RU2475702C1 - Лазерный дальномер (варианты) - Google Patents
Лазерный дальномер (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475702C1 RU2475702C1 RU2011140188/28A RU2011140188A RU2475702C1 RU 2475702 C1 RU2475702 C1 RU 2475702C1 RU 2011140188/28 A RU2011140188/28 A RU 2011140188/28A RU 2011140188 A RU2011140188 A RU 2011140188A RU 2475702 C1 RU2475702 C1 RU 2475702C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiving
- transmitting
- range
- channel
- target
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Лазерный дальномер содержит передающий канал для формирования пучка зондирующего излучения и направления его на цель, включающий лазерный излучатель и передающую оптическую систему. Параллельный ему приемный канал для приема отраженного целью сигнала включает фотоприемное устройство и приемный объектив. На выходе передающего канала введен полупрозрачный диффузный рассеиватель, коэффициент рассеяния которого выбран таким, чтобы энергия излучения, отраженного от целей, расположенных в диапазоне дальностей от R0 до R1, и поступающего на чувствительную площадку фотоприемного устройства, соответствовала порогу срабатывания последнего. R0<R1 - заданная минимальная измеряемая дальность. R1 - протяженность теневой зоны, образуемой в диапазоне дальностей, где поля зрения передающего и приемного каналов не перекрываются. Технический результат - уменьшение минимальной измеряемой дальности путем сокращения теневой зоны аппаратной функции. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к лазерной технике, а именно к аппаратуре лазерной дальнометрии.
Известны лазерные дальномеры, содержащие приемный канал, включающий объектив и фотоприемное устройство, и параллельный ему излучающий канал, включающий оптическую систему и лазерный излучатель [1].
Подобные устройства характеризуются наличием аппаратной функции (геометрического фактора) [2], характеризующей неполное перекрытие полей зрения приемного и передающего каналов. На малых дальностях эти поля не перекрываются, в результате чего образуется теневая зона, в пределах которой измерения дальности невозможны.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является техническое решение, направленное на сокращение теневой зоны [3]. Этот лазерный дальномер содержит передающий канал для формирования пучка зондирующего излучения и направления его на цель, параллельный ему приемный канал для приема отраженного целью сигнала, причем передающий канал включает лазерный излучатель и передающую оптическую систему, приемный канал включает фотоприемное устройство и приемный объектив, а поля зрения передающего и приемного каналов перекрываются на дальности R1, соответствующей протяженности теневой зоны, определяемой взаимным расположением передающего и приемного каналов. В этом измерителе дальности расстояние между передающим и приемным каналами сокращено, благодаря чему и обеспечивается укорочение теневой зоны.
Недостатком этого устройства является принципиальная невозможность сокращения теневой зоны до расстояний порядка нескольких сантиметров вследствие наличия элементов конструкции (оправы, бленды, светозащитные шторки и т.п), препятствующих дальнейшему сближению передающего и приемного каналов.
Задачей изобретения является уменьшение минимальной измеряемой дальности за счет сокращения теневой зоны лазерного измерителя дальности.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном лазерном дальномере, содержащем передающий канал для формирования пучка зондирующего излучения и направления его на цель, включающий лазерный излучатель и передающую оптическую систему, параллельный ему приемный канал для приема отраженного целью сигнала, включающий фотоприемное устройство и приемный объектив, на выходе передающего канала введен полупрозрачный диффузный рассеиватель, коэффициент рассеяния которого выбран таким, чтобы энергия излучения, отраженного от целей, расположенных в диапазоне дальностей от R0 до R1, и поступающего на чувствительную площадку фотоприемного устройства, соответствовала порогу срабатывания последнего, где
R0<R1 - заданная минимальная измеряемая дальность;
R1 - протяженность теневой зоны, образуемой в диапазоне дальностей, где поля зрения передающего и приемного каналов не перекрываются.
В другом варианте поставленная задача решается за счет того, что в известном лазерном дальномере, содержащем передающий канал для формирования пучка зондирующего излучения и направления его на цель, включающий лазерный излучатель и передающую оптическую систему, параллельный ему приемный канал для приема отраженного целью сигнала, включающий фотоприемное устройство и приемный объектив, на входе приемногого канала введен полупрозрачный диффузный рассеиватель, коэффициент рассеяния которого выбран таким, чтобы энергия излучения, отраженного от целей, расположенных в диапазоне дальностей от R0 до R1, и поступающего на чувствительную площадку фотоприемного устройства, соответствовала порогу срабатывания последнего, где
R0<R1 - заданная минимальная измеряемая дальность;
R1 - протяженность теневой зоны, образуемой в диапазоне дальностей, где поля зрения передающего и приемного каналов не перекрываются.
На фиг.1 представлена блок-схема лазерного измерителя расстояний. На фиг.2 - его функциональная схема. Фиг.3 поясняет характер аппаратной функции и ее теневой зоны.
Лазерный измеритель дальности (фиг.1) включает три оптических канала. Передающий канал 1 для формирования пучка зондирующего излучения включает лазерный излучатель 2 и передающую оптическую систему 3. Параллельный передающему приемный канал 4 для приема отраженного целью сигнала включает фотоприемное устройство 5 и приемный объектив 6. Третий оптический канал образован полупрозрачным диффузным рассеивателем 7, оптически связанным по выходу с фотоприемным устройством 5 и установленным так, чтобы на свой вход принимать излучение, отраженное от целей на дальностях от R0 до R1.
На фиг.2 показана функциональная схема устройства. На фиг.2а) представлен вариант с полупрозрачным диффузным рассеивателем 7, установленным в передающем канале 1 на выходе передающей оптической системы 3, а на фиг.2б) - в приемном канале 4 на входе приемного объектива 6.
В обоих вариантах полупрозрачный диффузный рассеиватель представляет собой плоскопараллельную пластинку, выполненную из частично рассеивающего материала (например, из молочного или матового стекла).
Устройство работает следующим образом.
При излучении зондирующего импульса лазерным излучателем 2 на выходе передающей оптической системы формируется расходящийся пучок излучения, образующий поле передающего канала (фиг.3). Отраженное целью излучение попадает в поле приемного канала и с помощью приемного объектива 6 фокусируется на чувствительной площадке фотоприемного устройства 5. Дальность до цели R определяют по известной зависимости [1] R=ct/2, где с - скорость света, t - время между моментом излучения зондирующего импульса и моментом срабатывания фотоприемного устройства от излучения, отраженного целью.
В дальней зоне при расстоянии до цели R>R2 поля излучающего и приемного каналов полностью перекрываются, обеспечивая попадание на фотоприемное устройство достаточной для его срабатывания энергии излучения, отраженного целью.
На малых расстояниях до цели поля излучающего и приемного каналов перекрываются не полностью из-за существования аппаратной функции приемного и передающего каналов A1 (R), а в теневой зоне аппаратной функции при R<R1 (фиг.3) они вообще не перекрываются, что делает невозможным измерение при расстояниях до цели R<R1. Полупрозрачный диффузный рассеиватель 7 в первом варианте рассеивает часть излучаемой энергии, расширяя тем самым поле передающего канала в ближней зоне дальномера и формируя дополнительную аппаратную функцию A0 (R), показанная на фиг.3 пунктиром.
Результирующая аппаратная функция A(R)=A0(R)+A1(R) предлагаемого устройства обеспечивает возможность измерения дальностей при расстояниях до цели R0<R, причем R0<R1. Введение полупрозрачного диффузного рассеивателя 7 позволяет сократить теневую зону и, соответственно, минимальную измеряемую дальность с 5-30 м до 0,05-0,2 м.
Таким образом, предлагаемый лазерный дальномер обеспечивает решение поставленной задачи - уменьшение минимальной измеряемой дальности путем сокращения теневой зоны аппаратной функции.
Данный вывод подтвержден положительными результатами изготовления и испытаний макетного образца. После корректировки документации по результатам испытаний лазерный дальномер будет запущен в производство.
Источники информации
1. Ермаков Б.А., Возницкий М.В. Получение и обработка информации в импульсных лазерных дальномерах // Оптический журнал №10 (1993), - с.15-32.
2. С.А.Даничкин. Границы действия геометрического фактора лидара. IV Всесоюзный симпозиум по лазерному зондированию атмосферы. Тезисы докладов. Томск, 1976, с.79-82.
3. Патент США №4737624 - прототип.
Claims (2)
1. Лазерный дальномер, содержащий передающий канал для формирования пучка зондирующего излучения и направления его на цель, включающий лазерный излучатель и передающую оптическую систему, параллельный ему приемный канал для приема отраженного целью сигнала, включающий фотоприемное устройство и приемный объектив, отличающийся тем, что на выходе передающего канала введен полупрозрачный диффузный рассеиватель, коэффициент рассеяния которого выбран таким, чтобы энергия излучения, отраженного от целей, расположенных в диапазоне дальностей от R0 до R1, и поступающего на чувствительную площадку фотоприемного устройства, соответствовала порогу срабатывания последнего, где
R0<R1 - заданная минимальная измеряемая дальность;
R1 - протяженность теневой зоны, образуемой в диапазоне дальностей, где поля зрения передающего и приемного каналов не перекрываются.
R0<R1 - заданная минимальная измеряемая дальность;
R1 - протяженность теневой зоны, образуемой в диапазоне дальностей, где поля зрения передающего и приемного каналов не перекрываются.
2. Лазерный дальномер, содержащий передающий канал для формирования пучка зондирующего излучения и направления его на цель, включающий лазерный излучатель и передающую оптическую систему, параллельный ему приемный канал для приема отраженного целью сигнала, включающий фотоприемное устройство и приемный объектив, отличающийся тем, что на входе приемного канала введен полупрозрачный диффузный рассеиватель, коэффициент рассеяния которого выбран таким, чтобы энергия излучения, отраженного от целей, расположенных в диапазоне дальностей от R0 до R1, и поступающего на чувствительную площадку фотоприемного устройства, соответствовала порогу срабатывания последнего, где
R0<R1 - заданная минимальная измеряемая дальность;
R1 - протяженность теневой зоны, образуемой в диапазоне дальностей, где поля зрения передающего и приемного каналов не перекрываются.
R0<R1 - заданная минимальная измеряемая дальность;
R1 - протяженность теневой зоны, образуемой в диапазоне дальностей, где поля зрения передающего и приемного каналов не перекрываются.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140188/28A RU2475702C1 (ru) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Лазерный дальномер (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140188/28A RU2475702C1 (ru) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Лазерный дальномер (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2475702C1 true RU2475702C1 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=49121063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140188/28A RU2475702C1 (ru) | 2011-10-04 | 2011-10-04 | Лазерный дальномер (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475702C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4737624A (en) * | 1984-05-24 | 1988-04-12 | Rudolf Schwarte | Optoelectric distance measuring apparatus with an optical measuring probe with shared optics |
RU2362120C1 (ru) * | 2007-12-12 | 2009-07-20 | Закрытое акционерное общество "Скат-Р" | Лазерный дальномер |
RU106759U1 (ru) * | 2011-02-14 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) | Устройство подавления помехи обратного рассеяния в ближней зоне поляризационного лидара |
-
2011
- 2011-10-04 RU RU2011140188/28A patent/RU2475702C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4737624A (en) * | 1984-05-24 | 1988-04-12 | Rudolf Schwarte | Optoelectric distance measuring apparatus with an optical measuring probe with shared optics |
RU2362120C1 (ru) * | 2007-12-12 | 2009-07-20 | Закрытое акционерное общество "Скат-Р" | Лазерный дальномер |
RU106759U1 (ru) * | 2011-02-14 | 2011-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) | Устройство подавления помехи обратного рассеяния в ближней зоне поляризационного лидара |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108828616B (zh) | 可实现单脉冲测距的光子计数激光雷达及恒虚警控制方法 | |
TWI432768B (zh) | 藉由光電影像感測器判定距離之方法與裝置 | |
US9958546B2 (en) | Laser rangefinder and method of measuring distance and direction | |
US20070211329A1 (en) | Device and Method for Optical Distance Measurement | |
EP2960673B1 (en) | Electronic distance meter | |
CA2716980C (en) | Light-integrating rangefinding device and method | |
JP2014029318A (ja) | レーザ装置の光軸調整装置及び光軸調整方法 | |
US10514447B2 (en) | Method for propagation time calibration of a LIDAR sensor | |
CN111208496A (zh) | 一种激光雷达的校准装置及校准方法 | |
CN106226782A (zh) | 一种大气风速分布探测的装置和方法 | |
KR20140102452A (ko) | 레이저 거리 측정기 및 그 동작 방법 | |
EP3271749B1 (en) | Multiple-beam triangulation-based range finder and method | |
EP3709052A1 (en) | Object detector | |
RU2475702C1 (ru) | Лазерный дальномер (варианты) | |
RU2471203C1 (ru) | Лазерный измеритель расстояний | |
RU2745579C1 (ru) | Способ и система контроля точности лазерного дальномера | |
RU2183841C1 (ru) | Способ лазерной локации и лазерное локационное устройство для его осуществления | |
RU2408842C1 (ru) | Способ измерения расстояния и устройство для его осуществления (варианты) | |
RU2473046C1 (ru) | Лазерный измеритель дальности (варианты) | |
KR20100134351A (ko) | 격자판을 이용한 빔의 폭 측정 장치 및 그 방법 | |
CN212749236U (zh) | 一种二维扫描远距离激光雷达 | |
CN104457689B (zh) | 一种用于近距离激光测距仪的光学接发结构 | |
CN103308029A (zh) | 一种猫眼效应目标自动测距方法 | |
RU2511620C2 (ru) | Устройство измерения заданного расстояния между объектами | |
JP7483548B2 (ja) | 電磁波検出装置 |