RU2756381C1 - Laser rangefinder - Google Patents

Laser rangefinder Download PDF

Info

Publication number
RU2756381C1
RU2756381C1 RU2021108974A RU2021108974A RU2756381C1 RU 2756381 C1 RU2756381 C1 RU 2756381C1 RU 2021108974 A RU2021108974 A RU 2021108974A RU 2021108974 A RU2021108974 A RU 2021108974A RU 2756381 C1 RU2756381 C1 RU 2756381C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photodetector
threshold
output
power
variable threshold
Prior art date
Application number
RU2021108974A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Григорьевич Вильнер
Михаил Михайлович Землянов
Евгений Викторович Кузнецов
Александр Ефремович Сафутин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
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 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Priority to RU2021108974A priority Critical patent/RU2756381C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2756381C1 publication Critical patent/RU2756381C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08Use of electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves

Abstract

FIELD: semiconductors.
SUBSTANCE: laser rangefinder containing the main and test emitters of different power with power circuits, a photodetector with a lens, a threshold device with a variable threshold adjuster connected at the output of the photodetector and connected at the output with a control circuit and a time interval meter, the threshold device is equipped with a constant threshold level adjuster Uo, variable threshold adjuster U(Z), where Z is the current value of the range, and the power supply circuit of the main emitter is connected to the output of the control circuit, the output energy Е0 of the probe radiation is limited by the relation
Figure 00000013
where Dpd is the diameter of the photodetector lens, ψ is the angle of divergence of the probe emitter, R is the distance to the mirror reflector, Emin is the minimum radiation energy received by the photodetector, Empl is the maximum permissible level of illumination of the photodetector, and the variable threshold U (Z) is The scatter envelope is set above the backscatter envelope for all possible dissipation factors. The variable threshold can be inversely proportional to the third power of the current range Z.
EFFECT: ensuring a safe mode of operation of the photodetector while maintaining the required probability of reliable measurements in a wide range of ranges.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к лазерной локации, а именно, к импульсным лазерным дальномерам и локаторам.The invention relates to laser ranging, namely, to pulsed laser range finders and locators.

Известны системы импульсной лазерной локации, содержащие импульсный лазер и фотоприемник, а также схему измерения задержки отраженного сигнала, предназначенные для измерения дальности до удаленных объектов [1].Known systems of pulsed laser ranging, containing a pulsed laser and a photodetector, as well as a circuit for measuring the delay of the reflected signal, designed to measure the distance to distant objects [1].

Особенность таких систем широкий амплитудный диапазон сигналов, отраженных от объектов на малых и больших расстояниях. Это приводит к перегрузкам приемного тракта и снижает его помехоустойчивость в ближней зоне [2]. Защита от помех, создаваемых посторонними местными объектами и аэрозолями воздушной трассы осуществляется с помощью временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ) и порога (ВАРП) [2], однако эти меры неэффективны при перегрузках первых каскадов приемно-усилительного тракта, вызывающих ухудшение разрешающей способности и точности временной привязки отраженного сигнала [3]. При этом существует риск поражения фотоприемника излучением, отраженным от зеркального объекта. Известно фотоприемное устройство лазерного дальномера [4], в котором указанный недостаток устранен за счет введения перед чувствительной площадкой фотоприемника управляемого электрооптического ослабителя, однако такое решение приводит к существенному усложнению устройства и ухудшению отношения сигнал/шум.A feature of such systems is a wide amplitude range of signals reflected from objects at short and long distances. This leads to overloads of the receiving path and reduces its noise immunity in the near zone [2]. Protection against interference created by extraneous local objects and aerosols of the airway is carried out using temporary automatic gain control (VARC) and threshold (VARP) [2], however, these measures are ineffective when overloading the first stages of the receiving-amplifying path, causing deterioration of the resolution and accuracy time reference of the reflected signal [3]. In this case, there is a risk of damage to the photodetector by radiation reflected from the mirror object. Known photodetector laser rangefinder [4], in which this drawback is eliminated by introducing a controlled electro-optical attenuator in front of the sensitive area of the photodetector, however, this solution leads to a significant complication of the device and deterioration of the signal-to-noise ratio.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является лазерный дальномер с пробным излучателем [5]. Указанное устройство содержит два излучателя разной мощности со схемами управления, фотоприемник, пороговое устройство с задатчиком стандартного порога, включенное на выходе фотоприемника и по выходу связанное с измерителем временных интервалов и со схемой управления более мощным излучателем.The closest in technical essence to the proposed invention is a laser rangefinder with a test emitter [5]. The specified device contains two emitters of different power with control circuits, a photodetector, a threshold device with a standard threshold adjuster connected at the output of the photodetector and connected at the output with a time interval meter and with a control circuit of a more powerful emitter.

Данная схема выделяет слабые принятые сигналы, например, сигналы, отраженные атмосферными аэрозолями. Поэтому при наличии сигнала обратного рассеяния [2], превышающего стандартный сигнал обратного рассения, формируемый задатчиком, система блокируется и утрачивает способность получать информацию от удаленных объектов.This scheme highlights weak received signals, such as signals reflected by atmospheric aerosols. Therefore, in the presence of a backscatter signal [2] that exceeds the standard backscatter signal generated by the master, the system is blocked and loses the ability to receive information from distant objects.

Задачей изобретения является обеспечение безопасного режима работы фотоприемника при сохранении требуемой вероятности достоверного измерения в широком диапазоне дальностей.The objective of the invention is to provide a safe mode of operation of the photodetector while maintaining the required probability of reliable measurements in a wide range of ranges.

Эта задача решается за счет того, что в известном лазерном дальномере, содержащем основной и пробный излучатели разной мощности со схемами питания, фотоприемник с объективом, пороговое устройство с задатчиком переменного порога, включенное на выходе фотоприемника и по выходу связанное со схемой управления и измерителем временных интервалов, пороговое устройство снабжено задатчиком постоянного порогового уровня Uo, задатчик переменного порога U(Z), где Z - текущее значение дальности, и схема питания основного излучателя связаны с выходом схемы управления, выходная энергия Е0 пробного излучения ограничена соотношением

Figure 00000001
где Dпр - диаметр объектива фотоприемника, ψ - угол расходимости излучения пробного излучателя, R - дальность до зеркального отражателя, Emin - минимальная принимаемая фотоприемником энергия излучения, Епду - предельно допустимый уровень засветки фотоприемника, а переменный порог U(Z) в области действия помехи обратного рассеяния установлен выше огибающей помех обратного рассеяния для всех возможных коэффициентов рассеяния.This problem is solved due to the fact that in the known laser rangefinder, containing the main and test emitters of different power with power circuits, a photodetector with a lens, a threshold device with a variable threshold adjuster connected at the output of the photodetector and connected at the output with a control circuit and a time interval meter , the threshold device is equipped with a constant threshold level U o , a variable threshold U (Z), where Z is the current range value, and the power supply circuit of the main emitter is connected to the output of the control circuit, the output energy E 0 of the probe radiation is limited by the ratio
Figure 00000001
wherein D ave - diameter photoreceiver lens, ψ - divergence angle probe emitter radiation, R - distance to a mirror reflector, E min - minimum accepted photodetector radiation energy E RC - maximum allowable level of illumination of the photodetector, and the variable threshold U (Z) in The backscatter interference action is set above the backscatter noise envelope for all possible dissipation factors.

Переменный порог может быть обратно пропорционален третьей степени текущей дальности Z.The variable threshold can be inversely proportional to the third power of the current range Z.

На чертеже фиг. 1 представлена функциональная схема лазерного дальномера. Фиг 2 иллюстрирует ход лучей на трассе дальномера. На фиг. 3 приведена осциллограмма помехи обратного рассеяния.In the drawing, FIG. 1 shows a functional diagram of a laser rangefinder. Fig. 2 illustrates the path of the rays along the path of the rangefinder. FIG. 3 shows an oscillogram of backscatter interference.

В состав лазерного дальномера входят основной излучатель 1, пробный излучатель 2, фотоприемник с объективом 3, на выходе которого включено пороговое устройство 4 с задатчиком постоянного порога 5 и задатчиком временной автоматической регулировки порога (ВАРП) 6. Выход порогового устройства связан с измерителем временных интервалов (ИВИ) 7 и схемой управления 8, выход которой подключен ко входам задатчика ВАРП 6 и входом «пуск» основного излучателя. Вход «пуск» пробного излучателя 2 связан также со схемой управления 8.The laser rangefinder includes a main emitter 1, a test emitter 2, a photodetector with a lens 3, at the output of which a threshold device 4 is switched on with a constant threshold setpoint 5 and a timed automatic threshold control unit (VARP) 6. The output of the threshold device is connected to a time interval meter ( IVI) 7 and control circuit 8, the output of which is connected to the inputs of the VARP 6 setter and the "start" input of the main emitter. The "start" input of the test emitter 2 is also connected with the control circuit 8.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В исходном состоянии основной излучатель 1 и задатчик ВАРП 6 заблокированы. При подаче команды «пуск» срабатывает пробный излучатель 2, направляя на выбранный объект импульс зондирующего излучения. Момент излучения t0 фиксируется измерителем временных интервалов, фотоприемник 3 принимает отраженный объектом импульс. Определяемый задатчиком 5 постоянный порог срабатывания порогового устройства 4, соответствует минимальной пороговой энергии принятого сигнала Емин (мощности сигнала Рминмин/tи, где tи - длительность импульса). Эти параметры определяются шумами фотоприемника и вероятностями ложного срабатывания и правильного обнаружения [1, 2].In the initial state, the main emitter 1 and the VARP regulator 6 are blocked. When the command "start" is given, the test emitter 2 is triggered, directing a pulse of probing radiation to the selected object. The moment of radiation t 0 is fixed by the time interval meter, the photodetector 3 receives the pulse reflected by the object. The constant triggering threshold of the threshold device 4 determined by the control unit 5 corresponds to the minimum threshold energy of the received signal E min (signal power P min = E min / t and , where t and is the pulse duration). These parameters are determined by the noise of the photodetector and the probabilities of false triggering and correct detection [1, 2].

Если в створе зондирующего излучения присутствует зеркальный отражатель (световозвращатель, ретрорефлектор, триппель-призма) с эффективной отражающей поверхностью, достаточной для формирования на фотоприемнике энергии, превышающей уровень Емин, то пороговое устройство 4 срабатывает и формирует импульс, временное положение которого t1 регистрируется измерителем временных интервалов 7, вычисляющим интервал времени Т=t1-t0. Дальность R до зеркально отражающего объекта определяют по формуле R=сТ/2, где с - скорость света [1].If a mirror reflector (retroreflector, retroreflector, triple-prism) with an effective reflecting surface sufficient to generate energy on the photodetector exceeding the level E min is present in the probe radiation alignment, then the threshold device 4 is triggered and generates a pulse, the temporal position of which t 1 is recorded by the meter time intervals 7, calculating the time interval T = t 1 -t 0 . The distance R to a specularly reflecting object is determined by the formula R = cT / 2, where c is the speed of light [1].

Если в створе зондирующего луча нет зеркального отражателя, то пороговое устройство не срабатывает, и схема управления 8 формирует сигналы на запуск задатчика ВАРП 6 и основного излучателя 1. Далее процедура измерения дальности осуществляется в том же порядке, что и при пробном зондировании.If there is no mirror reflector in the probe beam alignment, then the threshold device does not work, and the control circuit 8 generates signals to start the VARP 6 and the main emitter 1. Further, the range measurement procedure is carried out in the same order as in the trial sounding.

Благодаря описанному порядку работы устройства обеспечивается безопасный уровень засветки фотоприемника отраженными импульсами излучения.Thanks to the described order of operation of the device, a safe level of illumination of the photodetector by reflected radiation pulses is ensured.

При современном уровне чувствительности фотоприемников Емин, близком к теоретически предельному, и массогабаритных ограничениях, предъявляемых к оптике дальномеров, для обеспечения максимальной измеряемой дальности 5-25 км энергия зондирующего излучения Е0 должна быть не менее 10-20 мДж [2]. Известные дальномеры имеют именно такую выходную энергию лазерного излучения [6]. При таких энергетических соотношениях зеркальный отражатель, перекрывающий пучок излучения (фиг. 2) приводит к облучению фотоприемника энергией, значительно превышающей предельно допустимый уровень Епду.With the current level of sensitivity of photodetectors E min , close to the theoretically limiting one, and weight and size restrictions imposed on the optics of rangefinders, to ensure the maximum measured range of 5-25 km, the energy of probing radiation E 0 should be at least 10-20 mJ [2]. Known range finders have just such an output energy of laser radiation [6]. With such energy ratios, the mirror reflector overlapping the radiation beam (Fig. 2) leads to irradiation of the photodetector with energy that significantly exceeds the maximum permissible level E pdu .

Для наглядности на схеме фиг. 2 ход отраженных лучей условно продолжен в направлении зондирующего излучения. Очевидно, что действующий максимальный диаметр зеркального отражателя Dотр вдвое меньше диаметра приемного объектива Dпр. Исходя из этого, нетрудно определить энергию засветки фотоприемника зеркально отраженным излучением основного лазера с учетом локационного уравнения [1, 2].For clarity, the diagram in FIG. 2, the path of the reflected beams is conditionally continued in the direction of the probe radiation. It is obvious that the current mirror reflector maximum diameter D Neg half the diameter D of the receiving lens so on. Based on this, it is easy to determine the energy of the photodetector illumination specularly reflected main laser radiation with the radar equation [1, 2].

Figure 00000002
Figure 00000002

где ψ - угол расходимости пучка зондирующего излучения;where ψ is the angle of divergence of the probe radiation beam;

R - расстояние до отражателя.R is the distance to the reflector.

Пример 1Example 1

Dпр=40 мм; ψ=10-3 рад; Е0=0,01 Дж; R=Rмин=100 м - минимальное расстояние до отражателя, при котором засветка фотоприемника максимальна. Do-rp=Dnp/2=20 мм. При этих данных в соответствии с (1)D pr = 40 mm; ψ = 10 -3 rad; E 0 = 0.01 J; R = R min = 100 m - the minimum distance to the reflector, at which the illumination of the photodetector is maximum. Do-rp = Dnp / 2 = 20 mm. With these data, in accordance with (1)

Figure 00000003
Figure 00000003

Предельно допустимый уровень энергии Епду=10-10 Дж установлен для стандартного фотоприемного устройства ФУО-119 на базе кремниевого лавинного фотодиода [7].The maximum permissible energy level E pdu = 10 -10 J is set for a standard FUO-119 photodetector based on a silicon avalanche photodiode [7].

Из неравенства (2) видно, что при наличии на трассе отражателя в условиях примера 1 и на более высоких дальностях R в пределах заданного диапазона измерений фотоприемник будет выведен из строя обратно отраженным излучением основного излучателя.It can be seen from inequality (2) that if there is a reflector on the path under the conditions of example 1 and at higher ranges R within the specified measurement range, the photodetector will be disabled by the back reflected radiation of the main emitter.

Формула (1) справедлива и для оценки уровня засветки зеркально отраженным излучением пробного излучателя.Formula (1) is also valid for assessing the level of illumination by specularly reflected radiation of the probe emitter.

Известен миниатюрный полупроводниковый лазерный излучатель с микроцилиндрической линзой, в данном техническом решении не требующий дополнительной фокусирующей оптики [8]. Параметры этого излучателя: выходная мощность излучения 60 Вт; расходимость пучка излучения 10×10°; длительность импульса 10-8 с; энергия импульса 60 Вт⋅10-8 с = 6⋅10-7 Дж; габариты лазера ∅5,8×4,6; габариты микроцилиндрической линзы ∅1×2.Known miniature semiconductor laser emitter with a microcylindrical lens, in this technical solution does not require additional focusing optics [8]. Parameters of this emitter: output radiation power 60 W; radiation beam divergence 10 × 10 °; pulse duration 10 -8 s; pulse energy 60 W⋅10 -8 s = 6⋅10 -7 J; laser dimensions ∅5.8 × 4.6; dimensions of the microcylindrical lens ∅1 × 2.

Согласно (1), для пробного излучателяAccording to (1), for a test emitter

Е*пр=7,88⋅10-13 Дж.E * pr = 7.88⋅10 -13 J.

Таким образом, при работе пробного излучателя принимаемый сигнал превышает минимальную принимаемую энергию Емин=6⋅10-16 Дж [7] и не превосходит предельно допустимого уровня Епду=10-10 Дж, что соответствует условию

Figure 00000004
отмеченному в формуле изобретения.Thus, during the operation of the test emitter, the received signal exceeds the minimum received energy E min = 6⋅10 -16 J [7] and does not exceed the maximum permissible level E pdu = 10 -10 J, which corresponds to the condition
Figure 00000004
noted in the claims.

Существенное влияние на работу дальномера оказывает атмосфера. Затухание на трассе выше не учтено, поскольку рассматривался наихудший в смысле уровня вредных засветок случай. Однако в основном режиме работы обратно рассеянное атмосферой излучение лазерного передатчика дальномера может создавать помехи.The atmosphere has a significant impact on the operation of the rangefinder. Attenuation on the path above was not taken into account, since the worst case in terms of the level of harmful flares was considered. However, in the main mode of operation, the backscattered radiation from the laser transmitter of the rangefinder can cause interference.

Сигнал обратного рассеяния имеет вид [9]:The backscattered signal has the form [9]:

Figure 00000005
Figure 00000005

где Z - расстояние до элементарного рассеивающего объема;where Z is the distance to the elementary scattering volume;

Z' - переменная интегрирования;Z '- variable of integration;

A(Z) - аппаратная функция, учитывающая энергетический потенциал и геометрический фактор прибора, обусловленный неполным перекрытием полей излучателя и приемника в ближней зоне;A (Z) - instrumental function that takes into account the energy potential and the geometric factor of the device, due to the incomplete overlap of the fields of the emitter and receiver in the near zone;

βs(Z) и βt(Z') - усредненные профили объемных коэффициентов рассеяния и ослабления; для ориентировочной оценки можно считать βs(Z)=βt(Z')=3/V;β s (Z) and β t (Z ') are the averaged profiles of the volumetric scattering and attenuation coefficients; for a rough estimate, β s (Z) = β t (Z ') = 3 / V;

V - метеорологическая дальность видимости;V - meteorological visibility range;

gπ(Z) - усредненный профиль лидарного отношения (нормированного коэффициента обратного рассеяния, определяемого индикатрисой рассеяния); можно принять gπ(Z)=1/8π [9].g π (Z) is the averaged profile of the lidar ratio (normalized backscattering coefficient determined by the scattering indicatrix); one can take g π (Z) = 1 / 8π [9].

Для среднего значения β(Z)=β из (3) следует:For the mean value β (Z) = β from (3) it follows:

Figure 00000006
Figure 00000006

где A*(Z) - нормированная функция A(Z); A*(Z) ~1 при Z ~ 100 м;where A * (Z) is the normalized function A (Z); A * (Z) ~ 1 at Z ~ 100 m;

Еo - энергия зондирующего сигнала;E o - the energy of the probing signal;

β - средний коэффициент рассеяния;β is the average scattering coefficient;

с - скорость света;c is the speed of light;

D - диаметр приемного объектива;D is the diameter of the receiving lens;

τo - коэффициент пропускания приемной оптики.τ o is the transmittance of the receiving optics.

Производная (4) по βDerivative (4) with respect to β

Figure 00000007
Figure 00000007

Из равенства (5) нулю следует условие максимума P(Z) в каждом сечении трассы зондирования.Equality (5) implies the zero condition for the maximum P (Z) in each section of the sounding path.

Figure 00000008
Figure 00000008

где П и П* - постоянные коэффициенты, определяемые энергетическим потенциалом аппаратуры.where P and P * are constant coefficients determined by the energy potential of the equipment.

Эффективная протяженность помехи обратного рассеяния не превышает 1 км. На фиг. 3 приведен пример такой помехи (цена горизонтального деления равна 1 мкс, что соответствует 150 м в масштабе Z. В ближней зоне помеха обратного рассеяния ограничена аппаратной функцией дальномера [2]. Поэтому реально зависимость (6) следует реализовывать с помощью переменной составляющей порога в области действия помехи обратного рассеяния в сравнительно узких пределах от 100 до 1000 м.The effective length of the backscatter interference does not exceed 1 km. FIG. 3 shows an example of such interference (the horizontal division is 1 μs, which corresponds to 150 m on the Z scale. In the near zone, the backscatter interference is limited by the instrumental function of the rangefinder [2]. Therefore, in reality, dependence (6) should be implemented using the variable component of the threshold in the region the effects of backscatter interference in a relatively narrow range from 100 to 1000 m.

В соответствии с предлагаемым изобретением был разработан макетный образец лазерного дальномера.In accordance with the proposed invention, a prototype laser rangefinder was developed.

Проведенные исследования подтвердили выполнение заданных технических требований во всех заданных условиях эксплуатации.The studies carried out have confirmed the fulfillment of the specified technical requirements in all specified operating conditions.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает безопасный режим работы фотоприемника при сохранении требуемой вероятности достоверного измерения в широком диапазоне дальностей.Thus, the proposed technical solution provides a safe mode of operation of the photodetector while maintaining the required probability of reliable measurements in a wide range of ranges.

Источники информацииSources of information

1. В.А. Волохатюк и др. "Вопросы оптической локации". - М.: Советское радио, М., 1971. - с. 213.1.V.A. Volokhatyuk et al. "Questions of optical location". - M .: Soviet radio, M., 1971. - p. 213.

2. В.Г. Вильнер и др. Достоверность измерений импульсного лазерного дальномера. М.: Фотоника. 2013, №3. - С. 42-60.2. V.G. Vilner et al. Measurement reliability of a pulsed laser rangefinder. M .: Photonics. 2013, no. 3. - S. 42-60.

3. В.Г. Вильнер и др. Пути достижения предельной точности лазерного скоростемера. М: Мир измерений. 2010, №7. - С.17-21.3. V.G. Vilner et al. Ways to achieve the ultimate accuracy of a laser speed meter. M: The world of measurements. 2010, no. 7. - P.17-21.

4. Radiation receiver with active optical protection system. US patent No 6,548,807.4. Radiation receiver with active optical protection system. US patent No. 6,548,807.

5. Laser measurement system. US pat. No 4,657,382. - прототип.5. Laser measurement system. US pat. No. 4,657,382. - prototype.

6. Simrad LP7. Jane's Electro-Optic Systems 2003-2004, p. 355.6. Simrad LP7. Jane's Electro-Optic Systems 2003-2004, p. 355.

7. Фотоприемное устройство одноэлементное ФУО-119-01 ОС2.003.030ТУ.7. Single-element photodetector FUO-119-01 OS2.003.030TU.

8. В.Г. Вильнер и др. Новые методы повышения энергии зондирующего излучения импульсных дальномеров-высотомеров на основе полупроводниковых лазеров. Казань: КГЭУ, Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. Электроэнергетика. №11-12, 2013. - С. 33-37.8. V.G. Vilner et al. New methods for increasing the probe radiation energy of pulsed range finders-altimeters based on semiconductor lasers. Kazan: KSPEU, Izvestiya VUZov. Energy problems. Power engineering. No. 11-12, 2013. - S. 33-37.

9. Вопросы лазерного зондирования атмосферы. [Сборник статей / АН СССР, Сиб. отд-ние, Ин-т оптики атмосферы; Отв. ред. чл.-кор. АН СССР В.Е. Зуев. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1976. - 189 с.9. Questions of laser sounding of the atmosphere. [Collection of articles / AN SSSR, Sib. department, Institute of Atmospheric Optics; Resp. ed. Corresponding Member USSR Academy of Sciences V.E. Zuev. - Novosibirsk: Science. Sib. department, 1976 .-- 189 p.

Claims (2)

1. Лазерный дальномер, содержащий основной и пробный излучатели разной мощности со схемами питания, фотоприемник с объективом, пороговое устройство с задатчиком переменного порога, включенное на выходе фотоприемника и по выходу связанное со схемой управления и измерителем временных интервалов, отличающийся тем, что пороговое устройство снабжено задатчиком постоянного порогового уровня Uo, задатчик переменного порога U(Z), где Z - текущее значение дальности, и схема питания основного излучателя связаны с выходом схемы управления, выходная энергия Е0 пробного излучения ограничена соотношением
Figure 00000009
где Dпр - диаметр объектива фотоприемника, ψ - угол расходимости излучения пробного излучателя, R - дальность до зеркального отражателя, Emin - минимальная принимаемая фотоприемником энергия излучения, Епду - предельно допустимый уровень засветки фотоприемника, а переменный порог U(Z) в области действия помехи обратного рассеяния установлен выше огибающей помех обратного рассеяния для всех возможных коэффициентов рассеяния.
1. A laser rangefinder containing the main and test emitters of different power with power circuits, a photodetector with a lens, a threshold device with a variable threshold adjuster connected at the output of the photodetector and connected at the output with a control circuit and a time interval meter, characterized in that the threshold device is equipped with setpoint constant threshold level U o , setpoint variable threshold U (Z), where Z is the current value of the range, and the power circuit of the main emitter are connected to the output of the control circuit, the output energy E 0 of the probe radiation is limited by the ratio
Figure 00000009
wherein D ave - diameter photoreceiver lens, ψ - divergence angle probe emitter radiation, R - distance to a mirror reflector, E min - minimum accepted photodetector radiation energy E RC - maximum allowable level of illumination of the photodetector, and the variable threshold U (Z) in The backscatter interference action is set above the backscatter noise envelope for all possible dissipation factors.
2. Лазерный дальномер по п. 1, отличающийся тем, что переменный порог обратно пропорционален третьей степени текущей дальности Z.2. The laser rangefinder according to claim 1, characterized in that the variable threshold is inversely proportional to the third power of the current range Z.
RU2021108974A 2021-04-02 2021-04-02 Laser rangefinder RU2756381C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108974A RU2756381C1 (en) 2021-04-02 2021-04-02 Laser rangefinder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108974A RU2756381C1 (en) 2021-04-02 2021-04-02 Laser rangefinder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756381C1 true RU2756381C1 (en) 2021-09-29

Family

ID=78000064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021108974A RU2756381C1 (en) 2021-04-02 2021-04-02 Laser rangefinder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756381C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791186C1 (en) * 2022-06-15 2023-03-03 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Laser pulse rangefinder

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2324145C1 (en) * 2006-11-09 2008-05-10 Николай Николаевич Слипченко Laser rangefinder
US20100245800A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Brown Jerry G Method and System for Determination of Detection Probability of a Target Object Based on Vibration
WO2016187938A1 (en) * 2015-05-25 2016-12-01 上海诺司纬光电仪器有限公司 Ranging system and method for calibrating ranging system
RU2655003C1 (en) * 2017-07-03 2018-05-23 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Laser range finder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2324145C1 (en) * 2006-11-09 2008-05-10 Николай Николаевич Слипченко Laser rangefinder
US20100245800A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Brown Jerry G Method and System for Determination of Detection Probability of a Target Object Based on Vibration
WO2016187938A1 (en) * 2015-05-25 2016-12-01 上海诺司纬光电仪器有限公司 Ranging system and method for calibrating ranging system
RU2655003C1 (en) * 2017-07-03 2018-05-23 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Laser range finder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791186C1 (en) * 2022-06-15 2023-03-03 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Laser pulse rangefinder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7917320B2 (en) Digital signal processing in optical systems used for ranging applications
US7554652B1 (en) Light-integrating rangefinding device and method
US8781790B2 (en) Return pulse shape analysis for falling edge object discrimination of aerosol LIDAR
TWI432768B (en) Procedure and device to determining a distance by means of an opto-electronic image sensor
JPH06214027A (en) Detector of range of laser
CN110927734A (en) Laser radar system and anti-interference method thereof
JP7208052B2 (en) optical rangefinder
JP7135350B2 (en) OBJECT DETECTION DEVICE, MOBILE DEVICE, AND OBJECT DETECTION METHOD
WO2023045424A1 (en) Photomask contamination detection method and photomask contamination detection system for laser radar
EP2260325B1 (en) Light-integrating rangefinding device and method
US20220018764A1 (en) Method for determining the distance and reflectivity of an object surface
US20230065210A1 (en) Optical distance measuring device
JP2006010696A (en) Method and device for measuring light signal flight time
RU2756381C1 (en) Laser rangefinder
US20200292667A1 (en) Object detector
JP2019028039A (en) Distance measurement device and distance measurement method
RU2756782C1 (en) Laser rangefinder with test head
RU2756783C1 (en) Pulse laser rangefinder
CN115015873A (en) Echo signal detection method, echo signal detection device, medium, and laser radar
CN212749236U (en) Two-dimensional scanning remote laser radar
Golovkov et al. Receiving system of a pulsed laser rangefinder
KR20230142451A (en) Scanning laser apparatus and method having detector for detecting low energy reflections
Pershin New generation of the portable backscatter lidar with eye-safe energy level for environmental sensing
RU2766065C1 (en) Method for locating range measurement
KR102177933B1 (en) Distance measurement apparatus and method using visible light laser and near-infrared pulse laser