RU2779243C1 - Широкодиапазонное устройство для бестрассовой проверки параметров лазерных дальномеров - Google Patents
Широкодиапазонное устройство для бестрассовой проверки параметров лазерных дальномеров Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779243C1 RU2779243C1 RU2021120700A RU2021120700A RU2779243C1 RU 2779243 C1 RU2779243 C1 RU 2779243C1 RU 2021120700 A RU2021120700 A RU 2021120700A RU 2021120700 A RU2021120700 A RU 2021120700A RU 2779243 C1 RU2779243 C1 RU 2779243C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- rangefinder
- pulse
- range
- installation
- Prior art date
Links
- 210000000188 Diaphragm Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 17
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 abstract 1
- 230000001808 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к устройствам контроля дальности действия лазерных дальномеров без проведения полевых испытаний и оценки чувствительности канала приема отраженного от цели светового сигнала. Сущность изобретения заключается в двухуровневой схеме освещения оптики формирования амплитуды импульсов. Заявленная установка содержит выходной объектив, сопряженный с объективом дальномера; устройство сопряжения с объективом дальномера, обеспечивающее ослабление лазерного луча; плату формирования стартового импульса; электронный блок задержки импульса; лазер; персональный компьютер; двухуровневую схему освещения, состоящую из двух наклонных зеркал, светорассеивающей пластины; оптику, состоящую из двух линз и диска калиброванных диафрагм, обеспечивающих требуемую мощность импульса лазера; куб-призму, обеспечивающую совмещение лазерного сигнала и излучение марки. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение проверки дальности действия дальномера в широком диапазоне дальностей. 2 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам контроля дальности действия лазерных дальномеров без полевых испытаний.
Известна установка для бестрассовой проверки лазерного дальномера, содержащая ослабитель мощности лазерных импульсов проверяемого дальномера, устройство формирования стартового импульса, персональный компьютер, блок питания, оптическую систему формирования лазерного пучка, куб-призму совмещения изображения сетки в виде излучающих светодиодов с пучком лазера, источник питания сетки, светодиода установки и платы формирования стартового импульса.
(см. Патент РФ №2541077, G01C 3/00, 2006. и патент РФ№2545579, G01C 3/00, 2021, принятый за прототип)
Существующие установки такого типа обеспечивают точное измерение дальности лишь в ограниченных диапазонах, что связано с величиной сигнала, приходящего от цели. Если взять диапазон дальности от 150 м до 10000 м, то уровень приходящего сигнала составляет 
(освещенность от цели на 150 м и 10000 м), а сигнал может регулироваться диафрагмами в установке в пределах 2,5⋅102. Дальнейшее ослабление сигнала обеспечивается внешними диафрагмами, установленными на выходе, обеспечивая ослабление сигнала до 10-4, что достигается использованием диафрагм диаметром менее 1 мм. Для установки, используемой в полевых условиях, это не допустимо, так как маленькое отверстие быстро загрязняется, что приводит к большим ошибкам в измерении дальности.
Задачей и техническим результатом предложения является обеспечение проверки дальности действия дальномера в широком диапазоне дальностей.
Решением заявленной задачи является установка для бестрассовой проверки лазерного дальномера, содержащая ослабитель мощности лазерных импульсов проверяемого дальномера, устройство формирования стартового импульса, персональный компьютер, блок питания, оптическую систему формирования лазерного пучка, куб-призму совмещения изображения сетки в виде излучающих светодиодов с пучком лазера, источник питания сетки, светодиода установки и платы формирования стартового импульса, при этом источник света имеет две схемы освещения оптики формирования амплитуды импульсов: одну для небольших дальностей в виде лазера и поворотного зеркала и вторую для большой дальности в виде наклонного зеркала и диффузно-отражающей пластины с четко гарантируемым освещением оптики, формирование амплитуды излучения в виде двух объектов, между которыми расположен диск калиброванных диафрагм.
Согласно изобретению, положительный эффект достигается возможностью регулировки сигнала в режиме прямого освещения и в режиме ослабленного освещения по схемам специального источника излучения лазера, включенным в структурную схему установки.
На фиг. 1. представлена структурная схема установки.
На фиг. 2. - схемы специального источника излучения лазера (осветителя) в режиме прямого освещения (а) и в режиме ослабленного освещения (б).
Установка работает следующим образом.
Для определения дальности запускается исследуемый дальномер. Световой импульс дальномера через объектив 1 попадает в ослабитель 14 через светорассеивающую пластинку 13 и после ослабителя через волоконно-оптический жгут 15 попадает на плату формирования стартового импульса 16. Стартовый импульс попадает в электронный блок и задерживается на время, за которое световой импульс проходит от дальномера до объекта, для которого измеряется дальность, и возвращается обратно в приемный канал дальномера. Задержанный электрический импульс попадает на лазер 6, который генерирует световой импульс требуемых параметров по амплитуде и длительности. При измерении дальности для близко расположенных целей импульс попадает на вход оптической системы 7,8,9 через наклонное зеркало 22. При измерении дальности для удаленных целей импульс засвечивает оптическую схему 7,8,9 через наклонное зеркало системы и рассеивающую пластинку 23. Наклонное зеркало 22 при этом убирается из оптической схемы. Световой импульс попавший на вход оптической системы 7,8,9 калибруется диском калиброванных диафрагм до величины амплитуды импульса, отражающего от объекта и передаваемых в фокальную плоскость выходного объектива установки 11 и входной объектив дальномера. Если амплитуда сигнала соответствует с амплитудой, от которой срабатывает дальномер, то последний выдает требуемую дальность. Изображение должно быть близко к пятну рассеивания входного объектива приемного канала дальномера. Таким образом можно проверить дальномер на всех дальностях. При этом можно проверить и существующую на первой проверке чувствительность приемного канала дальномера. Для этого на предельной дальности действия дальномера определяют импульс, при котором срабатывает дальномер и соседнее по величине амплитуды, при котором дальномер не срабатывает. Чувствительность дальномера будет соответствовать величине импульса, от которого дальномер срабатывает.
Персональный компьютер 3 реализует программу работы установки, в частности, при определении помехозащищенности вырабатывается не один импульс, а целая пачка, либо ни одного. В пачке обычно присутствует лишь один, соответствующий требуемой дальности Точный ответ дальномера соответствует нормальной помехозащищенности. Точность определения дальномера определяют точностью задержки импульса, и обычно составляет величину ±1 м (6,7 сек). Основные функциональные узлы в оптико-механическом устройстве. На передней панели размещен выходной объектив 13, сопряженный с оптикой формирования луча 7,8,9, которая в свою очередь с оптикой формирования луча лазера 22, 23, 24, к которой пристыкован лазер 6. Для точного совмещения луча лазера с приемником канала дальномера в установке предусмотрена прицельная сетка (марка) 17. Марка вводится в луч лазера установки оптикой и с помощью куб-призмы 12 и проектируется на приемник дальномер. Марки точно совмещаются с лучом лазера и поэтому необходимо луч лазера точно попадает на приемник лазерного дальномера.
Оптико-механический блок устанавливается на стол, имеющий нижний и верхний столики. Верхний столик, на котором закреплен оптико-механический блок, может отклоняться на угол ±5° относительно нижнего столика для точной установки оптико-механического блока по отношению к входному объективу дальномера, нижний столик крепится на подставке, которая может перемещаться по высоте. Подставка крепится в рейтере, устанавливаемом на оптическую скамью.
Для питания элементов установки используется сетевое напряжение 220 в 50 Гц и фильтр сетевой 5 и блок питания 2. Напряжение 12 В подается непосредственно от блока питания на плату формирования стартового импульса и преобразователь (12/5 В) - 18 для подачи на марки 17 и сигнального светодиода 19. Сигналы управления от персонального компьютера 3 подаются в регулируемый светодиодами 21 блок электронный 10, по кабелю USB - 20.
Осветитель установки представляет лазерный излучатель 6 (фиг. 2а), в прямом режиме работы установки используется поворотное зеркало 22 и линзы 7 оптического устройства, формирующего лазерный луч. Использование механических диафрагм с диаметром до 1 мм позволяет уменьшить световой поток примерно в 250 раз, что недостаточно для больших дальностей. Поэтому при отведении поворотного зеркала 22 освещенность линзы 7 производится при использовании зеркала 4 и рассеивающей пластины 23, установленной после пластины (рис. 2б). При выбранной схеме размер 
, и размер 
соответствует величине из условия 
(ƒ - фокусное расстояние оптической системы формирующего лазерного луча). В этом случае ослабление сигнала будет составлять величину 
, где Е1 - освещенность линзы по схеме 2а, Е2 - освещенность линзы по схеме 2б.
Освещенность по схеме 2а:
Освещенность по схеме 2б:
Где I0 - сила излучения лазера, α - угол между направлениями 
и 
, P - коэффициент отражения от пластины 4, Адиаф - площадь диафрагмы.
Соотношение освещенности и будет определять ослабление светового потока.
При выборе 
при Адиаф=2 мм, α=45°, Р=0,6
При этом в дальнейшем освещенность будет изменяться калиброванными диафрагмами. Минимальная величина на выходе установки составит освещенность Евых ~10-6 Вт/см2. Регулировка освещенности может производиться изменением размера l3, l4 и l5 от точки А до элементов схемы и диаметра диафрагмы.
Использование изобретения обеспечивает проверку дальности действия дальномера в широком диапазоне дальностей.
Claims (1)
- Установка для бестрассовой проверки лазерного дальномера, содержащая ослабитель мощности лазерных импульсов проверяемого дальномера, устройство формирования стартового импульса, персональный компьютер, блок питания, оптическую систему формирования лазерного пучка, куб-призму совмещения изображения сетки в виде излучающих светодиодов с пучком лазера, источник питания сетки, светодиода установки и платы формирования стартового импульса, отличающая тем, что источник света имеет две схемы освещения оптики формирования амплитуды импульсов: одну для небольших дальностей в виде лазера и первого наклонного зеркала и вторую для большой дальности в виде второго наклонного зеркала и светоотражающей пластины с гарантируемым освещением оптики, формирование амплитуды излучения в виде двух объектов, между которыми расположен диск калиброванных диафрагм.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779243C1 true RU2779243C1 (ru) | 2022-09-05 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011117940A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-06-16 | Sharp Corp | 光学式測距装置および電子機器および光学式測距装置の校正方法 |
| CN103884316B (zh) * | 2014-04-02 | 2016-03-09 | 温州大学 | 一种自校准的双工位激光水平测高仪 |
| DE102016102589A1 (de) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | Msi Computer (Shenzhen) Co., Ltd. | Verfahren zur Kalibrierung einer Laserentfernungsmessung und Vorrichtung unter Verwendung desselben |
| RU2678259C2 (ru) * | 2017-02-02 | 2019-01-24 | Акционерное общество "Государственный оптический институт имени С.И. Вавилова" (АО "ГОИ им. С.И. Вавилова") | Универсальная установка для проверки лазерного дальномера |
| RU194537U1 (ru) * | 2018-12-21 | 2019-12-13 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Устройство для контроля лазерного дальномера |
| US10782408B2 (en) * | 2015-12-10 | 2020-09-22 | Hongkong Sndway Instrument Company Limited | Calibration method and device based on single-wavelength double-laser-tube phase measurement |
| RU2745579C1 (ru) * | 2020-07-31 | 2021-03-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Способ и система контроля точности лазерного дальномера |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011117940A (ja) * | 2009-11-09 | 2011-06-16 | Sharp Corp | 光学式測距装置および電子機器および光学式測距装置の校正方法 |
| CN103884316B (zh) * | 2014-04-02 | 2016-03-09 | 温州大学 | 一种自校准的双工位激光水平测高仪 |
| DE102016102589A1 (de) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | Msi Computer (Shenzhen) Co., Ltd. | Verfahren zur Kalibrierung einer Laserentfernungsmessung und Vorrichtung unter Verwendung desselben |
| US10782408B2 (en) * | 2015-12-10 | 2020-09-22 | Hongkong Sndway Instrument Company Limited | Calibration method and device based on single-wavelength double-laser-tube phase measurement |
| RU2678259C2 (ru) * | 2017-02-02 | 2019-01-24 | Акционерное общество "Государственный оптический институт имени С.И. Вавилова" (АО "ГОИ им. С.И. Вавилова") | Универсальная установка для проверки лазерного дальномера |
| RU194537U1 (ru) * | 2018-12-21 | 2019-12-13 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Устройство для контроля лазерного дальномера |
| RU2745579C1 (ru) * | 2020-07-31 | 2021-03-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Способ и система контроля точности лазерного дальномера |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5517297A (en) | Rangefinder with transmitter, receiver, and viewfinder on a single common optical axis | |
| CN108007677B (zh) | 一种激光投影散斑测量系统 | |
| CN102819014B (zh) | 基于离轴抛物面镜的激光测距机性能测试光学系统 | |
| CN108693516B (zh) | 一种快速测量激光测距系统性能的装置及方法 | |
| GB2420405A (en) | Laser distance measuring device with coincident emitting and receiving optical axes | |
| CN107356914B (zh) | 一种星载激光雷达探测器校准系统 | |
| RU2779243C1 (ru) | Широкодиапазонное устройство для бестрассовой проверки параметров лазерных дальномеров | |
| RU2568336C2 (ru) | Способ обнаружения оптических и оптико-электронных приборов и устройство для его реализации | |
| EP1705473A3 (de) | Messeinrichtung zum Messen der Refraktionseigenschaften optischer Linsen | |
| US4342514A (en) | Means and method for testing laser range finders | |
| CN106441655A (zh) | 玻璃表面应力检测装置 | |
| RU2541677C2 (ru) | Установка для бестрассовой проверки лазерного дальномера | |
| US4171910A (en) | Retroreflectance measurement system | |
| EP1705497A1 (en) | Efficient and reliable testing of laser rangefinders | |
| RU2535240C1 (ru) | Лазерный целеуказатель-дальномер | |
| RU2678259C2 (ru) | Универсальная установка для проверки лазерного дальномера | |
| RU2745579C1 (ru) | Способ и система контроля точности лазерного дальномера | |
| JP2795263B2 (ja) | 測距シミュレータ | |
| US8125642B2 (en) | Process to optically align a photoreceiver with a laser transmitter source in a laser rangefinder system | |
| CN103443600B (zh) | 光测量计设备 | |
| RU2310219C1 (ru) | Прибор для дневного и ночного наблюдения и прицеливания | |
| USH220H (en) | Optical performance comparator | |
| Nuzhin et al. | Universal test bench for evaluating pulsed laser rangefinders without field testing | |
| RU2746089C1 (ru) | Устройство обнаружения оптических и оптико-электронных приборов | |
| GB1475374A (en) | Instruments for testing laser rangefinders |