RU188539U1 - Лазерное устройство видения - Google Patents
Лазерное устройство видения Download PDFInfo
- Publication number
- RU188539U1 RU188539U1 RU2018143768U RU2018143768U RU188539U1 RU 188539 U1 RU188539 U1 RU 188539U1 RU 2018143768 U RU2018143768 U RU 2018143768U RU 2018143768 U RU2018143768 U RU 2018143768U RU 188539 U1 RU188539 U1 RU 188539U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- range
- blind
- laser
- sun
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000005437 stratosphere Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
- G02B23/10—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors reflecting into the field of view additional indications, e.g. from collimator
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области систем видения, в частности к устройствам, которые обеспечивают обнаружение различных объектов, круглосуточное наблюдение за ними и определение расстояний до них в условиях ограниченной видимости. Лазерное устройство видения в УФ диапазоне длин волн содержит импульсный источник лазерного излучения, приемник, блок управления и видеомонитор, при этом лазер является источником УФ излучения, излучающего энергию в «солнечно-слепом» диапазоне, приемник состоит из входного объектива пропускающего УФ излучение в диапазоне длин волн 0,25-0,3 мкм и электронного оптического преобразователя, чувствительного в «солнечно-слепой» зоне, а перед приемной оптической системой расположен узкополосный фильтр, отсекающий излучение вне солнечно-слепого диапазона. Технический результат заключается в создании устройства для круглосуточного наблюдения объектов и определение расстояний до них в условиях плохой видимости или недостаточной естественной освещенности, вызванные плотным туманом, снегопадом, дымом, при отсутствии фоновых (рассеянных) излучений. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к системам видения, в частности к устройствам, которые обеспечивают обнаружение различных объектов, круглосуточное наблюдение за ними и определение расстояний до них в условиях ограниченной видимости, вызванные плотным туманом, снегом, дождем, дымом и т.д. Данный прибор может быть использован для безопасного вождения автомобильного и других видов транспорта.
Уровень техники
Известны различные лазерные устройства видения, работающие, в инфракрасной (ИК) области патент RU 2465619 С1, публикация 2012 г, патент US 5719567 А публикация 1995.
Устройство в ИК (патент RU 2465619 С1) работоспособно в ночное время суток или при низком уровне фонового освещения. Принцип работы устройства состоит в следующем. В направлении объекта наблюдения излучается лазерный импульс. Отраженный объектом импульс регистрируется приемным блоком, который формирует изображение объекта.
Недостатком этого устройства является то, что оно неработоспособно в дневное время суток. Это вызвано тем, что в видимой и ИК-области в окнах прозрачности атмосферы солнечное фоновое излучение или значительно ухудшает качество изображения (даже при использовании стробирования приемника), или может привести к выходу из строя электронно-оптического преобразователя.
Устройство в УФ диапазоне длин волн (патент US 5719567 А) предназначено для обеспечения видимости ориентиров на взлетно-посадочных полосах аэропортов повышения уровня безопасности при посадках самолетов в любое время суток. Принцип работы устройства состоит в следующем. На взлетно-посадочной полосе в качестве ориентиров устанавливается лазерный источник излучения, на самолете размещается приемный блок, регистрирующий изображение этого источника.
Недостатком устройства является то, что в нем отсутствует возможность определения расстояния до объекта и то, что лазерный источник удален от приемного блока на значительные расстояния и функционально не связан с ним.
Близкой к заявляемой полезной модели по конструктивным характеристикам является активно-импульсная система видения, описанная в работе Белов В.В., Матвиенко Г.Г., Пак Р.Ю., Шиянов Д.В., Кирпиченко Р.Ю., Курячий М.И., Пустынский И.Н., Шурыгин Ю.А. Активные ТВ-системы видения с селекцией фонов рассеяния // Датчики и системы. 2012. №3. С. 25-30. В этой системе, помимо других элементов, прибора с зарядовой связью (ПЗС) в составе телевизионной камеры, блока управления, синхрогенератора, дополнительно введены формирователь импульсов управления затвором ПЗС и формирователь импульсов записи зарядового изображения в вертикальные регистры ПЗС. При этом указанные блоки включены между блоком управления и телевизионной камерой, и выходы строчных синхроимпульсов и тактовых импульсов синхрогенератора соединены с дополнительными входами блока управления. Все элементы устройства конструктивно связаны. Введение дополнительных формирователей и новых связей позволило снизить уровни темнового тока ПЗС и темнового фона электронно-оптического преобразователя (ЭОП), обеспечить высокую точность и стабильность формирования задержек и длительностей импульсов, используемых в телевизионной системе, что уменьшило размытие зон видимости.
Недостатком прототипа является невозможность его работы в дневное время суток и негативное влияние фоновых помех на качество изображения.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по всем параметрам кроме одного является ОЭС видения, описанная в магистерской диссертации О.Ф. Ванданова, защищенная в Томском госуниверситете в 2016 г. под руководством В.В. Белова. Приведенная в ней схемная реализация лазерной системы видения в УФ диапазоне длин волн (стр. 30-36) не гарантирует эффективную работу в дневное время суток. В схеме отсутствует узкополосный фильтр, благодаря которому отсекается излучение вне солнечно слепого диапазона, которое может регистрироваться фотоприемниками (ФЭУ, например), уменьшая тем самым отношение сигнал /шум до уровня, когда обнаружение и идентификация объектов становится невозможной.
Опыт сотрудников ИОА СО РАН в создании и испытании оптико-электронных систем связи (ОЭСС) в УФ диапазоне длин волн на рассеянном лазерном излучении убеждает нас в этом. Так в полевых испытаниях этих макетов, выполненных в 2017 г., положительные результаты были получены только в ночных условиях. В дневных условиях эта связь стала возможной, когда в состав ОЭСС был введен полосовой оптический фильтр FF 01-157/12-25 (см. работу Белов В.В., Гриднев Ю.В., Кудрявцев А.Н., Тарасенков М.В., Федосов А.В. Оптико-электронная связь в УФ-диапазоне длин волн на рассеянном лазерном излучении. // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. №07. С. 559-562).
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей является создание устройства для круглосуточного наблюдения объектов и определение расстояний до них в условиях плохой видимости или недостаточной естественной освещенности, вызванные плотным туманом, снегопадом, дымом, при отсутствии фоновых (рассеянных) излучений.
Решение поставленной задачи достигается тем, что данное устройство, включающее блок управления, видеомонитор и импульсный источник излучения УФ области спектра, приемник, работают в диапазоне 0,25-0,3 мкм, в так называемой «солнечно-слепой» зоне, которая получила название в связи с тем, что интенсивность солнечного излучения в указанном диапазоне длин волн практически близка к нулю вблизи поверхности земли, т.к. энергия солнечных электромагнитных волн этого диапазона полностью поглощается озоновым слоем в стратосфере. Поэтому солнечные фоновые помехи данным прибором не регистрируются. Т.е. работа осуществляется круглые сутки, соответствующие в видимом диапазоне длин волн условиям глубокой безлунной и беззвездной ночи. Для достижения этой цели необходимы оптическая система в виде оптического объектива для УФ диапазона с узкополосным фильтром, согласованным с источником импульсного излучения и электронно-оптический преобразователь, чувствительный в том числе к «солнечно-слепой» области спектра.
Это устройство видения пригодно для работы в любое время суток.
Краткое описание чертежей
Лазерное устройство видения в УФ диапазоне длин волн состоит из:
1 - источник излучения;
2 - блок управления;
3 - приемная оптическая система;
4 - узкополосный фильтр;
5 - ЭОП;
6 - передающая оптическая система;
7 - матрица ПЗС;
8 - видеомонитор.
Под цифрой 9 обозначен объект наблюдения.
Осуществление полезной модели
Устройство работает следующим образом. В основе принципа действия системы лежит стробоскопический эффект. Источник излучения (1) посылает короткие световые импульсы на объект (8) с расходимостью в 12°. Отраженный от объекта световой импульс приемной оптической системой (3) фокусируется через узкополосный фильтр (4) на фотокатод электронно-оптического преобразователя (ЭОП) (5) снабженный затвором. Затвор открывается в момент прихода импульса, отраженного объектом, на короткое время и с высокой скважностью, обеспечивая тем самым видимость объекта и блокируя попадание в прибор постоянной засветки рассеянной от взвешенных в атмосфере частиц и молекул воздуха. В результате увеличивается контраст, и достигается наблюдение объектов через полупрозрачные и рассеивающие среды, реализуется возможность определения расстояния до объектов. Длительность импульсов излучения и длительность открытого состояния ЭОПа определяют величину глубины контролируемого пространства. Время задержки открывания ЭОПа и длительность его открытого состояния регулируются блоком управления (3). Стробируемый (включаемый в определенное время на короткий интервал времени) электронно-оптический преобразователь усиливает световой поток и преобразовывает УФ в видимый диапазон длин волн. С помощью передающей оптической системы (6) изображение с экрана ЭОПа передается на матрицу ПЗС камеры (7). Для визуализации изображения к приемнику может быть подсоединен видеомонитор (8).
Определение расстояния до объекта осуществляется следующим образом. Фиксируется интервал времени между излучением лазерного импульса в направлении объекта и принятым отраженным от него импульсом. Расстояние определяется как половина произведения скорости света на этот интервал времени.
Все блоки и элементы устройства конструктивно связаны.
Таким образом, в представленном лазерном устройстве видения УФ диапазона длин волн достигнут сформулированный ранее технический результат. Т.е. обеспечена возможность его круглосуточной работы при разнообразных погодных условиях, реализована возможность одновременного наблюдения объекта и определение расстояния до него, а также отсутствует влияние фонового солнечного излучения, что обеспечивается применением УФ лазера, ЭОП, чувствительного к УФ диапазону длин волн, приемной оптической системы, пропускающей УФ излучение и узкополосного фильтра в солнечно-слепой области спектра.
Claims (1)
- Лазерное устройство видения в УФ диапазоне длин волн, включающее импульсный источник лазерного излучения, приемник, блок управления и видеомонитор, при этом лазер является источником УФ излучения, излучающего энергию в «солнечно-слепом» диапазоне, приемник состоит из входного объектива пропускающего УФ излучение в диапазоне длин волн 0,25-0,3 мкм и электронного оптического преобразователя, чувствительного в «солнечно-слепой» зоне, отличающееся тем, что перед приемной оптической системой расположен узкополосный фильтр, отсекающий излучение вне солнечно-слепого диапазона.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143768U RU188539U1 (ru) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Лазерное устройство видения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143768U RU188539U1 (ru) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Лазерное устройство видения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188539U1 true RU188539U1 (ru) | 2019-04-16 |
Family
ID=66168728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018143768U RU188539U1 (ru) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Лазерное устройство видения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188539U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215526U1 (ru) * | 2022-10-09 | 2022-12-16 | Общество с ограниченной ответственностью "МорТех&" | Лидар для зондирования плотных аэрозольных образований атмосферы |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5719567A (en) * | 1995-05-30 | 1998-02-17 | Victor J. Norris, Jr. | System for enhancing navigation and surveillance in low visibility conditions |
RU2263931C1 (ru) * | 2004-07-13 | 2005-11-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное акционерное общество "ЭПОЛАР" | Устройство для наблюдения объектов |
RU57472U1 (ru) * | 2006-05-22 | 2006-10-10 | Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" (ПО "УОМЗ") | Активно-импульсный телевизионный прибор |
EP1515162B1 (en) * | 2002-05-31 | 2008-05-21 | Federalnoe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie "Osoboe Konstruktorskoe Byuro Vysokoenergeticheski | Device for detecting optical and optoelectronic objects |
RU2465619C1 (ru) * | 2011-06-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Устройство для видения объектов в мутных оптических средах |
RU2597889C2 (ru) * | 2014-12-19 | 2016-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Стробируемая телевизионная система с импульсным источником подсвета |
US9905992B1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-02-27 | Luminar Technologies, Inc. | Self-Raman laser for lidar system |
-
2018
- 2018-12-10 RU RU2018143768U patent/RU188539U1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5719567A (en) * | 1995-05-30 | 1998-02-17 | Victor J. Norris, Jr. | System for enhancing navigation and surveillance in low visibility conditions |
EP1515162B1 (en) * | 2002-05-31 | 2008-05-21 | Federalnoe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie "Osoboe Konstruktorskoe Byuro Vysokoenergeticheski | Device for detecting optical and optoelectronic objects |
RU2263931C1 (ru) * | 2004-07-13 | 2005-11-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное акционерное общество "ЭПОЛАР" | Устройство для наблюдения объектов |
RU57472U1 (ru) * | 2006-05-22 | 2006-10-10 | Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" (ПО "УОМЗ") | Активно-импульсный телевизионный прибор |
RU2465619C1 (ru) * | 2011-06-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" | Устройство для видения объектов в мутных оптических средах |
RU2597889C2 (ru) * | 2014-12-19 | 2016-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Стробируемая телевизионная система с импульсным источником подсвета |
US9905992B1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-02-27 | Luminar Technologies, Inc. | Self-Raman laser for lidar system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215526U1 (ru) * | 2022-10-09 | 2022-12-16 | Общество с ограниченной ответственностью "МорТех&" | Лидар для зондирования плотных аэрозольных образований атмосферы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10161866B2 (en) | Particle detector, system and method | |
ES2435541T3 (es) | Sistema y procedimiento de captación sincrónica de luz de fuente pulsada para realizar la monitorización de una operación de vuelo de una aeronave | |
EP2217911B1 (en) | Particle detection | |
CA2554955C (en) | Gated imaging | |
NL2021612B1 (en) | Luminaire system for determining weather related information | |
CN102749625A (zh) | 距离选通激光成像猫眼效应目标探测方法 | |
RU188539U1 (ru) | Лазерное устройство видения | |
CN104768809B (zh) | 用于借助摄像装置探测窗玻璃上雨滴的照明装置 | |
US20110050985A1 (en) | System for artificially improving contrast for displaying images | |
RU2597889C2 (ru) | Стробируемая телевизионная система с импульсным источником подсвета | |
AU2018282480A1 (en) | Particle detection | |
RU57472U1 (ru) | Активно-импульсный телевизионный прибор | |
CN206323498U (zh) | 一种昼夜透雾监控设备 | |
RU2533528C2 (ru) | Способ определения местоположения или обнаружения объекта | |
CN103561208A (zh) | 一种基于同步触发led和相机的主动成像方法与系统 | |
RU2593627C1 (ru) | Активно-импульсный комплекс ночного видения | |
RU2680556C1 (ru) | Способ противодействия оптикоэлектронным системам с лазерным наведением | |
CN114325752A (zh) | 激光透视成像系统及其方法 | |
UA139967U (uk) | Спосіб прихованої передачі інформації світловими імпульсами видимого діапазону |