NL7614572A

NL7614572A - Optisch-elektronische afstandsmeter.

Info

Publication number: NL7614572A
Application number: NL7614572A
Authority: NL
Original assignee: Diehl Fa
Priority date: 1976-02-28
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1981-01-30
Also published as: DE2608066C2; FR2468922A1; FR2468922B1; US4332468A; DE2608066A1

Description

Firma DIEHL, te 8500 Nürnberg, Bondsrepubliek Duitsland. Optisch-elektronische afstandsmeter.

De uitvinding beeft betrekking op een optisch-elektronische afstandsmeter, in bet bijzonder voor ont-stekingsinriohtingen voor geschut, waarvan'de optische impulsen in de maat van een impulsgenerator gericht uit-5 gestraald worden en waarvan de door een oppervlak teruggestrooide gedeelt^van deze optische impulsen in een ten opzichte van het trefpunt van de impulsen op het oppervlak gericht ontvangelement opgenomen worden en voor het af geven van een inwerkingstel-signaal worden gebruikt.

10 In het Amerikaanse octrooischrift 3*013*857 is een wolkenop teken-inrichting beschreven, die een gemoduleerde lichtstraal uitstraalt en de reflecties daarvan in een afgestemde versterker en een gelijkrichter verwerkt. De hoogte van de resulterende gelijkspanning vormt een 15 maat voor de bij de ontvanger optredende lichtsterkte. Om te waarborgen, dat de inrichting slechts op door de zender uitgestraald gereflecteerd licht reageert werken zender en ontvanger met een frekwentie van 120 Hz. Hier zijn geen maatregelen getroffen om de ruis te onderdrukken.

2Λ 76 1 4 5 72 •1 '-L.

In liet Amerikaanse octrooischrift 3·613·590 is een naderingsontsteek-inrichting beschreven, die een zendfrekwentie in de richting naar een bewegend doel toe uitstraalt. De ontvangstfrekwentie is dan samengesteld uit de 5 zendfrekwentie en de Doppler-frekwentie. Ha menging van de zendfrekwentie en de ontvangstfrekwentie en laag doorlatend filteren wordt het resulterende signaal gebruikt voor de ontsteking. Bij deze schakeling treden geen rui iproblemen op die niet met gebruikelijke middelen kunnen worden 10 opgelost.

Bij een optisch-elektronische afstandsmeter van de in de aanhef genoemde soort is de verwerking van de door de optische overdracht onvermijdelijke ruis van bijzonder belang, om foutsignalen te vermijden. Dit -wordt nog moei-15 lijker, omdat in vele toepassingsgevallen slechts op een klein nuttig ontvangstvermogen gerekend kan worden, aangezien enerzijds reeds het zendvermogen zo klein mogelijk wordt gehouden en anderzijds ook slecht strooiende vlakken ontdekt moeten worden, waarbij er rekening mede moet wor-20 den gehouden, dat de ruis, die dikwijls van vreemd licht afkomstig is, zeer sterk kan zijn.

Aan de uitvinding ligt het probleem ten grondslag een optisch-elektronische afstandsmeter te verschaffen, waarbij de ruisdelen, die de ontvanger bereiken op zodani-25 ge wijze verwerkt worden, dat zij zelfs bij een geringe ruisafstand niet tot foutsignalen leiden.

De oplossing volgens de uitvinding van het bovengeschetste probleem wordt daardoor gekenmerkt, dat aan de ontvangzijde een hoogdoorlatend filter is aangebracht 30 waarvan de grensfrekwentie bij de impulsreeksfrekwentie ligt, dat achter het hoogdoorlatende filter een opslag-schakeling is aangebracht, die is ingericht een reeks ont-vangstimpulsen op te slaan en door de impuls generator in de maat van de zendimpulsen wordt vrijgegeven voor het op-35 slaan, en dat aan de opslagschakeling een controleschake-ling is toegevoegd, die bij een. bepaalde laad-toestand van 7614572 ' ' »φ: · ·§ de opslagschakeling het inwerkingstellingssignaal afgeeft.

Het hoogdoorlatende filter verhindert, dat in vergelijking met de lichh-zendimpulsen 1aagfrekwente strooi-lichtdelen de opslagschakeling kunnen bereiken. Dergelijke 5 lang aanhoudende s t o o rli cht- impul s en zouden tot een te vroege lading van de opslaginrichting en dientengevolge tot een foute ontsteking leiden. Door het vrijgeven van de opslagschakeling in de maat van de impulsfrekwentie komen slechts die delen van het strooilicht in de opslagschake-10 ling, die gedurende deze vrijgeeftijden optreden. Dit is in het bijzonder het strooilicht uit de zendimpulsen. Doordat de opslagschakeling zodanig is ingericht, dat zij eerst na de integratie van een aantal ontvangstimpulsen tot aanspreken van de controle schakeling leidt, wordt be-15 reikt, dat de ruisgedeelten weliswaar de opslagschakeling bereiken, maar geen aanspreken van de controleschakeling kunnen veroorzaken.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft de opslagschakeling een laadcondensator, waar een door de 20 impulsgenerator met de impulsreeksfrekwentie daarvan geopende schakelaar is vóórgeschakeld, waarbij aan de condensator een drempelwaardeschakelaar ligt, die bij een bepaalde laad-toestand van de condensator schakelt. Aangezien positieve en negatieve ruisamplitudes met dezelfde 25 waarschijnlijkheid optreden en beide de laadcondensator bereiken, leidt dit ertoe, dat de positieve en negatieve ruisgedeelten elkaar gemiddeld opheffen. Over een aantal ingangs impuls en beschouwd hangt bijgevolg de toename van de condensatorlading in wezen af van de opgeslagen ont-30 vangstimpulsen. Na bijvoorbeeld tien ontvangstimpulsen wordt de laadtoestand bereikt, waarbij de drempelwaarde-schakelaar reageert en het inwerkingstellingssignaal afgeeft·

Bij een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding 35 wordt de opslagschakeling door een digitaal geheugen, in het bijzonder een schuif register gevormd, waarvan de maat 7614572 ij - - door de impulsreeksfrekwentie van de impulsgenerator wordt bestuurd, waarbij een logische poort de inhoud van de afzonderlijke geheugenplaatsen verwerkt. Ook in dit geval komen behalve de strooilichtimpulsen vanuit de zender 5 ruisdelen in het geheugen. De waarschijnlijkheid, dat positieve ruisamplituden, die een geheugenplaats zouden kunnen bezetten, optreden, jedraagt 0,5· Bij ©en voldoend aantal opslagplaatsen kan t m hoogste de helft van de ge-heugenopslagplaatsen door ruisamplituden bezet zijn. De ^0 logische poort is zodanig gevormd, dat hij eerst dan aanleiding geeft tot afgifte van een inwerkingstellingssig-naal, wanneer meer dan de helft van de geheugenplaatsen bezet is.

Bij voorkeur is voor het geheugen een amplitude-•Ί5 discriminator opgenomen, die slechts signalen naar het geheugen doorlaat, waarvan de amplitude groter is dan de amplitude van de kleinste te verwachten nuttige signalen.

Verdere uitwerkingen van de uitvinding blijken uit de onderstaande beschrijving. In de tekening toont: 20 fig. 1 een blokschema van een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding; en fig. 2 een blokschema van een verder uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding.

Een impulsgenerator 1 voedt met een impulsreeks-25 frekwentie van bijvoorbeeld 10 kHz en een lage poolsbreedte verhouding een lichtemitterende diode 2. De lichtimpulsen daarvan worden door een lens 5 op een oppervlak 4 gericht. Wanneer de afstand van de afstandsmeter van het oppervlak juist zo groot is, dat de door het oppervlak 4 gereflec-30 teerde lichtimpulsen door een lens 5 een fototransistor 6 bereiken, wordt op een uitgang 7 een inwerkingstellings-signaal afgegeven.

Achter de fototransistor 6 is een hoogdoorlatend filter 8 aangebracht, waarvan de grensfrekwentie iets 35 beneden de impulsreeksfrekwentie van de impulsgenerator 1 ligt. Hierdoor worden elektrische signalen, die afkomstig 7614572 —$t zijn Tan gelijkmatig optredend licht of ran lange licht-impulsen, uitgefilterd.

In fig. 1 is een versterker 9 achter het hoogdoor-latende filter 8 aangehracht, waarbij het werkpunt van de 5 versterker op de spanning van de halve bedrijfsspanning ligt, zodat positieve en negatieve amplitudes, die afkomstig zijn van ruislicht, op dezelfde wijze worden versterkt.

De uitgang van de versterker 9 is via een schakelaar 10 en een oplaadweerstand 11 met een laadcondensator 12 ver-10 bonden. Parallel aan de laadcondensator 12 is een ont-ladingsweerstand 15 aangebracht.

De schakelaar 10 wordt door een halfgeleiderelement gevormd, dat voor positieve en negatieve signalen doorlatend geschakeld kan worden. De schakelaar 10 wordt door de 15 impulsgenerator 1 in overeenstemming met de impulsreeks- frekwentie daarvan geleidend geschakeld. Aanvullend is een koppelweerstand 14 aangebracht.

Wanneer de schakelaar 10 geleidt, dan kunnen zowel de eventueel optredende strooilichtimpulsen als de posi-20 tieve en negatieve halve golven van de ruis via de laad-weerstand 11 de laadcondensator 12 bereiken. De ruisdelen heffen elkaar daarbij gemiddeld op, zodat de condensator effectief door de strooilichtimpulsen wordt geladen. Zodra de lading van de condensator 12 een bepaalde hoogte heeft 25 bereikt reageert een drempelwaardeschakelaar 15» die bijvoorbeeld door een trekkerschakeling van Schmitt wordt gevormd. Deze geeft dan het inwerkingstellingssignaal af.

Bij de schakeling volgens fig. 2 is eveneens een versterker 9 achter het hoogdoorlatende filter 8 aange-30 bracht. Het uitgangssignaal van de versterker wordt via een amplitudediscriminator 16 toegevoerd aan een 8 bits schuifregister. Aan de klokingang van het schuifregister 17 ligt de impulsgenerator 1, zodat het schuifregister in de maat van de impulsreèksfrekwentie werkt.

35 De uitgangen van de afzonderlijke geheugenplaatsen van het schuifregister 1? liggen parallel aan een M-poort 18.

761 4 5 72"

Claims

20 Wanneer te vrezen is, dat enige te verwerken strooi-impulsen uitblijven, kunnen in plaats van de M-poort 18 telkens enige, bijvoorbeeld twee, van de uitgangen van de geheugenplaatsen met QF-poorten verbonden worden, die hunnerzijds via EN-poorten gekoppeld worden. 25 In dit geval treedt het inwerkingstellingssignaal 7 ook dan op, wanneer niet alle geheugenplaatsen bezet zijn.

1. Optisch-elektronische afstandsmeter, in het bijzonder voor geschutsontstekingsinrichtingen, waarvan de 30 optische impulsen in de maat van een impulsgenerator gericht worden uitgestraald en de door een oppervlak teruggestrooide delen van deze optische impulsen in een op het trefpunt van de zendimpulsen op het oppervlak gericht ontvangelement opgenomen worden en verwerkt worden voor 35 het af geven van een inwerkingstellingssignaal, met het 76 1 4 5 72 kenmerk, dat aan de ontvangst z i J de een hoogdoorlatend filter (8) is aangebracht, waarvan de grensfrekwentie bij de impulsreeksfrekwentie ligt, waarbij achter het hoog-doorlatende filter (8) een opsiagschakeling (10, 11, 12, 5 17) xs aangebracht, die is ingericht een reeks ontvangst- impnlsen op te slaan en door de impulsgenerator (1) in de maat van de zendimpulsen voor het opslaan wordt vrijgegeven, en dat aan de opsiagschakeling (10, 11, 12, i?) een controleschakeling’ is toegevoegd, die bij een bepaalde 10 ladingstoestand van de opsiagschakeling het inwerking-stellingssignaal afgeeft,

2, Afstandsmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de opsiagschakeling een laadcondensator (12) heeft, waar een door de impulsgenerator (1) in de impuls-15 volgreeksfrekwentie daarvan geopende schakelaar (10) vooraf gaat, en dat aan de laadcondensator (12) een drempelwaarde schakel aar (15) ligt, die bij een bepaalde laadtoe-stand van de condensator schakelt,

3· Afstandsmeter volgens conclusie 1, met het 20 kenmerk, dat de opsiagschakeling door een digitale opslag-inrichting, in het bijzonder een schuifregister (17) wordt gevormd, waarvan de maat door de impulsreeksfrekwentie van de impulsgenerator (1) wordt bestuurd en dat een logische poort (18) de inhoud van de afzonderlijke geheugenplaatsen 25 uitwerkt,

4, Afstandsmeter volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat voor de opslaginrichting (17) een amplitude-discriminator '(16) is opgenomen,

5· Afstandsmeter, in hoofdzaak als beschreven en/of 30 geschetst aan de hand van de tekening, 761 4 5 72