Способ фазового определения расстояния
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к методам и средствам определения расстояний при помощи фазовых светодальномеров, и может быть использовано для бесконтактного определения расстояний, размеров и пространственного положения контролируемого объекта. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения влияния погрешностей, вызванных рассеиванием сигнала в реальной среде. Способ заключается в формировании двух направленных и промодулированных по интенсивности разными частотами зондирующих световых сигналов, приеме отраженных от контролируемого объекта сигналов, измерении их фазовых задержек и глубины модуляции излучаемого и принимаемого сигналов, промодулированных одной частотой, и определении расстояния. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦЙАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1)S С 01 С 3/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ЩИРЫТИЯМ
flPH fHHT СССР (21) 4430540/25-10 (22) 23.05.88 (46) 15.12.90. Бюл. 1(- 46 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советскогб Союза
Устинова Д.Ф. (72) Г.М. Беляков, P.Н . Гробовой, О.С ° Ипатов, О.А. Кононов, В.Г. Кузнецов и В.В. Осипов (53) 528,517(088.8) (56) Kreid D.K. Atmospheric visibility measuremerrt by à modulated iw
lidar. — Applied Optics, 1976, vol 15, 1(7, р. 1823-1831.
Михеечев В.С. Геодезические светодаль номеры. М.: Недра, 1979, с. 38-39. (54) СПОСОБ ФАЗОВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ (57) Изобретение относится к измериИзобретение относится к измерительной технике, в частности к мето.дам и средствам определения расстояний при помощи фазовых светодальномеров, и может быть использовано для бесконтактнога определения расстояний, размеров и пространственного положения контролируемого объекта.
Цель изобретения — повышение точности измерений за счет уменьшения влияния погрешностей, вызванных рассеиванием сигнала в реальной ср еде.
На чертеже представлена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.
2 тельной технике, в частности к метч дам и средствам определения расстояний при .помощи фазовых сзетодальномеров, и может быть использовано для бесконтактного определения расстояний, размеров и пространственного положения контролируемого объекта.
Целью изобретения является повышение точности измерений sa счет уменьшения влияния погрешностей, вызванных рассеиванием сигнала в реальной среде.
Способ заключается в формировании двух направленных и промодулированных по интенсивности разными частотами зондирующих световых сигналов, приеме отраженных от контролируемого объекта сигналов, измерении их фазовых задержек и глубины модуляции излучаемого и принимаемого сигналов, промодулированных одной частотой, и определении расстояния. l ип, Устройство содержит генератор 1 модулирующих частот, источник 2 излучения, частично прозрачную пластин- С4 кч 3, передающую оптическую систему 00.
4, опорный приемник 5 излучения, Q1 приемную оптическую систему 6, изме- (;ф рительный приемник 7 излучения, избирательные усилители-ограничители
8, 9, 12 и 13 фазовые детекторы
10 и 11, фильтры 14, 15, 18 и 20 >Ь нижних частот, мультиплексор 16, избирательный логарифмический усилитель 17, измеритель 19 глубины модуляции, логарифмический усилитель. 21 . постоянного напряжения, объект 22, до которого измеряется расстояние, 13859
4- 7
У (х) ° х- q - .1- х с ° Дх
О
Р (х) х-, 1-гх е s3n — — Дх к ° 4«х
О . 4 2
arctg
4«х
Р(х) ° х-а1-ахКс cos — - dx 1i2. о I
К вЂ” коэффициент ослабления е
- функция, .определяемая пе- рассеивающей среды; ресечением полей зрения Ъь2 - длины волн модуляции; передатчика и приемника; - вычисляют величины невязок, и 5 — определяемое расстояние; 30 по формулам где P(x) 1+а
m sin(Vi-P.л) Л
4«4.
sin(ô, — -я — ) 1 ш«81п(Ч2 Hx) A
4и4
sin(fb — — -) -Ь
3 16 аналс го-цифровой преобразователь 23 и блок 24 обработки информации.
При "определении расстояния формируют при помощи источника 2 излучения, передающей оптической системы 4 и генератора 1 модулирующих частот два направленных и.промадулированных по интенсивности разными частотами зондирующих световых сигнала, принимают при помощи приемной оптической системы б и измерительного приемника 7 излучения отраженные от. контролируемого объекта 22 сигнали, ° е
- (1 F(x) х 1 "" sjg4«11 где а = -m sin(P< -,)(sin(P, — - -) безразмерная величина, сравнивают абсолютные величины полученных невязок с пороговым значением и если они превышают пороговую величину, то вычисляют новое приближенное значение дальности в соответствии с любым из известных численных методов решения систем нелинейных уравнений, а затем снова вычисляют невяэки, и так до тех пор, пока они по абсолютному значению не станут меньше пороговой величины, что .означает равенство полученных приближенных значений дальности и коэффициента ослабления среды истинным значениям.
4 измеряют при помощи фазовых детектб= ров 10 и 11 фазовые задержки и при помощи измерителя 19 глубины модуляции излучаемого и принимаемого сигналов, промодулированных одной частотой. При определении расстояния вначале принимают априорное приближенное
его значение и наиболее вероятное значение коэффициента ослабления рассеивающей среды, вычисляют. коэффициенты модуляции и фазовые задержки спектральных компонент сигнала обратного рассеивания:
t5
-2«e 4, х «Ь
dx) + (! Р(х) ° х ° 1 сов йх)«
%iä
40 Формула из обр ет ения
I Способ фазового определения расстояния, при котором формируют два направленных и промодулированных
4 по интенсивности разными частотами световых сигнала, принимают отраженные сигналы, измеряют их фазовые задержки и обрабатывают измерительную информацию, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения .точности за счет уменьшения ошибок, обусловленных влиянием рассеяния среды, при формировании и приеме измеряют глубину модуляции одного из световых
i5 сигналов и учитывают результаты измерений при обработке информации.
1613859
Составитель В. Иихеечев
Техре д Л.Олийнык
Корректор М. Йароши
Редактор А. Огар Заказ 3885 Тираж 404 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
