SU1434252A1 - Устройство дл измерени дальности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике оптического диапазона волн и позвол ет уменьшить врем  измерени  при обеспечении неизменной точности измерени  за счет использовани  гшоскостно-враменных особенностей излученного сигнала - неод- нородностей спекл-картины. Излучаемый сигнал с каждого элемента опорной фотоприемной матрицы 5 поступает на К блоков выборки-хранени  7, которые при подаче последовательности импульсов с первого блока управлечи  20 дискретизируют излученный сигнал во времени и запоминают эти дискреты. Рабочий сигнал с каждого элемента рабочей фотоприемной матрицы 6 поступает на К сигнальных ключей, которые последовательно подключают дискретные во времени части этого сигнала к входам соответствующих компараторов 11, Они производ т сравнение рабочего сигнала и излученного. Тем самым сравнивают их плоскостно-временные формы, причем форма излученного сигна§ ла хранитс  Б блоках выборки-хранени  поэтому дл  измерени  достаточно излучить один световой импульс. Если на вход придет помеховьй сигнал,; то он не пройдет на выход устройства, т.к. имеет плоскостно-зременную форму, от- личную от излученного сигнала. 1 з.п. , 5 ил.

Description

ГТЛ Ц Г

г--ф--4/1 -

сд

Изобретение относитс  к измерительной геодезической технике оптического диагшзона волн и может быть использовано щ  измерени  рассто ний.

соединен с первым входом осциллогра фа 18, первый вход общего компарато ра, соединен с третьим выходом БОН М выходов рабочей фотоприемной натр

Цель изобретени  - повышение быст- цы 6 соединены с первыми входами М

соединен с первым входом осциллографа 18, первый вход общего компаратора , соединен с третьим выходом БОН 23, М выходов рабочей фотоприемной натрицы 6 соединены с первыми входами М

роденетВИЯ.

Па фиг. показана блок-схема уст- :poftcTBaj на фиг, 2 - блок-схема первого и второго блоков управлени ; на фиг. 3 - временные диаграг- мы напр жений на К выходах блоков управлени ; на, фиг. 4 - временные диаграммы, демонстрирующие работу блока упоавлени ; на фиг. 5 - временные диаграммы,5 вторых компараторов 12 соединены с М

I демонстрирующие работу блоков выбор .

Iхи-хранени .

: Устройство содержит лазерный пере: датчик 1.,, установленный на одной опвходами элемента ИЛИ 22 соответственно и с вторыми входами ключей 15 соответственно , выход элемента ИЛИ 22 соединен с входом второго блока 21 управлени , выход формировател  19 соединен с входом первого блока 20 управлени , входом лазерного передатчика 1, с вторым входом осциллографа 18, третий выход БОН 23 соединен

20

;тической оси с первым 2 и вторым 3

i полупрозрач1л 1м зеркалами и отражате лe s 4, опорную 5 и рабочую 6 фотопри|емные матрицы, М-К блоков 7 выборки|хракеии  (БВХ), М-К сумматоров 8, М«К

iузлов 9 вычитани , М К сигнальных клю-25 с первьк входом общего компаратовходами элемента ИЛИ 22 соответст но и с вторыми входами ключей 15 ответственно, выход элемента ИЛИ соединен с входом второго блока 2 управлени , выход формировател  1 соединен с входом первого блока 2 управлени , входом лазерного пере чика 1, с вторым входом осциллогр фа 18, третий выход БОН 23 соедин

ра 17.

|чей 10, М К первых компараторов 11, |М вторых компараторов 12, М рабочих jсумматоров 13, М интеграторов 14, |М ключей 15, общий сумматор 16, об- |ций ко паратор 17, осциллограф 18, формирователь 19, первый 20 и второй ;21 блоки управлени , элемент ИЛИ 22, блок 23 опорных напр жений (БОН), причем М выходов опорной фотоприем- |Кой матрицы 5 соединены с первыми |входаки М К ББХ 7, вторые входы кото- ;рьгк соединены с К выходами первого Яблока управлени  20, выходы М К БВХ :7 соединены с первыми входами М-К сумматоров 8 и первыми входами М К ;узлов 9 вычитани , вторые входы сумматоров 8 и вторые входы М-К узлов 9 вычитани  соединены с первым входов БОН 23,, выходы М-К сумматора В соединены с первьми входами М-К первых компараторов 11 соответственно , вы ходы М К узлов 9 вычитани  соединены с треты-ми входами М-К первых .компараторов 11 соответственно, выходы которых соединены с К входами М рабочих сумматоров 13 соответственно, выходы которых соединены с входами М интеграторов 14 соответственно выхо- дд которых соединены с первыми входа- Mf: М 15 соответственно, выходы ко горых соединены с М входами обще- г о сумматора 16 соответственно, выход которого соединен с вторым входом общего компаратора 17, которого

вторых компараторов 12 соответственно , с первыми входами М-К .сигнальных 10 соответственно, вторые входы которых соединены с К выходами второго блока 21 управлени , выходы М К сигнальных ключей 10 соединены с вторыми входами М-К первьк компараторов 11 соответственно 5 выходы М

вторых компараторов 12 соединены с М

входами элемента ИЛИ 22 соответственно и с вторыми входами ключей 15 соответственно , выход элемента ИЛИ 22 соединен с входом второго блока 21 управлени , выход формировател  19 соединен с входом первого блока 20 управлени , входом лазерного передатчика 1, с вторым входом осциллографа 18, третий выход БОН 23 соединен

5 с первьк входом общего компарато5

0

ра 17.

Блоки 20 и 21 управлени  содержат схему И 24, генератор 25 тактовьпг импульсов , делитель 26, счетчик 27 и 0 дешифратор 28, причем выход генератора 25 соединен с вторьп- входом схемы И, второй вход которой соединен с вторым входом счетчика 27 и соединен входом первого 20 и второго 21 блоков управлени  5 К входами которьЕх  вл ютс  К выходы дешифратора 28„

Устройство работает следующим образом.

Формирователь 19 формирует импульс запуска, который поступает на лазерный передатчик 1, запускает развертку осциллографа 18 и включает пер- вьй блок 20 управлени . Лазерный передатчик 1 излучает в направлении отражател  4 световой импульс длительностью , равной импульсу запуска формировател  19, От лазерного передатчика 1 луч проходит через полупрозрачные зеркала 2 и 3, При помощи полупрозрачного зеркала 2 небольша  часть энергии импульса поступает на опорную матрицу 5. На М выходах опорной фотоприемной матрицы 5 образуетс  электрический аналог реальной спекл-картины, который измен етс  в течение длительности импульса.

На К выходах первого блока 20 управлени  формируетс  последователь ность импульсов (фиг, 3), котора 

5

0

5

управл ет М-К ВВХ 7, Каждый из М выходов опорной матрицы 5 соединен с К БВХ 7. Каждый из К БВХ 7 запоминает свой кусок из длительности импульса (фиг, 5). Т;аким образом запоминаетс  форма импульса в каждой области спекл-картины.

Возвращенный отражателем 4 световой импульс через полупрозрачное зеркало 3 падает на плоскость рабочей фотоприемной матрицы 6 и на ее выходе образуетс  электрический аналог рабочей спекл-картины. Амплитуда им- пульса на каком-либо из М выходов рабочей фотоприемной матрицы 6 превышает некоторый ш мовой порог и один из М вторых компараторов 12 вклчает второй блок 21 управлени . Со своих К выходов он вьщает последовательность импульсов, аналогичных импульсам первого блока 20 управлени  . Эти импульсы последовательно опрашивают сигнальные ключи 10, выходы которых соединены с вторыми входами первых компараторов 11. Каждый из первых компараторов 11 сравнивает свой кусок пришедшего импульса с напр жением на соответствующем БВХ 7. В итоге К первых компараторов J 1 одного из М каналов сравнивают форму опорного и рабочего импульса элементов фотоприемных матриц 5 и 6. Сумматоры 8, узлы 9 вычитани  и БОН 23 задают ширину допустимой зоны различени  исход  из шумовой обстановки (день, ночь, туман). Сумматоры 13 суммируют сигналы с К первых компараторов каждого из М каналов , интеграторы 14 интегрируют сигнал по длительности импульса. М ключей 15 служат дл  отключени  устройства в моменты времени, когда импуль отсутствует. Общий сумматор производит сложение М сигналов. Третий компаратор сравнивает эту сумму с некоторым опорным напр жением. Если сигнал превьйиает этот порог, то компаратор выдает импульс на осциллограф Рассто ние от начала координат до импу.ттьса на экране осциллографа соответствует рассто нию до цели.

Первый 20 и второй 21 блоки упралени  работают следующим., образом (фиг. 4). Импульс запуска, пришедши на первый вход схемы И 24, пропускает на выход тактовые, импульсы высокой частоты от генератора 25 татовых импульсов, делитель 26 делит

эту частоту на некоторое число N, что уменьшает ошибку по влени  переднего фронта импульсов на входе счетчика 27 в N раз. В исходном состо нии счетчик 27 стоит в обнуленном состо нии, пришедший на его второй вход импульс разрешает его работу . Счетчик 27 считает в двоичном коде, дешифратор 28 дешифрует этот код и на его К выходах по вл етс  последовательность импульсов (фиг. 3).

Если на вход рабочей матрицы придет помеховый импульс с амплитудой Bbmie пороговой, он запустит второй блок 21 управлени  и произойдет сравнение опорной спекл-картины и пришедшей по времени. Так как они имеют различную временную форму то на выходе М интеграторов 14 накоплени  практически не будет.

Пространственную обработ су произведет общий сумматор 16 и обдий компаратор 17, который не вьщает сигна- ла, если пространственные формы опорной спекл-картины и пришедшей сильно различаютс . Так как частота изменени  спекл-картины в пределах импульса ограничена Fg, то согласно теореме Котельникова существует некоторое число К. на которое надо дис- кретизировать исходный импульс, чтобы точность измерени  предлагаемого устройства и прототипа совпадали. Оно определ етс  исход  из длительнос

т и 1«мпульса 1 FB:

к 2F

и верхней частоты

ЙЛ«П

Таким образом, устройство одним световым импульсом производит измерение нужного рассто ни , при этом точность измерени  по сравнению с прототипом не измен етс , а врем  уменьшаетс  в раз.

Claims (1)

1. Устройство дл  измерени  дальности , содержащее лазерньш передатчик , первое и второе полупрозрачные геркала и отражатель, расположенные на одной оптической оси, опорную и рабочую фотоприемные матрицы, блок опорных напр жений, М сумматоров, где М - целое число, М узлов вычитани , М первых компараторов, св занных вторььми входами с соответствующими выходами рабочей фотоприемной

матрицы, а выходами - с М интеграторами . М кулгачей М вторых компараторов j общий сумматор, общий компаратор и формирователь, св занный с вторым входом осциллографа, первым входом соединенного с выходом общего компаратораg первый вход которого соедкиен с третьим выходом блока опорных напр жений, первый выход которого подключен к первым входам сумматора и узлом вычитани , попарно соединенных вторьичи входами, св занными с соответствующими выходами

опорной фотоприемной матрицы, второй нальных ключей, другими входами св занных с К выходами второго блока управлени , входом подключенного к элементу ИЛИ, св занному М входами с выходами вторых компараторов, св зь 20 первых компараторов с интеграторами осуществлена через М введенных рабочих сумматоров, а М выходов рабочей

опорных напр жений соедрп1ен с вторыми фотоприемной матрицы соединены с

входами М вторых компараторов, выхо- первыми входами М вторых компарато ,ъы М интеграторов соединены с вторыми 25 ров,

входами М ключей соответственно, первьге входы которых соединенЕл с выхо- 2, Устройство по п. 1, о т л и - I дами М вторых компараторов соотв ет- о, М ключей соединены

вход общего компаратора соединен с выходом общего cy rмaтopa, выходы М сумматоров соединены с первыми вхо- М пердзых компараторов соответ- стййнпо, третьи входы которьпс соединены с выходами М узлов вычитани  со- олветствеипо, второй выход блока

чающеес  тем, что каждый

из блоков управлени  выполнен в виде

входами общего сумматора соответ- Q последовательно.соединенных схем И,

делител , счетчика и дешифратора, к второму входу схемы И подключен гене ратор тактовых импульсов, а первый вход схемы И соединен с вторым входом счетчика.

сгвенно, отличающеес  тем,- что, с целью повышени  быстро- действи515 в него введены ()М сум HHTopoEs где К целое число, (К-1)М узлсз вычитани , (К-1)М первых компараторов , первый и второй блоки управлени , элемент Ш1И. выход формировател , соединен с входами лазерного передатчика и первого блока управлени , св зь опорной фотоприемной матрицы с вторыми входами сумматоров и узлов вычитани  осуществлена через М К введенных блоков выборки-хране- ни , другие выходы которых соединены с К выходами первого блока управлени , св зь рабочей и фотоприемной матрицы с вторыми входами первых компараторов осуществлена через Mr К сиг 2, Устройство по п. 1, о т л и -

чающеес  тем, что каждый

из блоков управлени  выполнен в виде

Q последовательно.соединенных схем И,

35

делител , счетчика и дешифратора, к второму входу схемы И подключен генератор тактовых импульсов, а первый вход схемы И соединен с вторым входом счетчика.

т.2

8ых11

Ь )Г7(

L)t2(

J/ f

Sыy.0

fi$b№.J5

9„ч. 28

.W

,/г.г#

U,2J

и

Sftw.S

li

BbiK.W

,,г SbiT(.W

a

Sbtx. 20

.Л . Bkiy.W

.l

.l I

W.7

/7 Sw.l

9l42.5