Способ определения расстояния между телами



Способ определения расстояния между телами

 


Владельцы патента RU 2478984:

Шепеленко Виталий Борисович (RU)

Способ может быть использован для определения заданного расстояния между телами при сближении. Способ основан на обнаружении объекта посредством светового импульсного излучения и регистрации отраженного излучения с последующим анализом. Определение заданного расстояния между телами осуществляют при помощи одного излучателя и одного приемника, размещенных на одном теле. Установленную серию световых импульсов излучают в течение заданного временного интервала и определяют заданное расстояние между телами в случае регистрации отраженных сигналов, соответствующих всем излученным световым импульсам текущей серии, и при условии регистрации конечного отраженного сигнала серии в тестовом временном окне, расположением которого задают определяемую дистанцию между телами, а его продолжительностью устанавливают погрешность определения расстояния. При этом время излучения каждого последующего импульса рассчитывают с учетом предшествующих временных задержек, определяемых как временные промежутки от момента излучения каждого импульса и до момента регистрации соответствующего отраженного сигнала. Технический результат заключается в обеспечении возможности минимизации габаритно-весовых характеристик устройства и его энергопотребления, а также в обеспечении высокой точности определения расстояния между телами с возможностью защиты от воздействия малоразмерных помех. 1 ил.

 

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано во взрывателях различных боеприпасов, для определения расстояния между телами.

Известен способ определения наличия цели на заданном расстоянии посредством зондирования пространства одним световым лучом и регистрации отраженного излучения двумя приемниками: основным и дополнительным. Амплитуды сигналов, регистрируемые основным и дополнительным фотоприемниками, сравниваются. В случае когда амплитуда сигнала зарегистрированного основным фотоприемником превышает амплитуду сигнала зарегистрированного дополнительным фотоприемником, подается команда на инициирование заряда (Заявка Франции №2655140, МПК F42C 13/02, опубл. 10.05.91).

Данному способу присущи следующие недостатки: отсутствие защиты срабатывания от случайных малоразмерных помех в виде веток, капель дождя и т.п. и существенные отклонения в определении величины дистанции до цели.

Известен способ неконтактного подрыва заряда боеприпаса на заданном расстоянии от цели, реализованный в неконтактном оптическом взрывателе, основанный на обнаружении цели посредством зондирования пространства двумя световыми лучами и регистрации отраженного излучения двумя приемниками, с последующим анализом сигналов регистрируемых приемниками. Путем нескольких последовательных во времени измерений каждым приемником определяют расстояние до цели и при равенстве этих расстояний подают сигнал на инициирование заряда (Заявка ЕПВ №0335132 от 04.10.89, МПК F42C 13/02 - прототип).

Данный способ обеспечивает защиту от случайных малоразмерных помех, в силу того что малоразмерная помеха не может быть зарегистрирована одновременно двумя приемниками.

Основным недостатком данного способа является невозможность обеспечения высокой точности дистанции подрыва заряда при использовании в некоторых видах боеприпасов, а также значительные габариты и вес устройства, необходимого для реализации указанного способа.

Задачей, стоящей в данной области техники и на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является создание способа определения расстояния между телами с высокой точностью, позволяющего минимизировать габаритно-весовые характеристики данного устройства.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что определение заданного расстояния между телами основано на обнаружении одним телом другого тела посредством зондирования пространства световыми импульсами и регистрации отраженного излучения с последующим анализом регистрируемых сигналов. Идентификацию одним телом второго тела осуществляют по регистрации отраженного импульса в установленный временной промежуток, характеризующий заданное расстояние между телами. Излучение зондирующих световых импульсов осуществляют одним излучателем, а регистрацию отраженного излучения - одним приемником, установленными на одном теле, причем излучение световых импульсов направляют параллельно отрезку, соединяющему два тела, и регистрацию осуществляют через временной интервал, характеризующий расстояние между телами, с момента излучения светового импульса до открытия временного окна, продолжительностью которого задают погрешность определения дистанции.

В варианте применения способа для исключения идентификации случайных помех излучают установленную серию световых импульсов в течение заданного временного интервала, в случае регистрации отраженных сигналов всех излученных световых импульсов текущей серии и при условии регистрации конечного отраженного сигнала в тестовом временном окне формируют сигнал об идентификации тела.

В варианте применения способа для исключения идентификации тела при движении тел в среде с высокой отражательной способностью (например, туман) излучение зондирующих световых импульсов одновременно осуществляют двумя или более излучателями, а регистрацию отраженного излучения - двумя или более соответствующими каждому излучателю приемниками, причем пары «излучатель-приемник» устанавливают предпочтительно диаметрально противоположно относительно направления движения тела с излучателями. В случае регистрации отраженных сигналов во временном интервале текущей серии двумя и более противоположно расположенными приемниками сигнал идентификации тела по результатам текущей серии не формируют.

Алгоритм излучения зондирующих импульсов и их регистрации задается из условий обеспечения идентификации тела минимальных размеров, но игнорирования малоразмерных помех типа веток, капель дождя и т.д.

Предложенный способ позволяет минимизировать габаритно-весовые характеристики устройства для определения расстояния между телами, а также обеспечить устойчивость устройства к воздействию малоразмерных помех.

Проведенный поиск не выявил технические решения, совокупность признаков которых совпадает с совокупностью признаков заявляемого способа определения расстояния между телами, в том числе с отличительными признаками. Эта новая совокупность признаков является новым техническим решением, которое обеспечивает получение технического результата - возможность определения с высокой точностью расстояния между телами, с обеспечением устойчивости устройства к воздействию малоразмерных помех. Предложенное решение не следует явным образом для специалиста из достигнутого уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показаны графики синхронизирующего импульса СИ, зондирующего импульса ЗИ, отраженного сигнала ОС и временного окна.

Предложенный способ определения расстояния между телами реализуется следующим образом: тело излучает световые импульсы по направлению движения, при наличии другого тела на заданном расстоянии отраженное излучение регистрируется фотоприемником. Световые импульсы заданной продолжительности излучают через определенные интервалы времени, причем в каждом последующем интервале учитывают предшествующую временную задержку между излучением сигнала и регистрацией отраженного излучения.

Временная задержка подачи следующего светового импульса tзд определяется как сумма предыдущих задержек между подачей светового импульса и его регистрацией:

где tздn- временная задержка подачи следующего светового импульса;

τздi- предыдущая задержка между подачей светового импульса и его регистрацией.

Отсчет задержек производят от служебных синхронизирующих импульсов. Тело идентифицируют в случае регистрации всех излученных импульсов и в том числе регистрации конечного импульса в тестовом временном окне. Расположением временного окна от начала излучения конечного импульса определяют заданное расстояние между телами, а величина временного окна определяется разрешением системы и задает точность определения дистанции.

Использование предложенного технического решения позволяет минимизировать габаритно-весовые характеристики и энергопотребление устройства, обеспечивающего определение расстояния, и в то же время обеспечить высокую точность определения расстояние между телами с возможностью защиты от воздействия малоразмерных помех.

Способ определения расстояния между телами, основанный на обнаружении объекта посредством светового импульсного излучения и регистрации отраженного излучения с последующим анализом, отличающийся тем, что определение заданного расстояния между телами осуществляют при помощи одного излучателя и одного приемника, размещенных на одном теле, излучают установленную серию световых импульсов в течение заданного временного интервала и определяют заданное расстояние между телами в случае регистрации отраженных сигналов, соответствующих всем излученным световым импульсам текущей серии, и при условии регистрации конечного отраженного сигнала серии в тестовом временном окне, расположением которого задают определяемую дистанцию между телами, а его продолжительностью устанавливают погрешность определения расстояния, при этом время излучения каждого последующего импульса рассчитывают с учетом предшествующих временных задержек, определяемых как временные промежутки от момента излучения каждого импульса и до момента регистрации соответствующего отраженного сигнала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано во взрывателях различных боеприпасов, для определения расстояния до цели. .

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии. .

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных волн, а именно к дальномерам. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения транспортным средством.

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных или иных волн, а именно к дальномерам. .

Изобретение относится к системам измерения дальности с использованием отражения зондирующих импульсов и может быть использовано в дальномерах, установленных на ракетах с полуактивным подсветом.

Изобретение относится к области телевизионной техники и может быть использовано в системах поиска и слежения. .

Изобретение относится к лазерным оптико-электронным устройствам, предназначенным для наблюдения удаленного объекта и измерения расстояний до него. .

Дальномер имеет частично совмещенные визирный, излучающий, приемный и проекционный каналы. Объективы всех каналов выполнены двухкомпонентными, первый компонент объектива визирного канала входит в состав объектива приемного и излучающего каналов. В дальномер входят первый компонент объектива визирного канала, призменная оборачивающая система с двумя дополнительными прямоугольными призмами и светоделительными покрытиями, второй компонент объектива визирного канала, сетка, окуляр, лазер, линзовый компонент излучающего канала, второй компонент объектива приемного канала, фотоприемное устройство, микродисплей, первый компонент проекционного канала, измеритель временных интервалов, вычислитель дальности, баллистический вычислитель, датчики температуры, давления, углов места цели, модули спутниковой навигации в системах NAVSTAR GPS и СНС ГЛОНАСС, внешний дисплей, компас и внешний разъем. Технический результат - повышение видимого увеличения визирного канала, уменьшение габаритных размеров и массы прибора, а также повышение удобства и скорости измерений, расширение функциональных возможностей. 8 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к лазерной технике к аппаратуре лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив излучателя и лазерный излучатель, эквивалентное тело свечения которого габаритами А×В расположено в фокальной плоскости объектива излучателя. Объектив излучателя состоит из первого цилиндрического компонента с фокусным расстоянием f1≥В/β, образующая цилиндра которого перпендикулярна минимальному габариту В тела свечения, и второго цилиндрического компонента с фокусным расстоянием f2, образующая цилиндра которого перпендикулярна максимальному габариту А тела свечения. Расстояния от цилиндрических компонентов до эквивалентного тела свечения равны l1 для первого цилиндрического компонента и l2 для второго. Первый цилиндрический компонент имеет второй цилиндрический профиль, перпендикулярный его первому цилиндрическому профилю и обеспечивающий фокусное расстояние f 1 * , причем расстояние l1=f1-Δf, расстояние l2≤L, фокусные расстояния f 2 ≤ f 2 ' l 3 f 2 ' − l 1 и f 1 * ≤ − f 2 ' ( f 2 − l 3 ) f 2 ' − f 2 , где f 2 ' ≥ A / α , l3=(l2-l1), L - максимально допустимый габарит объектива излучателя вдоль его продольной оси, α и β - угловые размеры удаленного объекта, соответствующие максимальному А и минимальному В габаритам эквивалентного тела свечения, Δf - расстояние между главными плоскостями первого и второго цилиндрических профилей первого цилиндрического компонента. Технический результат заключается в обеспечении возможности сокращения размеров оптической системы излучателя без уменьшения мощности выходного излучения и без увеличения массы дальномера. 4 ил.

Изобретение относится к лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив излучателя и лазерный излучатель, эквивалентное тело свечения которого габаритами А×В расположено в фокальной плоскости объектива излучателя. Объектив состоит из цилиндрического первого оптического компонента с фокусным расстоянием f1, образующая которого перпендикулярна минимальному габариту В тела свечения, и второго оптического компонента. Второй компонент симметричен относительно оси объектива и имеет фокусное расстояние f2 ≥ А/α, где α - угловой размер удаленного объекта, соответствующий по ориентации максимальному габариту А тела свечения. Параметры оптических компонентов удовлетворяют условиям f 1 = l 1 ϕ 2 ϕ − ϕ 2 ; В / β ≤ f ≤ f 2 t g ( θ α / 2 ) t g ( θ β / 2 ) , где f - фокусное расстояние системы; β - угловой размер удаленного объекта, соответствующий габариту B, ϕ2=1/f2; ϕ=1/f; l1=f2-l; l - расстояние между компонентами; θα - угол расходимости в плоскости габарита А; θβ - угол расходимости габарита В. Причем второй оптический компонент имеет возможность регулировки расстояния l2=f2+Δf2 для изменения углов расходимости выходного излучения. Технический результат заключается в упрощении изготовления устройства при сохранении габаритов и КПД. 5 ил.

Изобретение относится к способу и устройству определения наклонной дальности до цели. Сущность изобретения состоит в том, что при посылке лазерного излучения в направлении цели верхний край поля излучения передающего канала, включающего передающую оптическую систему и излучатель, совмещают с направлением на цель, в приемном канале осуществляют регистрацию, усиление и оптимальную фильтрацию сигнала с измерением момента максимума отфильтрованного сигнала. Определение дальности до цели производят схемой измерения и управления, которая имеет два дополнительных входа, на которые подается информация о текущих значениях высоты и угла визирования цели, и два дополнительных управляющих выхода, первый из которых соединен с входом усилителя с управляемой шириной полосы пропускания, а второй - со схемой фиксации максимума. Технический результат - идентификация цели в условиях наличия нескольких энергетических центров в отраженном сигнале и, как следствие, сохранение высокой точности при различных углах визирования цели. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в легкой атлетике преимущественно для измерения прыжков в длину и тройных прыжков. Устройство для измерения дальности горизонтальных прыжков в легкой атлетике состоит из двух лазерных приборов, один из которых установлен на каретке с отражателем, передвигающейся по станине вдоль прыжковой ямы, а другой является дальномером, находящимся в районе планки для отталкивания и направляющим лазерный луч в отражающую пластинку, расположенную на каретке. Технический результат - повышение точности измерения дальности в горизонтальных прыжках. 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения малых высот полета летательного аппарата. Достигаемый технический результат - расширение диапазона измеряемых высот летательного аппарата. Указанный результат достигается тем, что в высотомер введены RS триггер и в каждом блоке измерения наклонной дальности второй ключ, выходом соединенный с управляющим входом светочувствительного прибора с зарядовой связью блока измерения наклонной дальности, причем информационный вход второго ключа служит первым входом блока измерения наклонной дальности, вторым входом которого служит управляющий вход ключа, третьим входом блока измерения наклонной дальности служит вход блока питания, выполненного управляемым, а вторым выходом каждого блока измерения наклонной дальности служит выход счетчика импульсов, причем R вход RS триггера соединен с вторым выходом первого блока измерения наклонной дальности, a S вход RS триггера подключен к второму выходу второго блока измерения наклонной дальности, третий вход которого соединен параллельно с R выходом RS триггера с вторым входом первого блока измерения наклонной дальности, третий вход которого присоединен параллельно с S входом RS триггера к второму входу второго блока измерения наклонной дальности. 2 ил.

Изобретение относится к оптическим устройствам для определения расстояний до объекта. Устройство включает источник излучения модулированного бинарного оптического сигнала, генератор создания модуляции в виде бинарной последовательности максимальной длины, генератор тактового сигнала, светочувствительный элемент детектирования отраженного от объекта сигнала, аналогово-цифровой преобразователь, модуль вычисления корреляции излученного и отраженного сигналов, модуль порогового обнаружения сигнала, модуль вычисления расстояния до определяемого объекта по временной задержке отраженного сигнала. Устройство дополнительно включает блок интегрирования, блок буферной памяти, блок конъюнкции сигналов, блок формирования кратного синхроимпульса определения расстояния, блок вычисления временной задержки отраженного сигнала, блок преобразования нулевого сигнала в отрицательный. Технический результат - снижение энергопотребления устройства за счет снижения нагрузки на вычислительные модули. 3 з.п. ф-лы, 16 ил.

Лазерный дальномер содержит импульсный полупроводниковый лазер, оптическую систему, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, устройство с индикатором, ключевую схему, фотоприемник, линию задержки, схему совпадения. Также дальномер содержит сумматор и устройство поворота изображения, обеспечивающее поворот изображения - призма Дове - излучающей площадки импульсного полупроводникового лазера таким образом, что в плоскости, перпендикулярной линии визирования, поочередно будут сформированы две плоские фигуры, симметричные относительно центра, причем границы каждой фигуры образованы овалом, большие оси симметрии двух фигур перпендикулярны. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 3 ил.

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях боеприпасов. Способ приведения в действие инициатора газодинамического импульсного устройства включает обнаружение объекта. Обнаружение осуществляется с помощью датчика, реагирующего на сближение с внешними телами, путем зондирования пространства серией световых импульсов с последующей регистрацией отраженных импульсов. Способ включает также формирование сигнала задействования инициатора при регистрации всех отраженных импульсов текущей серии. Конечный из импульсов регистрируют в предварительно заданном временном интервале, определяющем дистанцию до объекта. Зондирующие световые импульсы излучают, по крайней мере, одной парой разнонаправленных излучателей. Отраженные сигналы регистрируют соответствующим каждому излучателю фотоприемником. Каждый последующий зондирующий импульс серии формируют после регистрации отраженного предыдущего. Формирование сигнала задействования инициатора производят только при регистрации отраженных сигналов текущей серии одного из пары излучателей. Длительность временного интервала, характеризующую погрешность определения дистанции до объекта, задают с учетом длительности переднего фронта светового импульса. Повышается помехоустойчивость, снижается энергопотребление устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх