＤ／Ａ変換器２９からの
スレッシュルド値および第３の撮像素子２８からの検出
信号とに基づいてリターンパルス信号を検出し、該リタ
ーンパルス信号を時間間隔測定装置３０に出力する。時
間間隔測定装置３０は、このリターンパルス信号に基づ
いてパルス成分の送信から受信までの飛翔時間、すなわ
ち観測対象１０までの距離を測定し、その測定結果を前
記演算処理装置１９に出力する。その際、第３の撮像素
子２８に入力するパルス成分を検出するのに必要となる
スレッシュルド値は、前述の如く、受信ビーム２０の連
続成分の強度を基に最適値に設定されているため、受信
ビーム２０のビーム強度が微弱であっても、安定したパ
ルス検出による高精度の測距を実現できる。そして、演
算処理装置１９では、飛翔時間や光学系架台１７の指向
方向などの位置情報を入出力装置３１に対して出力す
る。
【００１７】上記一実施例にあっては、送信ビーム中に
極短時間偏光面の異なるパルス成分を発生させ、ビーム
受信装置側で偏光面の違いを利用して受信ビームをパル
ス成分とその他の連続成分とに分離し、該パルス成分の
飛翔時間を計測することにより目標までの測距を行い、
連続成分を用いて目標の方向検出を行うようにしたた
め、単一のレーザ発振器を用いて目標の自動的追尾と測
距を同時に行うことができ、装置の小型化が図れる。ま
た、測距を行う際に、受信ビームのパルス成分を検出す
るのに必要となるスレッショルドを連続成分のビーム強
度から最適値に設定するようにしたため、送信ビームが
目標まで伝搬する経路中で、ビーム自体の拡がりや大気
による吸収、散乱などに起因して送信ビームの強度が減
衰したとしても、安定したパルス検出による高精度の測
距を実現できる。
極短時間偏光面の異なるパルス成分を発生させ、ビーム
受信装置側で偏光面の違いを利用して受信ビームをパル
ス成分とその他の連続成分とに分離し、該パルス成分の
飛翔時間を計測することにより目標までの測距を行い、
連続成分を用いて目標の方向検出を行うようにしたた
め、単一のレーザ発振器を用いて目標の自動的追尾と測
距を同時に行うことができ、装置の小型化が図れる。ま
た、測距を行う際に、受信ビームのパルス成分を検出す
るのに必要となるスレッショルドを連続成分のビーム強
度から最適値に設定するようにしたため、送信ビームが
目標まで伝搬する経路中で、ビーム自体の拡がりや大気
による吸収、散乱などに起因して送信ビームの強度が減
衰したとしても、安定したパルス検出による高精度の測
距を実現できる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単一のレーザ発振器を用いて目標の自動追尾と測距を行
うことができ、装置の小型化に好適な追尾測距システム
を提供できる。また、測距を行う際に、パルス成分を検
出するのに必要となるスレッショルドを連続成分のビー
ム強度から最適値に設定できるため、微弱なビームであ
っても高精度の測距を実現することができる。
単一のレーザ発振器を用いて目標の自動追尾と測距を行
うことができ、装置の小型化に好適な追尾測距システム
を提供できる。また、測距を行う際に、パルス成分を検
出するのに必要となるスレッショルドを連続成分のビー
ム強度から最適値に設定できるため、微弱なビームであ
っても高精度の測距を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る追尾測距システムの全
体構成図である。
体構成図である。
【図２】図１の追尾測距システムに備えられる送受信光
学系の構成図である。
学系の構成図である。
【図３】送信ビームの説明図である。
１ レーザ発振器 ２ 偏光面回転装置（偏光面回転手段） ３ 光増幅器 ４ 第１のクーデミラー ５ 偏光板 ６ 第１の撮像素子（光検出器） ７ 信号処理装置 ８ 送受信光学系 ９ 送信ビーム １０ 観測対象（目標） １１ コリメータ １２ 第２のクーデミラー １３ 平面鏡 １４ 主鏡 １５ 副鏡 １６ レンズ系 １７ 光学系架台 １８ 制御装置 １９ 演算処理装置 ２０ 受信ビーム ２１ ビームスプリッタ ２２ 偏光面検出器 ２３ 偏光ビームスプリッタ（分離手段） ２４ 第１の集光装置 ２５ 第２の集光装置 ２６ 第２の撮像素子（光検出器） ２７ Ａ／Ｄ変換器 ２８ 第３の撮像素子（光検出器） ２９ Ｄ／Ａ変換器 ３０ 時間間隔測定装置 ３１ 入出力装置 ３２ 偏光方向 ３３ 偏光方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95 G01B 11/00 - 11/30
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光を発振するレーザ発振器と、こ
のレーザ発振器から出力される送信ビームを目標方向へ
送信するビーム送信装置と、目標からの反射光を受信す
るビーム受信装置と、このビーム受信装置で受信された
受信ビームを検出する光検出器とを備え、前記光検出器
の検出信号から目標までの位置情報を算出し、この算出
結果に基づいて前記ビーム送信装置とビーム受信装置と
を目標方向へ指向させるよう制御する追尾測距システム
において、前記送信ビームの偏光方向を短時間毎に変更
して該送信ビーム中に偏光面の異なるパルス成分を発生
させる偏光面回転手段と、この偏光面回転手段からの受
信ビームを偏光面の違いに基づいて連続成分とパルス成
分とに分離する分離手段と、このパルス成分の送信から
受信までの時間間隔を測定して目標までの距離を測定す
る測距手段と、前記連続成分を用いて目標の方向を検出
する方向検出手段とを具備することを特徴とする追尾測
距システム。 - 【請求項２】 請求項１の記載において、前記測距手段
は、前記受信ビームの連続成分の強度に基づいてスレッ
ショルドを求める手段を具備し、該スレッショルドによ
って前記受信ビームのパルス成分が検出されることを特
徴とする追尾測距システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05046793A JP3096795B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 追尾測距システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05046793A JP3096795B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 追尾測距システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258435A JPH06258435A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3096795B2 true JP3096795B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=12757219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05046793A Expired - Fee Related JP3096795B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 追尾測距システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3096795B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5900620A (en) * | 1997-08-27 | 1999-05-04 | Trw Inc. | Magic mirror hot spot tracker |
| CN110058256B (zh) * | 2019-04-12 | 2022-12-16 | 同济大学 | 一种基于分离腔的跟踪定位系统 |
-
1993
- 1993-03-08 JP JP05046793A patent/JP3096795B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06258435A (ja) | 1994-09-16 |
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