RU2091711C1

RU2091711C1 - Process of range measurement and device for its realization

Info

Publication number: RU2091711C1
Application number: RU95122395A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Казаков; Виктор Павлович Карпов; Юрий Константинович Коноплянников; Борис Викторович Прилепский; Игорь Иванович Пузыревский
Original assignee: Александр Сергеевич Казаков; Виктор Павлович Карпов; Юрий Константинович Коноплянников; Борис Викторович Прилепский; Игорь Иванович Пузыревский
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 1997-09-27

Abstract

FIELD: measurement technology, laser location, radio physics, measurement of range to objects which surface has unspecified structure and reflective capability. SUBSTANCE: process envisages illumination of object by laser pulse. When recorded reflected signal is divided into three signals, two of them are converted spatially-linearly to videodsignals with time interval between them proportional to range R to object. Power of third signal is measured and when it reaches upper boundary of dynamic range duration of laser pulse is limited. In this case range is found by formula (R=R₁/ (1+R₂·R₃·h), where h is value proportional to time interval between centers of videosignals; R₁,R₂ are coefficients determined as result of calibration; R₃ is coefficient tied up with scale of spatial-linear conversion of photodetector. Device measuring range has pulse laser, synchronization unit, unit adjusting duration of laser pulse, data processing unit including input lens and first photodetector, unit forming information on range and computer connected in series, second photodetector with input lens, unit measuring power of reflected signal, diaphragm with two holes, two optical wedges coupled to the latter. First photodetector is manufactured extended and digitized. EFFECT: enhanced reliability of process and device. 7 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиофизики и лазерной локации и может быть использовано для измерения дальности до объектов, поверхность которых имеет произвольную в очень широких пределах структуру и отражательную способность. Достигаемая при этом точность соответствует нескольким миллиметрам в метровом и субметровом диапазоне дальностей и нескольким десяткам микрометров в сантиметровом диапазоне дальностей, причем измерения проводятся в микросекундном режиме и с высокой частотой. The invention relates to the field of radiophysics and laser ranging and can be used to measure the distance to objects whose surface has a structure and reflectivity that is arbitrary over a very wide range. The accuracy achieved in this case corresponds to several millimeters in the meter and submeter ranges and several tens of micrometers in the centimeter range, and the measurements are carried out in microsecond mode and with a high frequency.

Основным направлением в разработке и совершенствовании способов измерения дальности является повышение точности и скорости проведения измерений по объектам с произвольной структурой поверхности, используя для этого по возможности наиболее простые технические решения. The main direction in the development and improvement of range measurement methods is to increase the accuracy and speed of measurements on objects with an arbitrary surface structure, using the simplest possible technical solutions for this.

Известен способ измерения дальности, реализованный в импульсном лазерном дальномере [1] который обычно применяется для измерения расстояний свыше нескольких метров. В этом способе ошибка измерения в основном вызвана нестабильностью амплитуды и формы отраженного сигнала, возникающей при работе по объектам с произвольной структурой поверхности. Для получения точности измерения менее 1 см длительность зондирующего и отраженного импульсов в этом случае должна лежать в субпикосекундной области, что приводит к чрезвычайному усложнению аппаратуры. A known method of measuring range, implemented in a pulsed laser rangefinder [1] which is usually used to measure distances over several meters. In this method, the measurement error is mainly caused by the instability of the amplitude and shape of the reflected signal that occurs when working on objects with an arbitrary surface structure. To obtain a measurement accuracy of less than 1 cm, the duration of the probe and reflected pulses in this case should lie in the subpicosecond region, which leads to an extremely complicated equipment.

Известен способ измерения дальности, реализованный в фазовом дальномере [2] При работе дальномера по подвижному объекту с неоднородной структурой поверхности этот способ не обеспечивает требуемой точности из-за паразитной амплитудной модуляции отраженного излучения. A known method of measuring range, implemented in a phase range finder [2] When the range finder is operated on a moving object with an inhomogeneous surface structure, this method does not provide the required accuracy due to spurious amplitude modulation of the reflected radiation.

Известен способ измерения дальности [3] основанный на приеме рассеянного объектом излучения в двух точках одной плоскости, формирования двух изображений во второй плоскости, параллельной первой, оптическом совмещении этих изображений, при этом дальность до объекта пропорциональна величине перемещения элемента, совмещающего два изображения. В этом способе для измерения дальности затрачивается много времени, точность измерения в значительной мере зависит от квалификации оператора, выполняющего измерения, а главное отсутствует возможность фотоэлектрической автоматической обработки принимаемых изображений. A known method of measuring range [3] is based on the reception of radiation scattered by an object at two points on the same plane, the formation of two images in a second plane parallel to the first optical alignment of these images, while the distance to the object is proportional to the amount of movement of the element combining the two images. In this method, it takes a lot of time to measure the range, the accuracy of the measurement largely depends on the skill of the operator performing the measurements, and most importantly there is no possibility of photoelectric automatic processing of the received images.

Наиболее близким аналогом по количеству сходных признаков является способ измерения дальности, реализованный в паралактическом лазерном дальномере [4] заключающийся в подсвете объекта лазерным импульсом с последующей регистрацией отраженного сигнала, анализе пространственного положения отраженного сигнала путем его преобразования в видеосигнал и анализа временного положения последнего. При таком способе измерения дальности, однако взаимные уводы оптических осей любого из каналов (лазера или приемной оптики) приводят к возникновению дополнительных труднопрогнозируемых ошибок измерения дальности до объекта. Кроме того, любые эффекты, искажающие изображение лазерного пятна на фотодетекторе за счет, например, существенно неоднородной структуры поверхности объекта в пределах пятна подсвета также приводят к снижению точности измерений. The closest analogue in terms of the number of similar features is the range measuring method implemented in a parallactic laser range finder [4] which consists in illuminating the object with a laser pulse and then registering the reflected signal, analyzing the spatial position of the reflected signal by converting it into a video signal and analyzing the temporal position of the latter. With this method of measuring range, however, mutual abstraction of the optical axes of any of the channels (laser or receiving optics) lead to the appearance of additional hardly predicted errors in measuring the distance to the object. In addition, any effects that distort the image of the laser spot on the photodetector due to, for example, a substantially inhomogeneous structure of the surface of the object within the backlight spot also lead to a decrease in measurement accuracy.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, возможность использования эффекта, связанного с одномоментным опросом одной точки с разнесенной в пространстве базы для работы на высокой частоте, в микросекундном режиме в метровом и сантиметровом диапазонах дальностей. The technical result provided by the invention, the possibility of using the effect associated with the simultaneous interrogation of one point with the base spaced in space for operation at high frequency, in microsecond mode in the meter and centimeter ranges.

Сущность изобретения заключается в достижении упомянутого технического результата в способе измерения дальности, предусматривающем подсвет объекта лазерным импульсом с последующей регистрацией отраженного сигнала, анализ пространственного положения отраженного сигнала путем его преобразования в видеосигнал и анализ временного положения последнего, при этом во время регистрации отраженный сигнал пространственно разделяют на три сигнала, одномоментно и пространственно линейно преобразовывают два из них в видеосигналы, временной интервал между которыми пропорционален дальности R до объекта, измеряют мощность третьего сигнала и при достижении ею верхней границы динамического диапазона ограничивают длительность лазерного импульса, при этом дальность R определяют по формуле
R=k₁/(1+k₂•k₃•h), (1)
где h величина, пропорциональная временному интервалу между центрами световых отметок;
k₁, k₂ коэффициенты, определяемые в результате калибровки;
k₃ коэффициент, связанный с масштабом пространственного линейного преобразования.The essence of the invention is to achieve the aforementioned technical result in a ranging method, which provides illumination of an object with a laser pulse followed by registration of the reflected signal, analysis of the spatial position of the reflected signal by converting it into a video signal and analysis of the temporal position of the latter, while during registration the reflected signal is spatially divided into three signals, simultaneously and spatially linearly convert two of them into video signals, time nterval between which is proportional to the object distance R, the third measured signal strength and when it reaches it upper limit of the dynamic range limiting the duration of the laser pulse, the distance R is determined by the formula
R = k ₁ / (1 + k ₂ • k ₃ • h), (1)
where h is a value proportional to the time interval between the centers of the light marks;
k ₁ , k ₂ coefficients determined as a result of calibration;
k _{3 is a} coefficient associated with the scale of the spatial linear transformation.

Отраженный сигнал разделяют на три одинаковых по мощности и форме сигнала, а пространственное линейное преобразование осуществляют вдоль линии, соединяющей центры первого и второго разделенных сигналов. The reflected signal is divided into three identical in power and waveform, and spatial linear transformation is carried out along the line connecting the centers of the first and second separated signals.

Сущность изобретения заключается в достижении упомянутого технического результата в устройстве измерения дальности, содержащем импульсный лазер, блок обработки данных, включающий входной объектив и последовательно соединенные первый фотоприемник, блок формирования информации о дальности и компьютер, блок синхронизации, соединенный с лазером, первым фотоприемником и блоком формирования информации о дальности, при этом в устройство введен блок регулировки длительности лазерного импульса, первый вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а выход соединен с входом лазера. Блок обработки данных дополнительно включает последовательно соединенные второй фотоприемник с входной линзой, блок измерения мощности отраженного сигнала, выход которого соединен с вторым входом блока регулировки длительности лазерного импульса, второй вход соединен с выходом блока синхронизации, и диафрагму с двумя отверстиями, оптически связанные с последними два оптических клина, а первый фотоприемник выполнен протяженным и дискретизированным. The invention consists in the achievement of the aforementioned technical result in a ranging device comprising a pulsed laser, a data processing unit including an input lens and a first photodetector connected in series, a range information generating unit and a computer, a synchronization unit connected to the laser, the first photodetector and the forming unit information about the range, while the unit is entered into the unit for adjusting the duration of the laser pulse, the first input of which is connected to the output unit synchronization, and an output coupled to the laser input. The data processing unit further includes a second photodetector connected in series with an input lens, a reflected signal power measuring unit, the output of which is connected to a second input of a laser pulse duration adjustment unit, a second input is connected to an output of a synchronization unit, and a diaphragm with two holes, optically connected with the last two optical wedges, and the first photodetector is extended and discretized.

Отверстия в диафрагме выполнены одинаковыми и расположены симметрично относительно центра входного объектива, перед диафрагмой по оси входного объектива установлена призма, оптические клинья выполнены идентичными и установлены перед входным объективом напротив отверстий экрана, а протяженный дискретизированный фотоприемник установлен вдоль линии, соединяющей центры световых отметок, формируемых отверстиями диафрагмы в плоскости изображений объектива, оптически сопряженной с серединой рабочего интервала дальностей, причем вход призмы съюстирован с выходом лазера, а выход с оптической осью входного объектива, при этом второй фотоприемник с входной линзой установлен со стороны, противоположной входу призмы, а ось линзы параллельна оси входного объектива. The holes in the diaphragm are identical and are located symmetrically relative to the center of the input lens, a prism is installed in front of the diaphragm along the axis of the input lens, the optical wedges are identical and are installed in front of the input lens opposite the screen openings, and an extended discretized photodetector is installed along the line connecting the centers of the light marks formed by the holes aperture in the plane of the image of the lens, optically conjugated with the middle of the working range range, and the input p prisms is aligned with the laser output, and the output is with the optical axis of the input lens, while the second photodetector with the input lens is installed on the side opposite to the prism input, and the axis of the lens is parallel to the axis of the input lens.

Положение и угол оптических клиньев выбраны из условия обеспечения наличия сигналов от обеих отверстий диафрагмы на первом фотоприемнике во всем диапазоне измерения дальности. The position and angle of the optical wedges are selected from the condition of ensuring the presence of signals from both aperture openings on the first photodetector in the entire range of range measurement.

На фиг. 1 изображена схема, поясняющая способ измерения дальности; на фиг.2 устройство для измерения дальности. In FIG. 1 is a diagram for explaining a ranging method; figure 2 device for measuring range.

Способ осуществляют следующим образом (фиг.1). The method is as follows (figure 1).

На объекте, до которого измеряют расстояние R, с помощью оптической системы 9 и отклоняющего элемента 6 формируют излучение лазера 1 в виде пятна Л, размеры и пропорции сторон которого зависят от рабочего диапазона дальностей. Из отраженного от объекта сигнала с помощью диафрагмы 3 с двумя отверстиями 4, расположенными на расстоянии b друг от друга, формируют два сигнала, которые, пройдя каждый по идентичному пути через клинья 5 и соответствующие краевые зоны объектива 2, имеющего фокусное расстояние f', формируют на пространственно линейном фотоприемнике 7 два изображения 8 пятна Л на объекте. Фотоприемник 7 преобразует изображения 8 в два видеосигнала, временной интервал между которыми пропорционален расстоянию d на фотоприемнике 7 между отметками 8. Одновременно с помощью устройства 10 измеряют мощность третьего сигнала, равную по величине мощности первого и второго сигналов, и, если последняя выходит за верхнюю границу динамического диапазона, прерывают лазерный импульс. Поскольку время распространения излучения на расстоянии нескольких метров составляет десятки наносекунд, тогда как лазер излучает импульсы микросекундной длительности, то регулировку длительности импульса и соответственно принимаемой мощности осуществляют одновременно с регистрацией принимаемого сигнала. Такая мгновенная регулировка мощности позволяет проводить измерения по объектам с очень большим диапазоном и высокой динамикой отражательных свойств. At the object, to which the distance R is measured, using the optical system 9 and the deflecting element 6, the radiation of the laser 1 is formed in the form of a spot A, the dimensions and proportions of the sides of which depend on the working range of ranges. From the signal reflected from the object using the diaphragm 3 with two holes 4 located at a distance b from each other, two signals are formed, which, having passed each along an identical path through the wedges 5 and the corresponding edge zones of the lens 2 having a focal length f ', form on a spatially linear photodetector 7 two images 8 spots L on the object. The photodetector 7 converts images 8 into two video signals, the time interval between which is proportional to the distance d on the photodetector 7 between the marks 8. Simultaneously, using the device 10, the power of the third signal is measured, which is equal to the value of the power of the first and second signals, and if the latter goes beyond the upper limit dynamic range, interrupt the laser pulse. Since the propagation time of radiation at a distance of several meters is tens of nanoseconds, while the laser emits pulses of microsecond duration, the pulse duration and, accordingly, the received power are adjusted simultaneously with the registration of the received signal. This instantaneous power adjustment allows measurements on objects with a very large range and high dynamics of reflective properties.

Дальность R до объекта Л может быть рассчитана из соотношения (1). The distance R to the object A can be calculated from relation (1).

Для получения значений коэффициентов k₁ и k₂ процесс калибровки осуществляют следующим образом.To obtain the values of the coefficients k ₁ and k ₂ the calibration process is as follows.

Рабочий диапазон дальностей разбивают на m участков. На дальностях, определяемых из выражения R_i=R_min+i•ΔR, где ΔR (R_max-R_min)/m, R_min и R_max соответственно минимальная и максимальная дальности рабочего диапазона, а i=1, m, вдоль оси оптической системы последовательно устанавливают плоский объект и фиксируется величина h_i на дальности R_i. Полученную информацию с учетом (1) и заранее известного значения коэффициента k₃ обрабатывают с использованием метода наименьших квадратов, получают значения коэффициентов k₁ и k₂. При этом в значениях k₁ и k₂ автоматически учитываются конкретные значения параметров схемы f', b, Δf′, где Δf′ положение плоскости фотоприемника 7 относительно фокальной плоскости оптической системы.The working range is divided into m sections. At ranges determined from the expression R _i = R _min + i • ΔR, where ΔR (R _max -R _min ) / m, R _min and R _max, respectively, the minimum and maximum ranges of the operating range, and i = 1, m, along the axis optical system sequentially set a flat object and fixed the value of h _i at a range of R _i . The information obtained, taking into account (1) and a previously known value of the coefficient k _{3, is} processed using the least squares method, and the values of the coefficients k ₁ and k ₂ are obtained. Moreover, the values of k ₁ and k ₂ automatically take into account specific values of the parameters of the circuit f ', b, Δf', where Δf 'is the position of the plane of the photodetector 7 relative to the focal plane of the optical system.

Например, при калибровке в диапазоне дальностей от R_min=700 мм до R_max= 3500 мм для ΔR 100 мм, m=29, f'=110 мм, b=50 мм и величине Δf′, соответствующей фокусировке приемного объектива на дальность 1700 мм, были получены значения коэффициентов k₁=1855,0 мм и k₂=0,171 мм^-1, при этом k₃=0,013 мм.For example, when calibrating in the range from R _min = 700 mm to R _max = 3500 mm for ΔR 100 mm, m = 29, f '= 110 mm, b = 50 mm and Δf ′ corresponding to focusing the receiving lens at a distance of 1700 mm, the values of the coefficients k ₁ = 1855.0 mm and k ₂ = 0.171 mm ^-1 were obtained, with k ₃ = 0.013 mm.

Устройство для измерения дальности (фиг.2) содержит лазер 1, диафрагму 3 с двумя отверстиями 4, установленную перед входным объективом 2. Предпочтительно отверстия 4 расположены симметрично относительно оптической оси входного объектива 2. Возможно несимметричное расположение отверстий 4, что затруднит ориентацию пространственно линейного приемника 7 и усложнит процедуру расчета дальности. Призма 6 расположена на оптической оси входного объектива 2, оптические клинья 5 установлены между диафрагмой 3 с двумя отверстиями 4 и входным объективом 2. На фиг.2 представлены также пространственно линейный фотоприемник 7, блок синхронизации 13, блок формирования информации о дальности 8, второй фотоприемник 10 с входной линзой, блок измерения мощности отраженного сигнала 11, блок регулировки длительности лазерного импульса 12 и компьютер 9, соединенные указанным на фиг.2 образом, а также Л-объект, дальность до которого измеряется. The range measuring device (FIG. 2) comprises a laser 1, a diaphragm 3 with two holes 4, mounted in front of the input lens 2. Preferably, the holes 4 are located symmetrically with respect to the optical axis of the input lens 2. An asymmetrical arrangement of the holes 4 is possible, which will complicate the orientation of the spatially linear receiver 7 and complicate the range calculation procedure. Prism 6 is located on the optical axis of the input lens 2, optical wedges 5 are installed between the diaphragm 3 with two holes 4 and the input lens 2. Figure 2 also shows a spatially linear photodetector 7, synchronization unit 13, a unit for generating range information 8, a second photodetector 10 with an input lens, a unit for measuring the power of the reflected signal 11, a unit for adjusting the duration of the laser pulse 12, and a computer 9 connected in the manner indicated in FIG. 2, as well as an L-object, the distance to which is measured.

На виде А (фиг.2) показано предпочтительное взаимное расположение отверстий 4 в диафрагме 3, призмы 6 и второго фотоприемника 10 с входной линзой. Figure A (FIG. 2) shows the preferred relative position of the holes 4 in the diaphragm 3, prism 6 and the second photodetector 10 with an input lens.

Оптико-механическая часть устройства должна быть собрана на едином жестком основании. Вместо призмы может быть использовано любое перископическое устройство, решающее задачу выведения излучения лазера из устройства таким образом, чтобы обеспечить направление излучения вдоль оптической оси входного объектива. Если диафрагму с двумя симметричными отверстиями выполнить фотолитографическим способом на стеклянной подложке, то оптические клинья могут быть наклеены непосредственно на поверхность подложки. В качестве пространственно линейного фотоприемника может быть использована линейка ПЗС или фотодиодная линейка. The optical-mechanical part of the device must be assembled on a single rigid base. Instead of a prism, any periscopic device can be used that solves the problem of removing laser radiation from the device in such a way as to ensure the direction of radiation along the optical axis of the input lens. If the diaphragm with two symmetrical holes is made by a photolithographic method on a glass substrate, then the optical wedges can be glued directly onto the surface of the substrate. As a spatially linear photodetector, a CCD array or a photodiode array can be used.

Способ с помощью устройства осуществляют следующим образом. The method using the device is as follows.

Блок синхронизации 13 вырабатывает опорную частоту и функциональные последовательности сигналов, управляющие режимом работы пространственно линейного фотоприемника 7, блока формирования информации о дальности 8, блока измерения мощности отраженного сигнала 11 и через блок регулировки длительности лазерного импульса 12 лазера 1, что позволяет в каждом кадре работы фотоприемника 7 сформировать один импульс лазера 1 определенной длительности, сфазированный с частотой кадров приемника 7. Сигнал лазера 1, отраженный от объекта Л, пройдя через отверстия 4 диафрагмы 3, клинья 5 и входной объектив 2, в виде двух изображений пятна лазера на объекте поступает на вход пространственно линейного фотоприемника 7, где преобразуется в два видеосигнала, расстояние d между которыми представляется в блоке формирования информации о дальности 8 в виде цифрового кода h. Дальность до объекта в точке Л рассчитывается с использованием выражения (1). The synchronization unit 13 generates a reference frequency and functional sequences of signals that control the operating mode of the spatially linear photodetector 7, a unit for generating information about the range 8, a unit for measuring the power of the reflected signal 11 and through the unit for adjusting the duration of the laser pulse 12 of laser 1, which allows the operation of the photodetector in each frame 7 to form one laser pulse 1 of a certain duration, phased with the frame rate of the receiver 7. Laser signal 1, reflected from the object A, passing through aperture 4 of aperture 3, wedges 5 and input lens 2, in the form of two images of a laser spot on the object is fed to the input of a spatially linear photodetector 7, where it is converted into two video signals, the distance d between which is presented in the unit for generating information about range 8 in the form of a digital code h. The distance to the object at point A is calculated using expression (1).

Одновременно часть отраженного сигнала поступает через входную линзу на второй фотоприемник 10, связанный с блоком измерения мощности отраженного сигнала 11, где в случае превышения последней верхней границы динамического диапазона вырабатывается соответствующий сигнал, посылаемый в блок регулировки длительности лазерного импульса, который вызывает прерывание импульса. Тем самым уменьшается энергия лазерного импульса в текущем кадре работы устройства. Подобная процедура осуществляется в каждом кадре работы. At the same time, a part of the reflected signal enters through the input lens to the second photodetector 10 connected to the power unit for measuring the reflected signal 11, where, if the last upper limit of the dynamic range is exceeded, a corresponding signal is generated that is sent to the laser pulse width adjustment unit, which causes the pulse to be interrupted. This reduces the energy of the laser pulse in the current frame of the device. A similar procedure is carried out in each frame of work.

Два варианта устройства (для различных диапазонов дальностей) были испытаны на вагоне-лаборатории Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта, а также на стенде АО ПНП "Этанол". Получены следующие результаты:
Первый вариант
Диапазон рабочих дальностей 0,7-3,5 м
Точность измерения дальности 2-25 мм
Время измерения дальности 65 мкс
Частота выполнения замеров дальности 15 кГц
Второй вариант
Диапазон рабочих дальностей 58-62 мм
Точность измерения дальности ≈ 25 мкм
Время измерения дальности 65 мкс
Частота выполнения замеров дальности 15 кГц
Предложенное техническое решение по существу открывает новую технологию, которая позволяет проводить измерения с высокой частотой (десятки килогерц), в микросекундном режиме, в метровом и субметровом диапазоне дальностей с миллиметровой (сантиметровой) точностью, а в сантиметровом диапазоне дальностей с точностью в несколько десятков микрометров.Two versions of the device (for different ranges of ranges) were tested on a laboratory car of the All-Union Scientific Research Institute of Railway Transport, as well as at the stand of AO PNP Ethanol. The following results were obtained:
First option
Range of working ranges 0.7-3.5 m
Range accuracy 2-25 mm
Range Measurement Time 65 μs
Range measurement frequency 15 kHz
Second option
Range of working ranges 58-62 mm
Range Accuracy ≈ 25 μm
Range Measurement Time 65 μs
Range measurement frequency 15 kHz
The proposed technical solution essentially opens up a new technology that allows measurements at a high frequency (tens of kilohertz), in the microsecond mode, in the meter and submeter range with millimeter (centimeter) accuracy, and in the centimeter range with an accuracy of several tens of micrometers.

Источники информации
1. Байбародин Ю. В. Волков В.А. Вялов В.К. и др. Авиационные системы информации оптического диапазона. М. Машиностроение, 1985.Sources of information
1. Baybarodin Yu. V. Volkov V.A. Vyalov V.K. et al. Aviation information systems of the optical range. M. Engineering, 1985.

2. Волконский В.Б. Высокоточные лазерные светодальномеры для геофизики, гидротехники и машиностроения. Труды ГОИ, 1985, т.58, N 192. 2. Volkonsky VB High-precision laser light-range finders for geophysics, hydraulic engineering and mechanical engineering. Proceedings of the GOI, 1985, vol. 58, N 192.

3. Грейм И.А. Оптические дальномеры и высотомеры геометрического типа. М. Недра, 1971. 3. Greym I.A. Optical rangefinders and altimeters of geometric type. M. Nedra, 1971.

4. Меркишин Г.В. Многооконные оптико-электронные датчики линейных размеров. М. Радио и связь, 1986. 4. Merkishin G.V. Multi-window optoelectronic sensors of linear dimensions. M. Radio and Communications, 1986.

Claims

1. The method of measuring the distance to the object, providing for the illumination of the object with a laser pulse followed by registration of the reflected signal with a photodetector, analysis of the spatial position of the reflected signal by converting it into a video signal and analysis of the temporal position of the latter, characterized in that during registration the reflected signal is spatially divided into three signals, two of which are spatially linearly converted to video signals, the time interval between which is proportional to the distance R to the object Measured power and a third signal upon reaching its upper boundary of the dynamic range of the photodetector limit the duration of the laser pulse, wherein the range is determined by the formula
R k ₁ / (1 + k ₂ k ₃ h),
where h is a value proportional to the time interval between the centers of the video signals;
k ₁ , k ₂ coefficients determined as a result of calibration of the photodetector;
k ₃ coefficient associated with the scale of the spatial linear transformation of the photodetector.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reflected signal is divided into three identical in power and waveform.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the spatial linear transformation is carried out along the line connecting the centers of the first and second separated signals.

4. A device for measuring the distance to the object, containing a pulsed laser, a data processing unit including an input lens and a first photodetector connected in series, a range information generating unit and a computer, a synchronization unit, the first and second outputs of which are connected respectively to the input of the first photodetector and second the input of the range information generation unit, characterized in that a laser pulse duration adjustment unit is introduced into the device, the first input of which is connected to the third output ohm of the synchronization unit, and the output is connected to the laser input, the data processing unit further includes a second photodetector connected in series with the input lens, a reflected signal power measuring unit, the output of which is connected to the second input of the laser pulse duration adjustment unit, and the second input is connected to the fourth output of the unit synchronization, and a diaphragm with two holes and two optical wedges optically coupled to the latter, optically coupled to the lens, the first photodetector made ennym and sampled.

5. The device according to claim 4, characterized in that the holes in the diaphragm are identical and are located symmetrically with respect to the optical axis of the input lens, a prism is installed between the mirror and the diaphragm along the axis of the input lens, the input face of which is optically coupled to the laser, and the output with the output lens, optical wedges are identical and are installed between the diaphragm and the input lens opposite the aperture openings, and an extended sampled photodetector is installed along the line connecting the centers of light marks formed by the aperture holes in the image plane of the input lens, optically conjugated to a plane in the space of objects corresponding to the middle of the working range, while the second photodetector with the input lens is installed on the side opposite to the input face of the prism, and the optical axis of the lens is parallel to the optical axis of the input the lens.

6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the position and angle of the optical wedges are selected to ensure the presence of signals from both aperture openings on the first photodetector in the entire range of range measurement.