RU186487U1 - Device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object - Google Patents

Device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object Download PDF

Info

Publication number
RU186487U1
RU186487U1 RU2017118477U RU2017118477U RU186487U1 RU 186487 U1 RU186487 U1 RU 186487U1 RU 2017118477 U RU2017118477 U RU 2017118477U RU 2017118477 U RU2017118477 U RU 2017118477U RU 186487 U1 RU186487 U1 RU 186487U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
image intensifier
input
photodetector
pulse
output
Prior art date
Application number
RU2017118477U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лев Михайлович Балясный
Юрий Николаевич Гордиенко
Юрий Кириллович Грузевич
Олег Валерьевич Чистов
Дмитрий Алексеевич Широков
Павел Сергеевич Альков
Александр Асадович Плешков
Юрий Васильевич Серегин
Александр Сергеевич Юрманов
Константин Анатольевич Золотых
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Геофизика-НВ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Геофизика-НВ" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Геофизика-НВ"
Priority to RU2017118477U priority Critical patent/RU186487U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU186487U1 publication Critical patent/RU186487U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G1/00Sighting devices
    • F41G1/32Night sights, e.g. luminescent
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/12Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
    • G02B23/125Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification head-mounted

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области оптоэлектроники, а более конкретно к созданию оптико-электронных систем отображения информации об удаленных объектах наблюдения. Устройство содержит корпус, в котором размещены фотоприемник с первым входным объективом и платой усилителя, ПЗС камера, электрооптический преобразователь (ЭОП) со вторым входным объективом, состыкованный с матрицей ПЗС камеры, импульсный источник питания ЭОП, при этом выход платы усилителя подключен к входу синхронизации импульсного источника питания ЭОП, выход которого подключен к входу ПЗС камеры, снабженной USB кабелем передачи видеоданных к ЭВМ, а импульсный источник питания ЭОП снабжен USB кабелем управления прибором через ЭВМ. В качестве фотоприемника использован лавинный фотодиод. Технический результат заключается в возможности круглосуточного обнаружения, визуализации и определения положения пятна отдаленного импульсного лазерного дальномера на наблюдаемом удаленном объекте. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to the field of optoelectronics, and more specifically to the creation of optoelectronic systems for displaying information about remote objects of observation. The device comprises a housing in which there is a photodetector with a first input lens and an amplifier board, a CCD camera, an electro-optical converter (EOC) with a second input lens, coupled to the CCD sensor of the camera, a pulse power source of the image intensifier tube, while the output of the amplifier board is connected to the pulse synchronization input the power source of the image intensifier tube, the output of which is connected to the input of the CCD camera equipped with a USB cable for transmitting video data to the computer, and the switching power supply of the image intensifier is equipped with a USB cable for controlling the device through the computer. An avalanche photodiode was used as a photodetector. The technical result consists in the possibility of round-the-clock detection, visualization and determination of the spot position of a remote pulsed laser range finder at an observed remote object. 1 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области оптоэлектроники, а более конкретно к созданию оптико-электронных систем отображения информации об удаленных объектах наблюдения.The utility model relates to the field of optoelectronics, and more specifically to the creation of optoelectronic systems for displaying information about remote objects of observation.

Известны оптико-электронные устройства для наблюдения объектов на местности, созданные на основе фотоэлектрических вакуумных или твердотельных приборов.Known optoelectronic devices for observing objects on the ground, created on the basis of photovoltaic vacuum or solid-state devices.

Такими приборами являются электронно-оптические преобразователи (ЭОП), низкоуровневые камеры на их основе и полупроводниковые преобразователи видеосигнала - матрицы ПЗС (прибор с зарядовой связью) или матрицы КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник).Such devices are electron-optical converters (ICs), low-level cameras based on them, and semiconductor video signal converters - CCD arrays (charge-coupled device) or CMOS arrays (complementary metal-oxide-semiconductor structure).

Одной из насущных проблем является разработка круглосуточного оптоэлектронного устройства для обнаружения и определения положения пятна лазерного излучения, создаваемого импульсными лазерными целеуказателями (ЛЦУ) - дальномерами, работающими в различных спектральных диапазонах.One of the urgent problems is the development of a round-the-clock optoelectronic device for detecting and determining the position of a laser radiation spot created by pulsed laser target designators (LCs) - range finders operating in different spectral ranges.

При работе импульсных лазерных дальномеров, состоящих из собственно лазерных излучателей и фотоприемных устройств, описанных, например, в патенте РФ №2288449 от 27.04.2006 г. «Лазерный импульсный дальномер», дальность до объекта определяют путем измерения времени прохождения импульса лазерного излучения от излучателя до объекта и обратно с помощью фотоприемника, например, лавинного фотодиода.When operating pulsed laser rangefinders, consisting of laser emitters and photodetectors themselves, described, for example, in RF patent No. 2288449 of 04/27/2006, "Laser pulse range finder", the distance to the object is determined by measuring the transit time of the laser pulse from the emitter to object and back with a photodetector, for example, an avalanche photodiode.

Такие дальномеры обеспечиваю измерение расстояния до 20 км и более при условии соответствующей дальности видимости.Such rangefinders provide measurement of distances of up to 20 km or more, subject to an appropriate range of visibility.

В этом случае, когда дальномер совмещен с оптико-электронным устройством, работающим в том же спектральном диапазоне, что и излучатель дальномера, есть возможность увидеть изображение пятна излучения дальномера.In this case, when the range finder is combined with an optoelectronic device operating in the same spectral range as the range fin emitter, it is possible to see the image of the range spot radiation spot.

Однако, при дальности, равной или больше 3-5 км, возможности таких оптоэлектронных устройств не позволяют наблюдать изображение пятна излучения, в особенности днем, в связи со следующими причинами:However, with a range equal to or greater than 3-5 km, the capabilities of such optoelectronic devices do not allow the image of the radiation spot to be observed, especially during the day, due to the following reasons:

- чувствительность фотоприемных приборов на основе матриц ПЗС или КМОП даже при условии высокого быстродействия и синхронизации их частоты с частотой работы дальномера недостаточна для отображения пятна излучения дальномера;- the sensitivity of photodetectors based on CCD or CMOS matrices, even under the condition of high speed and synchronization of their frequency with the frequency range of the rangefinder, is insufficient to display the radiation spot of the rangefinder;

- если излучатель дальномера и фотоприемный прибор разнесены в пространстве, наблюдение пятна лазерного дальномера возможно только при синхронизации лазерного дальномера с фотоприемным прибором. Обычно лазерные дальномеры работают на длине волны 1,06 или 1.54 мкм с частотой 20 Гц и длительностью импульса ~ 10 нс.- if the transmitter of the rangefinder and the photodetector are separated in space, observation of the spot of the laser rangefinder is possible only when the laser rangefinder is synchronized with the photodetector. Typically, laser rangefinders operate at a wavelength of 1.06 or 1.54 μm with a frequency of 20 Hz and a pulse duration of ~ 10 ns.

Синхронизация работы лазерного излучателя с фотоприемным устройством позволяет снизить яркость фона в зоне между объектом и приемником на величину, равную скважности стробирующих импульсов, то есть отношению частоты строба и длительности, например, при частоте 20 Гц (типичная частота работы твердотельных лазерных дальномеров с диодной накачкой на длине волны 1,06 мкм и 1,54 мкм) и длительности строба 200 нс, ослабление яркости фона составит 5×107 раз.Synchronizing the operation of a laser emitter with a photodetector allows decreasing the background brightness in the area between the object and the receiver by an amount equal to the duty cycle of the strobe pulses, i.e., the ratio of the strobe frequency and duration, for example, at a frequency of 20 Hz (a typical operating frequency of solid-state laser rangefinders with diode pumping at a wavelength of 1.06 μm and 1.54 μm) and a strobe duration of 200 ns, the background brightness attenuation will be 5 × 10 7 times.

При таких параметрах излучателя и синхронизации излучателя с приемником твердотельные фотоприемники, работа которых основана на накоплении сигнала (матрицы ПЗС или КМОП) даже при высоком быстродействии работают в режиме накопления и не «увидят» пятна излучения.With such parameters of the emitter and synchronization of the emitter with the receiver, solid-state photodetectors, whose operation is based on signal accumulation (CCD or CMOS sensors), even at high speed, operate in the accumulation mode and will not “see” the radiation spots.

В этом случае только оптоэлектронные устройства, называемые активно-импульсными, (см. например, патент РФ №2040015 от 20.07.1995 г. «Активно-импульсный прибор ночного видения») на основе электронно-оптических преобразователей (ЭОП), работающие в режиме «стробирования», позволяют, обладая «мгновенным» усилением, сохраняющимся независимо от времени открытия затвора ЭОП, увидеть объект.In this case, only optoelectronic devices called active-pulse devices (see, for example, RF patent No. 2040015 of July 20, 1995, “Active-pulse night-vision device”) based on electron-optical converters (EOCs) operating in the “ gating ”, allow, having the“ instant ”gain, which is preserved regardless of the time of opening the image intensifier shutter, to see the object.

В ночное время суток такие приборы работают в режиме активно-импульсного прибора ночного видения, а днем - наблюдательного прибора с лазерной подсветкой. Лазерный осветитель и фотоприемное устройство на основе ЭОП с затвором находятся в едином изделии.At night, such devices operate as an active-pulse night-vision device, and during the day, an observing device with laser illumination. A laser illuminator and a photodetector based on an image intensifier tube with a shutter are in a single product.

Управление такими приборами осуществляется электронным способом, т.е. либо от источника питания ЭОП, либо от источника питания лазерного излучателя.Such devices are controlled electronically, i.e. either from the power source of the image intensifier tube, or from the power source of the laser emitter.

Однако, в случае, если излучатель и оптоэлектронное устройство отображения разнесены в пространстве, электронная синхронизация их работы невозможна, и, соответственно, увидеть пятно излучения на объекте также невозможно.However, if the emitter and the optoelectronic display device are separated in space, electronic synchronization of their work is impossible, and, accordingly, it is also impossible to see the radiation spot on the object.

Известно устройство для определения положения светового пятна, содержащее источник светового излучения, оптически связанный с ним фотоприемник-мультискан, имеющий делительную и общую шины, два источника смещения и блок преобразования электрического сигнала, одними выводами источники смещения соединены между собой, а другими с соответствующими выводами делительной шины мультискана, вход блока преобразования электрического сигнала соединен с общей шиной, отличающееся тем, что оно снабжено соединенными последовательно фильтром высоких частот, синхронным детектором и интегратором, модулятором, блок преобразования электрического сигнала выполнен в виде преобразователя ток-напряжение и выходом соединен с входом фильтра высоких частот, выход интегратора связан с объединенными выводами источников смещения, а модулятор соединен с источником светового излучения (RU 2097691 С1, МПК G01B 21/00, опубликовано: 27.11.1997).A device for determining the position of a light spot, containing a light source, an optically coupled multiskan photodetector having a dividing and common bus, two bias sources and an electrical signal conversion unit, bias sources are connected by one terminal, and others by fission multi-scan bus, the input of the electrical signal conversion unit is connected to a common bus, characterized in that it is equipped with a high-filter connected in series x frequency, synchronous detector and integrator, modulator, the electrical signal conversion unit is made in the form of a current-voltage converter and the output is connected to the input of a high-pass filter, the integrator output is connected to the combined outputs of the bias sources, and the modulator is connected to the light source (RU 2097691 C1 , IPC G01B 21/00, published: 11/27/1997).

Также известно устройство для определения положения светового пятна, включающее фотоприемник-мультискан с набором встречно включенных p-n переходов, делительной и общей шинами, земляную шину, оптическую систему для формирования на поверхности мультискана светового пятна от источника излучения, источник питания, соединенный с делительной и земляной шинами, блок преобразования электрического сигнала «напряжение-напряжение», выполненный в виде операционного усилителя, собранного по схеме повторителя с высоким входным сопротивлением и соединенного входом с общей шиной мультискана, а выходом с регистрирующим устройством, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит внешний источник импульсного напряжения и электронный ключ, входной электрод электронного ключа подключен к общей шине мультискана, выходной электрод электронного ключа подключен к земляной шине, а управляющий электрод электронного ключа подключен к упомянутому источнику импульсного напряжения (RU 2399022 С1, МПК G01B 11/00, опубликовано: 10.09.2010).Also known is a device for determining the position of a light spot, including a multiscan photodetector with a set of on-switched pn junctions, dividing and common buses, an earthing bus, an optical system for generating a light spot on the multiscan surface from a radiation source, a power source connected to the dividing and earthing buses , a voltage-to-voltage electrical signal conversion unit made in the form of an operational amplifier assembled according to a repeater circuit with a high input resistance and connected to the input with a common multi-scan bus, and the output to a recording device, characterized in that it additionally contains an external pulse voltage source and an electronic key, the input key of the electronic key is connected to the common multi-scan bus, the output electrode of the electronic key is connected to the ground bus, and the control electrode the electronic key is connected to the aforementioned pulse voltage source (RU 2399022 C1, IPC G01B 11/00, published: 09/10/2010).

Кроме того, известно устройство для определения положения светового пятна, состоящее из фотоприемника-мультискана, содержащего набор встречно включенных p-n переходов, делительную и общую шины, оптической системы для формирования на поверхности фотоприемника-мультискана светового пятна от источника излучения, преобразователя электрического сигнала, соединенного с общей шиной мультискана, регистрирующего устройства и источника питания, соединенного с делительной шиной мультискана, отличающееся тем, что источник питания выполнен имеющим среднюю точку, преобразователь электрического сигнала выполнен в виде преобразователя ток-напряжение, дополнительно введены внешний источник импульсного напряжения, интегратор, содержащий интегрирующую емкость в цепи обратной связи, соединенный своим входом с выходом преобразователя ток-напряжение, а выходом - со средней точкой источника питания и регистрирующим устройством, и электронный ключ, присоединенный входным электродом к входу интегратора, выходным электродом - к выходу интегратора, а управляющим электродом - к внешнему источнику импульсного напряжения, причем отношение К величины сопротивления Roc в цепи обратной связи преобразователя ток-напряжение к величине сопротивления Rинт во входной цепи интегратора удовлетворяет соотношению 1<K≤1000 (RU 2399023 С1, МПК G01B 11/00, G01J /44, опубликовано: 10.09.2010).In addition, it is known a device for determining the position of the light spot, consisting of a multiscan photodetector containing a set of on-board pn junctions, a dividing and common bus, an optical system for generating a light spot on the surface of the multiscan photodetector from a radiation source, an electrical signal converter connected to a common bus of a multiscan, a recording device and a power source connected to a dividing bus of a multiscan, characterized in that the power source is made the midpoint, the electrical signal converter is made in the form of a current-voltage converter, an external pulse voltage source, an integrator containing an integrating capacitance in the feedback circuit connected to its input with the output of the current-voltage converter, and the output to the middle point of the power supply are additionally introduced and a recording device, and an electronic key connected by an input electrode to an integrator input, an output electrode to an integrator output, and a control electrode to an external a pulse voltage source, and the ratio K of the resistance value Roc in the feedback circuit of the current-voltage converter to the resistance value Rint in the integrator input circuit satisfies the ratio 1 <K≤1000 (RU 2399023 C1, IPC G01B 11/00, G01J / 44, published: 09/10/2010).

Несмотря на то, что три представленных выше устройства имеют некоторое сходство в названии с предлагаемым устройством, тем не менее, все они позволяют определять координаты светового пятна относительно самого прибора, но не на удаленном объекте.Despite the fact that the three devices presented above have some similarities in name with the proposed device, nevertheless, they all allow you to determine the coordinates of the light spot relative to the device itself, but not at a remote object.

Проблема заключается в том, что для задачи обнаружения лазерного излучения от ЛЦУ необходима визуализация объектов, на которые попадает лазерное излучение от ЛЦУ и самого лазерного пятна. Визуализация нужна для определения точности попадания лазерного излучения от ЛЦУ на объект наблюдения и в особенности необходима, в случае если объект, на который направлен ЛЦУ, перемещается в пространстве.The problem is that for the task of detecting laser radiation from the laser, it is necessary to visualize objects that receive laser radiation from the laser and the laser spot itself. Visualization is needed to determine the accuracy of the laser radiation from the laser to the target object and is especially necessary if the object that the laser is aimed at moves in space.

Техническим результатом полезной модели является создание устройства для круглосуточного обнаружения, визуализации и определения положения пятна отдаленного импульсного лазерного дальномера на наблюдаемом удаленном объекте.The technical result of the utility model is the creation of a device for round-the-clock detection, visualization and determination of the spot position of a remote pulsed laser range finder at an observed remote object.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагается устройство для круглосуточного наблюдения положения пятна излучения на удаленном объекте, характеризующееся тем, что оно содержит корпус, в котором размещены фотоприемник с первым входным объективом и платой усилителя, ПЗС камера, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) со вторым входным объективом, состыкованный с матрицей ПЗС камеры, импульсный источник питания ЭОП, при этом выход платы усилителя подключен к входу синхронизации импульсного источника питания ЭОП, выход которого подключен к входу ПЗС камеры, снабженной USB кабелем передачи видеоданных к ЭВМ, а импульсный источник питания ЭОП снабжен USB кабелем управления устройством посредством ЭВМ.The specified technical result is achieved by the fact that a device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object is proposed, characterized in that it contains a housing in which a photodetector with a first input lens and an amplifier board, a CCD camera, an electron-optical converter (EOP) with the second input lens, coupled with the matrix of the CCD camera, a pulse power supply of the image intensifier tube, while the output of the amplifier board is connected to the synchronization input of the pulse power source of the image intensifier tube, the output of which is connected to the input of the CCD camera equipped with a USB cable for transmitting video data to a computer, and the switching power supply of the image intensifier tube is equipped with a USB cable for controlling the device via a computer.

Кроме того, в качестве фотоприемника использован лавинный фотодиод.In addition, an avalanche photodiode was used as a photodetector.

Полезная модель иллюстрируется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для круглосуточного наблюдения положения пятна излучения на удаленном объекте.In FIG. 1 shows a general view of a device for round-the-clock observation of the position of a radiation spot at a remote object.

1 - Корпус;1 - Case;

2 - Первый входной объектив;2 - The first input lens;

3 - Второй входной объектив;3 - The second input lens;

4 - Импульсный источник питания;4 - Switching power supply;

5 - Плата усилителя;5 - Amplifier board;

6 - ПЗС камера;6 - CCD camera;

7 – ЭОП, состыкованный с матрицей ПЗС камеры;7 - image intensifier coupled to the CCD camera array;

8 - USB кабель передачи видеоданных от устройства к ЭВМ;8 - USB cable for transmitting video data from the device to the computer;

9 - USB кабель управления устройством через ЭВМ;9 - USB cable to control the device through a computer;

10 - Фотоприемник.10 - Photodetector.

На фиг. 2 представлена структурная схема функционирования устройства при определении положения пятна излучения на удаленном объекте.In FIG. 2 is a structural diagram of the operation of the device when determining the position of a radiation spot on a remote object.

На фиг. 3 показан пример определения пятна лазерного дальномера на трубе ТЭЦ. Расстояние до объекта 7 км.In FIG. Figure 3 shows an example of determining the spot of a laser rangefinder on a CHP pipe. The distance to the property is 7 km.

Устройство для круглосуточного наблюдения положения пятна излучения на удаленном объекте содержит корпус 1, в котором размещены фотоприемник 10 с первым входным объективом 2 и платой усилителя 5, ПЗС камера 6, электрооптический преобразователь 7 (далее ЭОП) со вторым входным объективом 3, состыкованный с матрицей ПЗС камеры 6, импульсный источник питания 4 ЭОП, при этом выход платы усилителя 5 подключен к входу синхронизации импульсного источника питания 4 ЭОП, выход которого подключен к входу ПЗС камеры 6, снабженной USB кабелем передачи видеоданных к ЭВМ 8, а импульсный источник питания 4 ЭОП снабжен USB кабелем управления устройством через ЭВМ 9. В качестве фотоприемника 10 может быть использован лавинный фотодиод.A device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object includes a housing 1, in which a photodetector 10 with a first input lens 2 and an amplifier board 5, a CCD camera 6, an electro-optical converter 7 (hereinafter EOC) with a second input lens 3, coupled to the CCD matrix are placed camera 6, a switching power supply 4 of the image intensifier tube, while the output of the amplifier board 5 is connected to the synchronization input of the switching power supply 4 of the image intensifier tube, the output of which is connected to the input of the CCD of camera 6, equipped with a USB video transmission cable data to the computer 8, and the switching power supply 4 of the image intensifier tube is equipped with a USB cable for controlling the device through the computer 9. An avalanche photodiode can be used as a photodetector 10.

Такая совокупность признаков позволяет в широком диапазоне освещенностей (днем и ночью) видеть пятно дальномера за счет синхронизации оптоэлектронного устройства отображения путем оснащения этого устройства дополнительным фотоприемником, который, получив оптический отклик отраженного от объекта лазерного светового импульса, запускает с той же частотой и длительностью работу затвора ЭОП. В результате яркость окружающего фона также ослабляется на величину, пропорциональную скважности, вследствие чего и днем, и ночью окружающий фон не мешает наблюдению.This combination of features allows you to see the spot of a range finder in a wide range of illumination (day and night) due to the synchronization of the optoelectronic display device by equipping this device with an additional photodetector, which, having received the optical response of the laser light pulse reflected from the object, starts the shutter with the same frequency and duration Image intensifier tube. As a result, the brightness of the surrounding background is also weakened by an amount proportional to the duty cycle, as a result of which, both day and night, the surrounding background does not interfere with observation.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Лазерный импульс от дальномера целеуказателя 17 попадает на наблюдаемую в прибор мишень 11 и отразившись от нее фокусируется с помощью объектива 2 на лавинный фотодиод 10 который передает импульс на усилитель 5. Усилитель 5 усиливает полученный с фотодиода 10 импульс до стандартов TTL и передает его в импульсный источник питания (далее ИИП) 4. ИИП 4 получив сигнал усилителя 5 создает задержку в 50 мс (частота дальномера целеуказателя 20 Гц) и затем генерирует высоковольтный открывающий импульс на фотокатод ЭОП 7, таким образом, лазерный импульс, отраженный от наблюдаемой в прибор мишени попадает с помощью объектива 3 на ЭОП 7, точно во время открытия фотокатода ЭОП 7 открывающим высоковольтным импульсом. Далее изображение мишени и лазерного импульса на ней полученное с помощью ЭОП передается камерой 6 посредством USB кабеля 8 в ЭВМ. В ЭВМ рассчитывается средняя яркость полученного изображения и по кабелю 9 передается управляющий сигнал на ИИП для корректировки длительности высоковольтного открывающего импульса.The laser pulse from the range finder of the target 17 reaches the target 11 observed in the device and, being reflected from it, is focused using the lens 2 onto the avalanche photodiode 10 which transmits the pulse to the amplifier 5. The amplifier 5 amplifies the pulse received from the photodiode 10 to the TTL standards and transfers it to the pulse source power supply (hereinafter referred to as IIP) 4. IIP 4 receiving the signal of amplifier 5 creates a delay of 50 ms (frequency of the range finder of the target 20 Hz) and then generates a high-voltage opening pulse to the photocathode of the image intensifier tube 7, thus, the laser pulse reflects The target from the target observed in the device enters with the aid of a lens 3 onto the image intensifier tube 7, precisely when the photocathode of the image intensifier 7 is opened by an opening high-voltage pulse. Next, the image of the target and the laser pulse on it obtained using the image intensifier is transmitted by the camera 6 via the USB cable 8 to the computer. In the computer, the average brightness of the obtained image is calculated and the control signal is transmitted via cable 9 to the IIP to adjust the duration of the high-voltage opening pulse.

Расстояние до наблюдаемого объекта 11 измеряют с помощью импульсного лазерного дальномера 17 (см. фиг. 2), состоящего из импульсного лазерного излучателя 12 с выходной оптикой и фотоприемного устройства 13 с входной оптикой и блоком обработки информации 14. Дальномер обычно находится на значительном расстоянии от предлагаемого устройства, но на расстоянии прямой видимости объекта 11.The distance to the observed object 11 is measured using a pulsed laser range finder 17 (see Fig. 2), consisting of a pulsed laser emitter 12 with output optics and a photodetector 13 with input optics and an information processing unit 14. The range finder is usually located at a considerable distance from the proposed device, but at a direct line of sight of the object 11.

Предлагаемое устройство состоит из фотоприемника 10 с входной оптикой, который принимает лазерный импульс дальномера, отраженный от объекта 11, формирует импульс внешней синхронизации для импульсного источника питания ЭОП 4. ЭОП 7 начинает открываться синхронно с частотой импульсного лазерного дальномера и наблюдает объект с находящимся на нем пятном от лазерного дальномера с помощью камеры 6, состыкованной с ЭОП 7. Регистрация положения и координат пятна дальномера осуществляется видеопроцессором 15.The proposed device consists of a photodetector 10 with input optics, which receives a laser pulse of the range finder reflected from the object 11, generates an external synchronization pulse for the pulse power supply of the image intensifier 4. The image intensifier 7 starts to open synchronously with the frequency of the pulse laser range finder and observes the object with a spot on it from the laser rangefinder using the camera 6, coupled with the image intensifier 7. Registration of the position and coordinates of the spot of the rangefinder is carried out by the video processor 15.

На фиг. 3 показано изображение объекта (трубы ТЭЦ), расположенной на расстоянии 7 км от устройства.In FIG. 3 shows an image of an object (CHP pipe) located at a distance of 7 km from the device.

Пятно 16 сформировано импульсным лазерным целеуказателем-дальномером 17.Spot 16 is formed by a pulsed laser target designator-range finder 17.

Видеопроцессор 15 при наличии жесткого растра камеры с помощью дополнительных устройств (датчик GPS, акселерометр, компас) может также определять координаты пятна на объекте.The video processor 15 in the presence of a hard raster of the camera using additional devices (GPS sensor, accelerometer, compass) can also determine the coordinates of the spot on the object.

Таким образом, полезной моделью достигается технический результат в виде создания устройства для круглосуточного обнаружения, визуализации и определения положения пятна отдаленного импульсного лазерного дальномера на наблюдаемом удаленном объекте.Thus, a useful model achieves the technical result in the form of a device for round-the-clock detection, visualization and determination of the spot position of a remote pulsed laser range finder at an observed remote object.

Claims (2)

1. Устройство для круглосуточного наблюдения положения пятна излучения на удаленном объекте, характеризующееся тем, что оно содержит корпус, в котором размещены фотоприемник с первым входным объективом и платой усилителя, ПЗС камера, электрооптический преобразователь (далее ЭОП) со вторым входным объективом, состыкованный с матрицей ПЗС камеры, импульсный источник питания ЭОП, при этом выход платы усилителя подключен к входу синхронизации импульсного источника питания ЭОП, выход которого подключен к входу ПЗС камеры, снабженной USB кабелем передачи видеоданных к ЭВМ, а импульсный источник питания ЭОП снабжен USB кабелем управления устройством посредством ЭВМ.1. A device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object, characterized in that it contains a housing in which there is a photodetector with a first input lens and an amplifier board, a CCD camera, an electro-optical converter (hereinafter EOC) with a second input lens, coupled to the matrix The CCD camera, a pulse power source of the image intensifier tube, while the output of the amplifier board is connected to the synchronization input of the pulse power source of the image intensifier tube, the output of which is connected to the input of the CCD camera equipped with a USB cable We transmit video data to a computer, and the switching power supply of the image intensifier tube is equipped with a USB cable for controlling the device via a computer. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве фотоприемника использован лавинный фотодиод.2. The device according to claim 1, characterized in that an avalanche photodiode is used as a photodetector.
RU2017118477U 2017-05-29 2017-05-29 Device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object RU186487U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118477U RU186487U1 (en) 2017-05-29 2017-05-29 Device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118477U RU186487U1 (en) 2017-05-29 2017-05-29 Device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU186487U1 true RU186487U1 (en) 2019-01-22

Family

ID=65147550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118477U RU186487U1 (en) 2017-05-29 2017-05-29 Device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU186487U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288449C2 (en) * 2004-06-28 2006-11-27 Новосибирский Государственный технический университет (НГТУ) Laser impulse range finder
US7176443B2 (en) * 2003-10-06 2007-02-13 Ifm Electronic Gmbh Optoelectronic sensor and process for detection of an object in a monitored area
RU2310219C1 (en) * 2005-08-26 2007-11-10 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Instrument for daytime and night observation and aiming
RU2540154C2 (en) * 2013-04-05 2015-02-10 Открытое акционерное общество "Швабе - Исследования" Apparatus for detecting optical and optoelectronic

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7176443B2 (en) * 2003-10-06 2007-02-13 Ifm Electronic Gmbh Optoelectronic sensor and process for detection of an object in a monitored area
RU2288449C2 (en) * 2004-06-28 2006-11-27 Новосибирский Государственный технический университет (НГТУ) Laser impulse range finder
RU2310219C1 (en) * 2005-08-26 2007-11-10 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Instrument for daytime and night observation and aiming
RU2540154C2 (en) * 2013-04-05 2015-02-10 Открытое акционерное общество "Швабе - Исследования" Apparatus for detecting optical and optoelectronic

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2017651B2 (en) Reference pixel array with varying sensitivities for TOF sensor
KR102471540B1 (en) Method for subtracting background light from exposure values of pixels in an imaging array and pixels using the same
US7834985B2 (en) Surface profile measurement
US9316735B2 (en) Proximity detection apparatus and associated methods having single photon avalanche diodes for determining a quality metric based upon the number of events
JP2938912B2 (en) Imaging Rider System
WO2021120403A1 (en) Depth measurement device and method
US8107057B2 (en) Passive imaging system equipped with a range finder
US10422862B2 (en) LiDAR apparatus
US20180164414A1 (en) LiDAR Apparatus
CN103760567A (en) Passive imaging system with distance measuring function and distance measuring method thereof
CN111025321B (en) Variable-focus depth measuring device and measuring method
CN112305519B (en) Laser radar rapid detection system based on silicon photomultiplier
KR20190002012U (en) LiDAR device
US11531094B2 (en) Method and system to determine distance using time of flight measurement comprising a control circuitry identifying which row of photosensitive image region has the captured image illumination stripe
WO2020107250A1 (en) Laser receiving circuit, distance measurement device, and mobile platform
RU186487U1 (en) Device for round-the-clock observation of the position of the radiation spot at a remote object
CN110333500B (en) Multi-beam laser radar
RU2540154C2 (en) Apparatus for detecting optical and optoelectronic
RU100635U1 (en) DEVICE FOR DETECTION OF OPTICAL AND OPTICAL-ELECTRONIC OBJECTS
RU57472U1 (en) ACTIVE PULSE TELEVISION DEVICE
RU197056U1 (en) Dual Channel Combined Night Vision with Radar Channel
CN110346779B (en) Measuring method for time channel multiplexing of multi-beam laser radar
CN209894980U (en) Area array laser radar
RU2269804C1 (en) Method for night and/or day observation of a remote object with synchronous phase manipulation by laser illumination pulses and device for realization of said method
Bronzi et al. 3D Sensor for indirect ranging with pulsed laser source

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180530

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20190418