RU2009112729A - METHOD OF DISTANCE MEASUREMENT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents

METHOD OF DISTANCE MEASUREMENT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION Download PDF

Info

Publication number
RU2009112729A
RU2009112729A RU2009112729/28A RU2009112729A RU2009112729A RU 2009112729 A RU2009112729 A RU 2009112729A RU 2009112729/28 A RU2009112729/28 A RU 2009112729/28A RU 2009112729 A RU2009112729 A RU 2009112729A RU 2009112729 A RU2009112729 A RU 2009112729A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
fiber
reflected
probe
photodetector
Prior art date
Application number
RU2009112729/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2408842C1 (en
Inventor
Анатолий Захарович Венедиктов (RU)
Анатолий Захарович Венедиктов
Наталья Анатольевна Маткова (RU)
Наталья Анатольевна Маткова
Андрей Борисович Ястребков (RU)
Андрей Борисович Ястребков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АГРОЭЛ" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "АГРОЭЛ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "АГРОЭЛ" (RU), Общество с ограниченной ответственностью "АГРОЭЛ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АГРОЭЛ" (RU)
Priority to RU2009112729/28A priority Critical patent/RU2408842C1/en
Publication of RU2009112729A publication Critical patent/RU2009112729A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2408842C1 publication Critical patent/RU2408842C1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

1. Способ измерения расстояния, в котором направляют на объект зондирующее излучение, генерируемое источником излучения, регистрируют отраженное от объекта излучение фотоприемными средствами и определяют расстояние до объекта L по формуле !! где b - база триангуляции, а φ - угол триангуляции между осью зондирующего излучения и направлением на фотоприемник отраженного от объекта излучения, отличающийся тем, что до регистрации отраженного излучения фотоприемными средствами осуществляют его задержку в световоде за счет отражения излучения от внутренней поверхности световода, соотносят базу триангуляции b к входной апертуре световода и определяют угол триангуляции φ по времени Δt распространения в световоде отраженного от объекта излучения, для чего ориентируют нормаль n к плоскости входной апертуры световода относительно направления зондирующего излучения под углом β в пределах от 0 до 90°, устанавливают соотношение между углом триангуляции φ и углом падения отраженного от объекта излучения на входную апертуру световода αпад с помощью выражения ! ! где знак «+» выбирается при отсчете угла β против часовой стрелки, а знак «-» выбирается при отсчете угла β по часовой стрелки относительно направления зондирующего излучения, измеряют время распространения в световоде Δt отраженного от объекта излучения и рассчитывают расстояние L по формуле ! ! где Δt - время распространения отраженного от объекта излучения в световоде, lсв - длина световода, ncв - показатель преломления среды, по которой распространяется излучение в световоде, nв - показатель преломления воздуха, с - скорость распространения света в вакууме, а 1. The method of measuring the distance in which the probing radiation generated by the radiation source is sent to the object, the radiation reflected from the object is recorded by photodetector means and the distance to the object L is determined by the formula !! where b is the base of triangulation, and φ is the angle of triangulation between the axis of the probe radiation and the direction of the radiation reflected from the object to the photodetector, characterized in that before registering the reflected radiation with photodetector means, it is delayed in the fiber by reflecting radiation from the inner surface of the fiber, correlate the base triangulation b to the input aperture of the fiber and determine the angle of triangulation φ by time Δt of propagation of the radiation reflected from the object in the fiber, for which the normal n is oriented to the plane the bones of the input aperture of the fiber relative to the direction of the probe radiation at an angle β in the range from 0 to 90 °, establish the relationship between the angle of triangulation φ and the angle of incidence of the radiation reflected from the object at the input aperture of the fiber α fall using the expression! ! where the “+” sign is selected when counting the angle β counterclockwise, and the “-” sign is selected when counting the angle β clockwise relative to the direction of the probing radiation, the propagation time Δt of the radiation reflected from the object is measured and the distance L is calculated by the formula! ! where Δt is the propagation time of the radiation reflected from the object in the fiber, lcb is the length of the fiber, ncb is the refractive index of the medium through which the radiation propagates in the fiber, nc is the refractive index of air, c is the speed of light propagation in vacuum, and

Claims (12)

1. Способ измерения расстояния, в котором направляют на объект зондирующее излучение, генерируемое источником излучения, регистрируют отраженное от объекта излучение фотоприемными средствами и определяют расстояние до объекта L по формуле1. The method of measuring the distance in which the probing radiation generated by the radiation source is directed to the object, the radiation reflected from the object is recorded by photodetector means and the distance to the object L is determined by the formula
Figure 00000001
Figure 00000001
 где b - база триангуляции, а φ - угол триангуляции между осью зондирующего излучения и направлением на фотоприемник отраженного от объекта излучения, отличающийся тем, что до регистрации отраженного излучения фотоприемными средствами осуществляют его задержку в световоде за счет отражения излучения от внутренней поверхности световода, соотносят базу триангуляции b к входной апертуре световода и определяют угол триангуляции φ по времени Δt распространения в световоде отраженного от объекта излучения, для чего ориентируют нормаль n к плоскости входной апертуры световода относительно направления зондирующего излучения под углом β в пределах от 0 до 90°, устанавливают соотношение между углом триангуляции φ и углом падения отраженного от объекта излучения на входную апертуру световода αпад с помощью выраженияwhere b is the base of triangulation, and φ is the angle of triangulation between the axis of the probe radiation and the direction of the radiation reflected from the object to the photodetector, characterized in that before recording the reflected radiation with photodetector means, it is delayed in the fiber by reflecting radiation from the inner surface of the fiber, correlate the base triangulation b to the input aperture of the fiber and determine the angle of triangulation φ by time Δt of propagation of the radiation reflected from the object in the fiber, for which the normal n is oriented to the plane the bones of the input aperture of the fiber relative to the direction of the probe radiation at an angle β in the range from 0 to 90 °, establish the relationship between the angle of triangulation φ and the angle of incidence of the radiation reflected from the object at the input aperture of the fiber α pad using the expression
Figure 00000002
Figure 00000002
 где знак «+» выбирается при отсчете угла β против часовой стрелки, а знак «-» выбирается при отсчете угла β по часовой стрелки относительно направления зондирующего излучения, измеряют время распространения в световоде Δt отраженного от объекта излучения и рассчитывают расстояние L по формулеwhere the “+” sign is selected when counting the angle β counterclockwise, and the “-” sign is selected when counting the angle β clockwise relative to the direction of the probing radiation, the propagation time Δt of the radiation reflected from the object is measured in the fiber and the distance L is calculated by the formula
Figure 00000003
Figure 00000003
 где Δt - время распространения отраженного от объекта излучения в световоде, lсв - длина световода, ncв - показатель преломления среды, по которой распространяется излучение в световоде, nв - показатель преломления воздуха, с - скорость распространения света в вакууме, аwhere Δt is the propagation time of radiation reflected from the object in the fiber, l st is the length of the fiber, n c is the refractive index of the medium through which the radiation propagates in the fiber, n c is the refractive index of air, c is the speed of light propagation in vacuum, and
Figure 00000004
Figure 00000004
 2. Способ измерения расстояния по п.1, отличающийся тем, что определение времени задержки Δt осуществляют путем измерения времени t1 распространения зондирующего излучения до объекта и отраженного излучения от объекта до выходной апертуры световода, измерения времени t2 распространения зондирующего излучения до объекта и отраженного излучения до входной апертуры световода и определения времени задержки Δt по формуле Δt=t1-t2.2. The method of measuring distance according to claim 1, characterized in that the determination of the delay time Δt is carried out by measuring the propagation time t 1 of the probe radiation to the object and reflected radiation from the object to the output aperture of the fiber, measuring the propagation time t 2 of the probe radiation to the object and reflected radiation to the input aperture of the fiber and determine the delay time Δt by the formula Δt = t 1 -t 2 . 3. Способ измерения расстояния по п.1, отличающийся тем, что определение времени задержки Δt осуществляют путем измерения времени t1 распространения зондирующего излучения до объекта и отраженного излучения по первому оптическому пути от объекта до выходной апертуры световода, измерения времени t2 распространения зондирующего излучения до объекта и отраженного излучения по второму оптическому пути от объекта до точки, находящейся в плоскости, перпендикулярной к направлению зондирующего излучения и проходящей через входную апертуру световода, и лежащей на расстоянии b от упомянутого направления, и определения времени задержки Δt по формуле Δt=t1-t2.3. The method of measuring distance according to claim 1, characterized in that the determination of the delay time Δt is carried out by measuring the propagation time t 1 of the probe radiation to the object and the reflected radiation along the first optical path from the object to the output aperture of the fiber, measuring the propagation time t 2 of the probe radiation to the object and reflected radiation along the second optical path from the object to a point located in a plane perpendicular to the direction of the probe radiation and passing through the input aperture the product, and lying at a distance b from the mentioned direction, and determine the delay time Δt by the formula Δt = t 1 -t 2 . 4. Способ измерения расстояния по п.1, отличающийся тем, что с целью определения времени задержки Δt осуществляют режим рециркуляции источника зондирующего излучения, в котором запуск упомянутого источника осуществляют при помощи выходных сигналов фотоприемных средств, формирующих последовательности зондирующих импульсов, измеряют частоту рециркуляции F1 при распространении излучения по оптическому пути, содержащему световод, измеряют частоту рециркуляции F2 при распространения излучения по оптическому пути, не содержащему световода, и определяют время задержки Δt по формуле Δt=(F2-F1)/2F2F1.4. The distance measuring method according to claim 1, characterized in that, in order to determine the delay time Δt, the probe radiation source is recirculated, in which the said source is launched using the output signals of photodetector means forming the probe pulse sequences, and the recirculation frequency F 1 is measured when the radiation propagates along an optical path containing a fiber, measure the recirculation frequency F 2 when the radiation propagates along an optical path that does not contain a fiber , and determine the delay time Δt by the formula Δt = (F 2 -F 1 ) / 2F 2 F 1 . 5. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее источник зондирующего излучения, фотоприемные средства регистрации отраженного от объекта излучения, связанные со средствами обработки сигнала, отличающееся тем, что оно снабжено световодом для задержки отраженного от объекта излучения, при этом входная апертура световода расположена в плоскости выходной апертуры источника зондирующего излучения, на расстоянии b от направления зондирующего излучения, а средства обработки сигнала снабжены средствами измерения временных интервалов.5. The device for implementing the method according to claim 1, containing a probe radiation source, photodetector means for recording radiation reflected from the object, associated with signal processing means, characterized in that it is equipped with a light guide for delaying the radiation reflected from the object, while the input aperture of the light guide is located in the plane of the output aperture of the probe radiation source, at a distance b from the direction of the probe radiation, and the signal processing means are equipped with time interval measurement means scarlet. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что фотоприемные средства регистрации отраженного от объекта излучения выполнены в виде первого и второго фотоприемников, размещенных соответственно у входной и выходной апертуры световода и связанных со средствами измерения временных интервалов.6. The device according to claim 5, characterized in that the photodetector means for recording radiation reflected from the object are made in the form of the first and second photodetectors located respectively at the input and output apertures of the fiber and associated with measuring time intervals. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что фотоприемные средства регистрации отраженного от объекта излучения выполнены в виде первого фотоприемника, размещенного у выходной апертуры световода, и второго фотоприемника, расположенного в точке, находящейся в плоскости, перпендикулярной к направлению зондирующего излучения и проходящей через входную апертуру световода, и лежащей на расстоянии b от упомянутого направления.7. The device according to claim 5, characterized in that the photodetector for recording radiation reflected from the object is made in the form of a first photodetector located at the output aperture of the fiber, and a second photodetector located at a point located in a plane perpendicular to the direction of the probe radiation and passing through the entrance aperture of the fiber, and lying at a distance b from the mentioned direction. 8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что источник зондирующего излучения выполнен в виде импульсного лазера.8. The device according to claim 5, characterized in that the probe radiation source is made in the form of a pulsed laser. 9. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее источник зондирующего излучения, фотоприемные средства регистрации отраженного от объекта излучения и средства обработки сигнала, отличающееся тем, что оно снабжено световодом для задержки отраженного от объекта излучения, входная апертура которого расположена в плоскости выходной апертуры источника зондирующего излучения на расстоянии b от направления зондирующего излучения, и блоком управления источником зондирующего излучения, при этом фотоприемные средства регистрации отраженного излучения выполнены в виде первого фотоприемника, размещенного у выходной апертуры световода, и второго фотоприемника, расположенного в плоскости выходной апертуры источника зондирующего излучения и входной апертуры световода на расстоянии b от направления зондирующего излучения; между источником зондирующего излучения и упомянутыми фотоприемниками, с одной стороны, и объектом, с другой стороны, размещен оптический модулятор, выполненный с возможностью обеспечения постоянного доступа зондирующего излучения к объекту и поочередного доступа отраженного излучения к первому и второму фотоприемникам, а средства обработки сигнала включают усилитель, подключенный первым входом к выходу первого фотоприемника, а вторым входом - к выходу второго фотоприемника; инвертор, связанный своим входом с выходом усилителя, а первым выходом - с входом блока управления источником зондирующего излучения, частотомер, вход которого соединен с выходом инвертора, и блок обработки сигнала, подключенный к выходу частотомера.9. The device for implementing the method according to claim 1, comprising a probe radiation source, photodetector means for recording radiation reflected from the object and signal processing means, characterized in that it is equipped with a light guide for delaying radiation reflected from the object, the input aperture of which is located in the plane of the output aperture the probe radiation source at a distance b from the direction of the probe radiation, and the control unit of the probe radiation source, while photodetector registration means expressions of radiation are made in form of a first photodetector placed at the exit aperture of the optical fiber, and a second photodetector positioned in the probing light source output aperture and the plane of the fiber input aperture at a distance b from the direction of the probe radiation; between the source of the probe radiation and said photodetectors, on the one hand, and the object, on the other hand, an optical modulator is arranged to provide constant access of the probe radiation to the object and alternately access the reflected radiation to the first and second photodetectors, and the signal processing means include an amplifier connected by the first input to the output of the first photodetector, and the second input to the output of the second photodetector; an inverter connected by its input to the output of the amplifier, and the first output to the input of the control unit of the probe radiation source, a frequency meter, the input of which is connected to the inverter output, and a signal processing unit connected to the output of the frequency meter. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что световод выполнен в виде оптического волокна.10. The device according to claim 9, characterized in that the fiber is made in the form of an optical fiber. 11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что световод выполнен в виде многомодового оптического волокна.11. The device according to claim 9, characterized in that the fiber is made in the form of a multimode optical fiber. 12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что световод выполнен в виде системы зеркал, расположенных параллельно друг другу с возможностью последовательного отражения излучения. 12. The device according to claim 9, characterized in that the fiber is made in the form of a system of mirrors arranged parallel to each other with the possibility of sequential reflection of radiation.
RU2009112729/28A 2009-04-06 2009-04-06 Distance measuring device (versions) and device for realising said method (versions) RU2408842C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112729/28A RU2408842C1 (en) 2009-04-06 2009-04-06 Distance measuring device (versions) and device for realising said method (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009112729/28A RU2408842C1 (en) 2009-04-06 2009-04-06 Distance measuring device (versions) and device for realising said method (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009112729A true RU2009112729A (en) 2010-10-20
RU2408842C1 RU2408842C1 (en) 2011-01-10

Family

ID=44023370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009112729/28A RU2408842C1 (en) 2009-04-06 2009-04-06 Distance measuring device (versions) and device for realising said method (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2408842C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471203C1 (en) * 2011-10-04 2012-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Laser distance meter

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506538C1 (en) * 2012-07-04 2014-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Си Тех" Laser device for measurements with higher accuracy
US20230236369A1 (en) * 2020-06-19 2023-07-27 Lumentum Operations Llc System and method for vertically aligning optical fiber to photonic wafers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471203C1 (en) * 2011-10-04 2012-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Laser distance meter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2408842C1 (en) 2011-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101858890B (en) Detecting system of superficial defects of small-size materials
WO2007020780A1 (en) Measuring device
FI98766B (en) Apparatus and method for measuring visibility and prevailing weather
WO2018117756A1 (en) Apparatus for measuring crystal grain size of steel sheet
CA2810630C (en) Measuring apparatus and measuring method for metallic microstructures or material properties
RU2009112729A (en) METHOD OF DISTANCE MEASUREMENT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
CN109085601B (en) High-speed model speed continuous measuring device and method for ballistic target
CN102252828A (en) Method for monitoring real-time change of reflectivity of high-reflection optical element under laser irradiation
CN106597467B (en) A kind of rangefinder based on HOM principle of interference
CN108594258A (en) Amendment type tachogenerator and its calibration based on Doppler effect and measurement method
CN102507500A (en) Laser environment scattering power measuring device
CN104567796A (en) 3D shooting ranging method
KR20100060058A (en) A optical measurement system using light-interference and extending method of light delay line
JPS58113831A (en) Measuring device for loss distribution
CN208283558U (en) Amendment type velocity sensor based on Doppler effect
CN208283418U (en) Velocity sensor based on Doppler effect with correcting principle
RU2655046C1 (en) Optical reflectometer
RU2471203C1 (en) Laser distance meter
CN102538715A (en) Dual-frequency laser interferometer straightness measurement device based on slow light materials and measurement method thereof
CN108827478A (en) A kind of photon measurement system based on the wide range of linearity of two-photon counter
JP7342223B2 (en) Optical inspection equipment and method
RU2478220C1 (en) Device for determining sound source direction
JP2019007802A (en) Optical inspection apparatus and method for optical inspection
RU104303U1 (en) DEVICE FOR LASER TRIANGULATION
Zhou et al. Research on laser interference alignment based on interference fringe

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120407