RU2660390C1 - Система импульсной лазерной локации - Google Patents
Система импульсной лазерной локации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660390C1 RU2660390C1 RU2017121074A RU2017121074A RU2660390C1 RU 2660390 C1 RU2660390 C1 RU 2660390C1 RU 2017121074 A RU2017121074 A RU 2017121074A RU 2017121074 A RU2017121074 A RU 2017121074A RU 2660390 C1 RU2660390 C1 RU 2660390C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fibers
- array
- photodetector
- laser
- photodetectors
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 53
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 17
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 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
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области оптической локации и касается системы импульсной лазерной локации. Система содержит импульсный лазер, выходную оптическую систему передающего канала, фотоприемное устройство регистрации момента лазерного импульса, однокоординатное сканирующее устройство, оптический объектив фотоприемного устройства, вычислительное устройство, массив фотоприемных устройств, а также волоконно-оптический жгут, который с одной стороны обращен торцами волокон к соответствующим фотоприемникам массива фотоприемных устройств, а с другой стороны торцы волокон жгута обращены к выходу оптического объектива фотоприемного устройства и расположены в его фокальной плоскости, причем выход фотоприемного устройства регистрации момента излучения лазерного импульса подключен на вход синхронизации вычислительного устройства, вход синхронизации лазера подключен к выходу синхронизации вычислительного устройства, а выходы фотоприемников массива фотоприемных устройств подключены к измерительным входам дальности вычислительного устройства. Система характеризуется тем, что выходная оптическая система передающего канала включает оптику, формирующую астигматический лазерный пучок с соотношением угловых расходимостей по ортогональным координатам θx=Mϕ, θy=Кϕ, где ϕ - угловая разрешающая способность системы. Массив фотоприемных устройств включает М*К фотоприемников (М≤К), а волоконно-оптический жгут содержит М*К волокон, которые с одной стороны обращены торцами к соответствующим фотоприемникам массива фотоприемных устройств, а с другой стороны торцы волокон жгута смонтированы в М-рядный массив из МК волокон по К волокон в ряду, причем большая расходимость θy соответствует координате, параллельной оси вращения однокоординатного сканирующего устройства и ориентации линеек из К волокон в фокальной плоскости оптического объектива фотоприемного устройства, меньшая расходимость θx соответствует координате, перпендикулярной оси вращения сканирующего устройства М элементов разрешения системы, а диаметр оптоволокна в жгуте d и фокальное расстояние объектива F выбираются из условия d/F=θx/M. Технический результат - улучшение качества локационного кадра, сокращение времени обзора, уменьшение габаритно-массовых характеристик локационной системы, повышение надежности и информативности лазерного локатора за счет повышения равномерности плотности потока мощности по сечению зондирующего лазерного пучка. 1 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению, технике оптических систем зондирования пространства и может быть применено, в частности, в системах лазерной локации и построения трехмерных изображений.
В настоящее время в технике оптической локации реализовано несколько способов и большое число устройств для измерения положения объектов в исследуемом пространстве, основанных на подсветке объектов лазерным излучением.
В большинстве устройств исследуемое пространство сканируют по двум координатам импульсами зондирующего лазерного излучения с узкой диаграммой направленности, а регистрацию интенсивности излучения, отраженного от различных точек поверхности объектов, осуществляют посредством одиночного приемника с узким полем зрения, которое сканируют синхронно с зондирующим лазерным пучком (патент US 5528354 А, приоритет 10.07.1992 г., патент RU №2084925, приоритет 14.04.1995 г., МПК: G01S 17/06). Аппаратура, реализующая этот способ, имеет наибольшее отношение сигнал/шум при одинаковых исходных данных и имеет наибольшую помехоустойчивость при воздействии внешних факторов.
В качестве строчных сканирующих устройств наибольшее распространение получили вращаемые электромеханическим приводом зеркальные многогранники - призмы и пирамиды, позволяющие достигать достаточно больших углов сканирования при высокой частоте следования зондирующих лазерных импульсов и формирования сканируемого лазерного пучка высокого качества. Для кадровой развертки чаще всего используется качающееся зеркало, угол отклонения которого задается электромеханическим приводом.
Для систем двухкоординатного сканирования характерны аберрационные искажения кружка рассеяния регистрируемого излучения при его прохождении через объективы под углом к оптической оси (астигматизм, кома), им присуши ошибки сборки и деформации конструкции вследствие обусловленных вращением механических нагрузок, в частности отклонения от заданных углов между зеркальными гранями и осью вращения многогранника. При сканировании в системе с разнесенными строчным и кадровым дефлектором происходит смещение луча из главной плоскости строчного дефлектора, что приводит к неравномерности скорости сканирования и снижению точности позиционирования луча в области сканируемого пространства.
Наличие аберраций ведет к необходимости увеличения размеров граней многогранника и увеличения апертур формирующей оптики. И то, и другое приводит к увеличению габаритов сканирующего устройства, при этом необходимость сохранения угловой скорости сканирования при больших габаритах зеркального многогранника приводит к увеличению динамических возмущений, а также к необходимости увеличения мощности и массы двигателя привода. Достижимая скорость строчного сканирования в этом случае ограничивается возможностями применения мощных электромеханических двигателей и обеспечения динамической прочности конструкции дефлектора. Возможности ее повышения, увеличения частоты кадров и увеличения числа элементов разрешения в строке крайне ограничены.
Известна также лазерная локационная система, в которой в качестве строчного дефлектора использован акустооптический дефлектор (патент RU 2528109 C1, приоритет 18.04.2013, G01S 17/02, G01S 17/06, G01S 17/93).
Применение устройства строчного сканирования на основе акустооптического дефлектора позволяет без использования движущихся масс реализовать сканирование лазерного пучка с частотами, превышающими частоты известных оптико-механических сканеров. Замена оптико-механического строчного сканера на акустооптический сканер позволяет снять ограничения на скорость строчного сканирования и соответственно повысить информативность лазерного локатора.
Вместе с тем, акустооптические дефлекторы обладают рядом недостатков, ограничивающих эффективность их применения в оптических локационных системах. Отклонение пучка в таких дефлекторах обусловлено явлением дифракции световой волны на создаваемой в кристалле объемной дифракционной решетке плотности. Дифракционная эффективность такой решетки (0,5…0,6), ее поперечное сечение (<10 мм), оптическое качество, определяющее угловую расходимость сканируемого пучка (m2>2) и угловой диапазон сканирования (<10°), а также КПД использования мощности радиочастотных источников (<0,7), записывающих объемную решетку в акустооптическом кристалле, для реальных устройств существенно отличаются от предельных значений, что приводит к существенным потерям в энергетической эффективности и надежности системы.
Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является лазерная локационная система (патент RU 2612874, приоритет 12.11.2015), в которой для радикального уменьшения времени обзора пространства, повышения информативности лазерного локатора, уменьшения габаритно-массовых характеристик, повышения надежности устройства без снижения целевых характеристик системы используется однокоординатное устройство сканирования.
При этом в системе импульсной лазерной локации использована выходная оптическая система передающего канала, формирующая астигматический лазерный пучок с отношением угловых расходимостей по ортогональным координатам ϕx:ϕy=1:К, которая в каждом импульсе лазера обеспечивает зондирование прямоугольной области пространства. Угловая ширина этой области согласована с требуемым разрешением локационной системы ϕx, угловая высота согласована с угловым полем зрения системы ϕy=Кϕx по координате, перпендикулярно которой производится одномерное сканирование линейной диаграммы направленности. Кроме того, в отличие от известных систем лазерной локации, массив фотоприемных устройств включает К фотоприемников и волоконно-оптический жгут, содержащий К волокон, которые с одной стороны обращены торцами к соответствующим фотоприемникам массива фотоприемных устройств, а с другой стороны волокна жгута смонтированы в однорядную линейку из К волокон, торцы которой обращены к выходу оптического объектива фотоприемного устройства и расположены в его фокальной плоскости. Диаметр оптоволокна в жгуте d и фокальное расстояние объектива F выбираются из условия d/F=ϕx.
К недостаткам прототипа следует отнести то, что при больших отношениях поля зрения локационной системы и ее разрешения (на практике К≥100) необходимо на выходе оптической системы передающего канала сформировать сильно астигматический зондирующий пучок с соотношением размеров по главным осям, равным или превышающим К. Известные методы формирования астигматических пучков, основанные на использовании цилиндрической оптики или дифракционных оптических элементов, не обеспечивают равномерности распределения плотности потока мощности лазерного излучения по сечению сильно астигматического пучка. В результате локационное изображение оказывается неравномерным по полю зрения.
Задачами предлагаемого изобретения являются улучшение равномерности локационного изображения по полю зрения и сокращение времени обзора.
Поставленная задача решается за счет уменьшения астигматизма сечения зондирующего пучка без ухудшения углового разрешения локационной системы.
Для этого предлагается использовать выходную оптическую систему передающего канала, формирующую астигматический лазерный пучок с не слишком большим отношением угловых расходимостей по ортогональным координатам ϕx:ϕy=М:К (М<К), и массив фотоприемных устройств, включающий М*К фотоприемников, а также волоконно-оптический жгут, содержащий М*К волокон, которые с одной стороны обращены торцами к соответствующим фотоприемникам массива фотоприемных устройств, а с другой стороны волокна жгута смонтированы в М-рядную линейку из М*К волокон по К волокон в ряду, причем большая расходимость ϕy соответствует координате, параллельной оси вращения однокоординатного сканирующего устройства и ориентации линеек из К волокон в фокальной плоскости оптического объектива фотоприемного устройства, меньшая расходимость ϕx соответствует угловому размеру М элементов разрешения системы, а диаметр оптоволокна в жгуте d и фокальное расстояние объектива F выбираются из условия d/F=ϕx/М.
При использовании рассматриваемой выходной оптической системы передающего канала частота обновления информации (частота кадров) в заявляемой системе лазерной локации увеличивается в М раз при той же скорости кадровой развертки.
Структурная схема заявляемой системы импульсной лазерной локации приведена на чертеже.
В систему входит импульсный лазер 1. Выход лазера 1 оптически соединен с входом выходной оптической системы передающего канала 2. Выходная оптическая система передающего канала через промежуточное зеркало 3 оптически связана с однокоординатным сканирующим устройством 4, с которого лазерный пучок направляется в зону наблюдения. На вход фотоприемного устройства регистрации момента излучения лазерного импульса 5 поступает излучение, рассеянное поверхностями элементов оптической системы передающего канала 2, выход фотоприемного устройства 5 электрически соединен с входом блока обработки старт-сигналов вычислительного устройства 6.
Вход оптического объектива фотоприемного устройства 7 оптически связан с однокоординатным сканирующим устройством 4, с которого на объектив поступает излучение, рассеянное объектами в зоне наблюдения. Выход объектива фотоприемного устройства 7 оптически соединен с М-рядной линейкой волокон 8 на входе оптического жгута, волокна на выходе оптического жгута оптически соединены с входами массива фотоприемных устройств 9, выходы фотоприемных устройств массива 9 электрически соединены со входами блока обработки сигналов вычислительного устройства 6.
Однокоординатное сканирующее устройство 4 снабжено приводом 10 и датчиком угла поворота 11. Выход датчика угла поворота электрически соединен с входом обратной связи блока управления приводом сканирующего устройства 12, выход блока управления привода сканирующего устройства 12 соединен с управляющим входом привода однокоординатного сканирующего устройства 10.
Для синхронизации работы узлов и электронных блоков системы оптической локации служит процессор вычислительного устройства 13, логические входы процессора электрически соединены с логическими выходами блока управления приводом сканирующего устройства 12 и блока обработки сигналов 6, выходы управления процессора электрически соединены со входами управления блока управления приводом сканирующего устройства, блока обработки сигналов 6 и блока питания импульсного лазера 14.
Сущность изобретения состоит в том, что выходная оптическая система передающего канала включает оптику, формирующую астигматический лазерный пучок с угловой расходимостью по ортогональным координатам θx=Мϕ, θy=Кϕ, где ϕ - угловая разрешающая способность системы. Массив фотоприемных устройств включает М*К фотоприемников (М≤К), а волоконно-оптический жгут содержит М*К волокон, которые с одной стороны обращены торцами к соответствующим фотоприемникам массива фотоприемных устройств, а с другой стороны торцы волокон жгута смонтированы в М-рядный массив из М*К волокон по К волокон в ряду, причем большая расходимость θy соответствует координате, параллельной оси вращения однокоординатного сканирующего устройства и ориентации линеек из К волокон в фокальной плоскости оптического объектива фотоприемного устройства, меньшая расходимость θx соответствует координате, перпендикулярной оси вращения сканирующего устройства М элементов разрешения системы, а диаметр оптоволокна в жгуте d и фокальное расстояние объектива F выбираются из условия d/F=θx/M.
Система работает следующим образом. Вычислительное устройство, состоящее из блоков обработки сигналов вычислительного устройства 6, процессора вычислительного устройства 13 и блока управления приводом сканирующего устройства 12, считывает показания датчика угла поворота однокоординатного сканирующего устройства 11 и устанавливает сканирующее устройство в начальную позицию.
Подается команда на начало сканирования, вычислительное устройство 13 формирует синхроимпульсы, подаваемые на вход синхронизации блока питания лазера 14, и производится включение лазера в режиме генерации последовательности коротких импульсов с заданной частотой, соответствующей угловому повороту лазерного луча за промежуток времени между импульсами на угол, равный расходимости пучка по координате сканирования.
Момент излучения каждого импульса регистрируется фотоприемным устройством регистрации момента лазерного импульса 5 и сохраняется в оперативной памяти вычислительного устройства.
Выходная оптическая система передающего канала 2 формирует лазерный луч с анизотропным пространственным распределением энергии, при котором расходимость луча по координате сканирования равна θx, расходимость по координате, параллельной оси вращения устройства сканирования, θy. В результате в каждом импульсе лазерный луч зондирует внутри поля зрения локационной системы строку с угловыми размерами θx, θy.
Положение лазерной строки в наблюдаемом пространстве определяется угловым положением зеркала однокоординатного сканирующего устройства 4. В кадре с угловым размером в направлении развертки, равным Ω, может быть сформировано N=Ω/(Mϕ) лазерных строк.
Если в пределах лазерной строки имеется объект, отражающий или рассеивающий излучение зондирующего лазера, на оптический объектив фотоприемного устройства 7 попадет часть рассеянного объектом излучения, и объектив построит изображение части объекта в фокальной плоскости. Так как направление излучаемого лазерного импульса и направление оси визирования объектива в каждый момент времени совпадают, изображение освещенной лазерным импульсом области объекта попадет на М-рядную линейку волокон 8, размещенную в плоскости изображения объектива. При выборе диаметра волокна равным d=Fϕ, где F - фокусное расстояние объектива, числа волокон в линейке равным К и числа линеек в массиве торцов волокон равным М, на массиве торцов волокон будет построено изображение всех объектов в зондируемой данным импульсом области пространства. Последовательность из N импульсов, сканируемых с угловым интервалом θx, позволит зафиксировать все объекты в угловом поле зрения системы (N*M*ϕ, К*ϕ) с разрешением ϕ.
Отраженный от объекта лазерный импульс, в зависимости от углового положения объекта относительно оси визирования объектива, изображается на группу волокон М-рядной линейки 8, соответствующую угловому положению и размеру объекта по строчной координате. Принятый каждым волокном лазерный поток направляется на одно фотоприемное устройство из массива фотоприемных устройств 9 и преобразуется в электрический импульс, задержанный на время tЗ=2L/c относительно времени излучения, где L - дальность до наблюдаемой точки объекта, с - скорость света.
Блок обработки сигналов вычислительного устройства 6 измеряет величину временной задержки принятого лазерного импульса относительно излученного лазером светового импульса и вычисляет текущую дальность по данному направлению до отражающего объекта. Выходными данными блока обработки являются текущий код направления по строке, текущий код направления по кадру и дальность. Массив этих данных, получаемый за один кадр сканирования, позволяет построить трехмерное изображение исследуемого пространства.
Текущий код направления по кадровой координате определяет угловые координаты точечных объектов в направлении сканирования с точностью до размера элемента разрешения. Код определяется по данным датчика угла поворота однокоординатного сканирующего устройства и номеру ряда торцов волокон в фокальной плоскости объектива. Код направления по строке определяется номером волокна в ряду.
В результате за каждый цикл сканирования (кадр) вычислительное устройство регистрирует 3 массива данных измерений, из которых первый массив из N*M данных - это угловые положения диаграммы направленности лазера в зоне наблюдения, отсчитанные в плоскости сканирования по показаниям датчика угла поворота сканирующего устройства с поправкой на величину скоростной аберрации в случае больших дистанций и высоких скоростей сканирования, второй массив из К данных - это угловые координаты осей диаграммы направленности фотоприемных апертур волокон, формирующих один ряд массива торцов волокон в плоскости изображения объектива. Наконец, третий массив данных, содержащий K*N*M элементов, - это массив дальностей до обнаруженных в зоне наблюдения объектов, привязанный к массивам угловых направлений.
Полученные данные измерений позволяют для каждого кадра построить 3-мерную картину расположения объектов в пространстве, а сравнение последовательных кадров - измерить характеристики движения этих объектов.
Лазер 1, работающий в импульсно-периодическом режиме с частотой следования импульсов в десятки кГц и генерирующий импульсы наносекундной длительности, может быть реализован на активном элементе из граната с неодимом (длина волны 1,06 мкм) или кристалле ИЛФ с неодимом (длина волны 1,053 мкм) с использованием оптической накачки полупроводниковыми лазерными диодами. Перспективным является также использование волоконных лазеров с легированием иттербием (длина волны 1,07 мкм) или эрбием (длина волны 1,55 мкм). Волоконные лазеры обеспечивают КПД на уровне 25% и частоты генерации до единиц МГц. Для подводной локации и локации в условиях космоса могут быть использованы зеленые (длина волны 0,53 мкм) лазеры на основе легированных неодимом сред с нелинейным удвоителем частоты. При построении системы импульсной лазерной локации, безопасной для зрения, кроме эрбиевого волоконного лазера может быть использован лазер на активном элементе из граната с неодимом с параметрическим внутрирезонаторным преобразованием в безопасную для глаз длину волны (длина волны 1,57 мкм). При макетировании устройства нами был использован серийно выпускаемый твердотельный лазер ТЕСН-1053 (http.//www.laser-compact.ru/prod/1053.html).
Однокоординатное сканирующее устройство 4 может быть реализовано на основе сканирующего зеркала с шаговым или бесколлекторным вентильным двигателем и датчиком углового положения зеркала. Нами были использованы моментный двигатель 6ДБМ40-0,04-5-3 и энкодер ЛИР-219Б.
В качестве объектива фотоприемного устройства 7 может быть использован как специально разработанный объектив с просветлением и интерференционным фильтром на лазерную длину волны, так и стандартный объектив видимого диапазона с интерференционным фильтром на лазерную длину волны на входе. При угловом поле зрения системы импульсной лазерной локации, равном Ω, фокусное расстояние объектива фотоприемного устройства 7 должно быть равным F=Kd/(2tgΩ). Нами был использован фотографический объектив «Волна-3» с интерференционным фильтром на длину волны 1,053 мкм вместо штатного светофильтра.
В качестве фотоприемных устройств может использоваться набор одиночных лавинных или p-i-n фотодиодов, геометрические размеры фоточувствительных площадок которых обеспечат прием лазерного излучения с выхода одиночного волокна оптического жгута. Диаметр фоточувствительных площадок лавинных фотодиодов должен превышать диаметр волокон на 10…40 процентов. При введении оптических элементов для фокусировки лазерного излучения с выхода волокон диаметр площадок может быть уменьшен. Нами были использованы волокна с диаметром ядра и оболочки 400/430 мкм и p-i-n фотодиод фирмы Хамаматсу.
Каждый фотодиод, связанный с ним трансимпедансный усилитель и пороговая схема формирования импульса, соответствующего моменту прихода эхоимпульса, монтируются на общую плату массива фотоприемных устройств, снабженную схемой термостабилизации.
Блок обработки сигналов вычислительного устройства 6 и процессор вычислительного устройства 13 могут быть реализованы, например, на микросхеме FPGA Spartan-6, имеющей высокую тактовую частоту и достаточное число каналов параллельной обработки данных. Блок управления приводом сканирующего устройства поставляется изготовителем привода.
Технический результат заключается в улучшении качества локационного кадра, сокращении времени обзора, уменьшении габаритно-массовых характеристик локационной системы, повышении надежности и информативности лазерного локатора за счет повышения равномерности плотности потока мощности по сечению зондирующего лазерного пучка и увеличения числа рядов торцов волокон в фокальной плоскости приемного объектива.
Claims (1)
- Система импульсной лазерной локации, содержащая импульсный лазер, выходную оптическую систему передающего канала, фотоприемное устройство регистрации момента лазерного импульса, однокоординатное сканирующее устройство, оптический объектив фотоприемного устройства, вычислительное устройство, массив фотоприемных устройств, а также волоконно-оптический жгут, волокна которого с одной стороны обращены торцами к соответствующим фотоприемникам массива фотоприемных устройств, а с другой стороны торцы волокон жгута обращены к выходу оптического объектива фотоприемного устройства и расположены в его фокальной плоскости, причем выход фотоприемного устройства регистрации момента излучения лазерного импульса подключен на вход синхронизации вычислительного устройства, вход синхронизации лазера подключен к выходу синхронизации вычислительного устройства, а выходы фотоприемников массива фотоприемных устройств подключены к измерительным входам дальности вычислительного устройства, отличающаяся тем, что выходная оптическая система передающего канала включает оптику, формирующую астигматический лазерный пучок с соотношением угловых расходимостей по ортогональным координатам θx=Мϕ, θy=Кϕ, где ϕ - угловая разрешающая способность системы, массив фотоприемных устройств включает М*К фотоприемников (М≤К), а волоконно-оптический жгут содержит М*К волокон, которые с одной стороны обращены торцами к соответствующим фотоприемникам массива фотоприемных устройств, а с другой стороны торцы волокон жгута смонтированы в М-рядный массив из М*К волокон по К волокон в ряду, причем большая расходимость θy соответствует координате, параллельной оси вращения однокоординатного сканирующего устройства и ориентации линеек из К волокон в фокальной плоскости оптического объектива фотоприемного устройства, меньшая расходимость θx соответствует координате, перпендикулярной оси вращения сканирующего устройства М элементов разрешения системы, а диаметр оптоволокна в жгуте d и фокальное расстояние объектива F выбираются из условия d/F=θx/M.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121074A RU2660390C1 (ru) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Система импульсной лазерной локации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121074A RU2660390C1 (ru) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Система импульсной лазерной локации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2660390C1 true RU2660390C1 (ru) | 2018-07-06 |
Family
ID=62815831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121074A RU2660390C1 (ru) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Система импульсной лазерной локации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2660390C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717362C1 (ru) * | 2019-08-16 | 2020-03-23 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Система импульсной лазерной локации |
| CN113552580A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-26 | 上海禾赛科技有限公司 | 激光雷达以及使用该激光雷达进行目标物探测的方法 |
| RU2809468C1 (ru) * | 2023-05-24 | 2023-12-12 | Евгений Владленович Бурый | Лазерная локационная система |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471203C1 (ru) * | 2011-10-04 | 2012-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Лазерный измеритель расстояний |
| RU2484500C2 (ru) * | 2007-10-09 | 2013-06-10 | Данмаркс Текниске Университет | Когерентная лидарная система на основе полупроводникового лазера и усилителя |
| RU2528109C1 (ru) * | 2013-04-18 | 2014-09-10 | Виктор Прович Семенков | Система импульсной лазерной локации |
| US20170155225A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-01 | Luminar Technologies, Inc. | Pulsed laser for lidar system |
-
2017
- 2017-06-15 RU RU2017121074A patent/RU2660390C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2484500C2 (ru) * | 2007-10-09 | 2013-06-10 | Данмаркс Текниске Университет | Когерентная лидарная система на основе полупроводникового лазера и усилителя |
| RU2471203C1 (ru) * | 2011-10-04 | 2012-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Лазерный измеритель расстояний |
| RU2528109C1 (ru) * | 2013-04-18 | 2014-09-10 | Виктор Прович Семенков | Система импульсной лазерной локации |
| US20170155225A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-01 | Luminar Technologies, Inc. | Pulsed laser for lidar system |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2717362C1 (ru) * | 2019-08-16 | 2020-03-23 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Система импульсной лазерной локации |
| CN113552580A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-26 | 上海禾赛科技有限公司 | 激光雷达以及使用该激光雷达进行目标物探测的方法 |
| RU2809468C1 (ru) * | 2023-05-24 | 2023-12-12 | Евгений Владленович Бурый | Лазерная локационная система |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105143820B (zh) | 利用多个发射器进行深度扫描 | |
| CN108226899B (zh) | 激光雷达及其工作方法 | |
| US8946637B2 (en) | Compact fiber-based scanning laser detection and ranging system | |
| CN104914445B (zh) | 用于激光雷达的复合式扫描系统 | |
| CN110187357B (zh) | 三维图像重构的激光主动成像系统 | |
| US8159680B2 (en) | Single-transducer, three-dimensional laser imaging system and method | |
| CN109490908B (zh) | 一种线扫描激光雷达及扫描方法 | |
| CN106443635A (zh) | 一种微型激光雷达系统 | |
| WO2021212915A1 (zh) | 一种激光测距装置及方法 | |
| CN101846745B (zh) | 基于强关联量子成像原理的激光雷达 | |
| CN104166142A (zh) | 一种多元光子计数激光测距的三维成像系统 | |
| CN108761482A (zh) | 一种基于mems振镜的微型激光三维成像雷达及成像方法 | |
| JP2664399B2 (ja) | コヒーレント光検出法を用いた３次元ビジョンシステム | |
| CN109521438B (zh) | 一种多波束光子计数激光成像方法 | |
| CN103994719A (zh) | 基于盖革apd阵列的高精度三维成像装置及其使用方法 | |
| WO2020068249A1 (en) | Lidar system with anamorphic objective lens | |
| RU2660390C1 (ru) | Система импульсной лазерной локации | |
| CN101210969A (zh) | 凝视型高分辨率三维成像探测器 | |
| CN102520412A (zh) | 基于微机械mems 二维扫描镜阵列的激光主动探测装置 | |
| RU2717362C1 (ru) | Система импульсной лазерной локации | |
| RU2612874C1 (ru) | Система импульсной лазерной локации | |
| CN110336183A (zh) | 一种半导体激光器装置和激光雷达系统 | |
| CN111965838B (zh) | 一种基于振动方式的多模光纤激光散斑抑制方案的参数选择方法 | |
| RU2528109C1 (ru) | Система импульсной лазерной локации | |
| JPH07198845A (ja) | 距離・画像測定装置 |