Лазерный дальномер



Лазерный дальномер
Лазерный дальномер
Лазерный дальномер
Лазерный дальномер

 


Владельцы патента RU 2554279:

Баланюк Валерий Васильевич (RU)
Мещеряков Игорь Витальевич (RU)

Изобретение относится к оптическим устройствам для бесконтактного измерения дальности и может использоваться при производстве лазерных дальномеров или тахеометров. Дальномер содержит передающий канал, включающий задающий генератор, соединенный со входом лазерного передатчика с выходной оптической системой, приемный канал, а также оптический контрольный канал. Приемный канал включает входную оптическую систему, в фокусе которой установлен лавинный фотодиод, подключенный к сигнальному входу измерительного блока, опорный вход которого соединен с задающим генератором. Контрольный канал выполнен в виде внешней оптической линии, замыкающей входной и выходной каналы. Корпусы лавинного фотодиода и лазерного диода снабжены термодатчиком, подключенным к измерительному входу измерительного блока, а сам измерительный блок оборудован энергонезависимой памятью. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к оптическим измерительным приборам, в частности к устройствам для бесконтактного измерения дальности, и может использоваться при производстве лазерных дальномеров или тахеометров, позволяющих с высокой точностью измерять расстояния до объекта или его отдельных частей, а также может использоваться при топографической съемке местности.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время в геодезии, в строительстве, инженерных изысканиях, землеустроительных и кадастровых работах для высокоточного контроля расстояний широко используются лазерные дальномеры, позволяющие с точностью до 1 мм на дальностях до 3 км определять расстояния. Основными требованиями, предъявляемыми к указанным измерителям дальности, являются:

- простота и быстрота работы с ним потребителя, что позволяет существенно упростить эксплуатационные издержки и снизить уровень обслуживающего прибор персонала;

- дешевизна прибора при его массовом производстве, что позволит существенно снизить затраты предприятий, использующих одновременно десятки и сотни приборов;

- обеспечение гарантированной надежности приборов в диапазоне рабочих температур от - 40°С зимой и до + 50°С летом, т.к. работа может вестись круглогодично в труднодоступных местах, например, при прокладке трубопроводов в северных широтах, что исключает возможность проведения частых поверок приборов в метрологической лаборатории.

Известно устройство лазерного дальномера с двумя фотоприемными устройствами (ФПУ), позволяющего за счет использования фазового метода с высокой точностью измерять дальность (см. патент США №7023531, кл. G01C 3/08, 2006 г.). Устройство содержит передающий канал, включающий задающий генератор, соединенный со входом лазерного передатчика, и два приемных канала (сигнальный и опорный), каждый из которых представляет собой ФПУ на основе лавинного фотодиода, выход которого через преобразователь сигнала (демодулятор, полосовой фильтр, усилитель и АЦП) подключен к микроконтроллеру. Оба приемных канала работают одновременно: сигнальный принимает излучение, отраженное от измеряемого объекта, а в опорный канал подается небольшая часть излучения, отраженная от полупрозрачного зеркала на выходе оптического передатчика.

Главный принцип работы этой схемы основан на предположении о том, что температурный дрейф фаз в этих каналах должен быть одинаков, и, соответственно, на разность фаз влияния оказывать не должен.

Основными недостатками известного устройства являются, во-первых, наличие двух ЛФД, каждый из которых является наиболее дорогостоящим компонентом схемы.

Во-вторых, эти ЛФД должны быть комплементарны, то есть изготовлены в одной партии и подобраны друг к другу, чтобы на выходе каждого ФПУ иметь одинаковый температурный дрейф фазы. Использование в этой схеме ЛФД одной модели, но из разных партий не позволит полностью скомпенсировать температурный дрейф, что приведет к дополнительной погрешности.

Наиболее близким к заявляемому лазерному дальномеру является взятое в качестве прототипа двухканальное устройство, работающее по принципу фазового дальномера (см. патент США №7221435, кл. G01C 3/08, 2007 г). Устройство содержит: передающий канал; приемный канал; оптический контрольный канал и электронный блок. Передающий канал включает задающий генератор, соединенный со входом лазерного передатчика с выходной оптической системой. Приемный канал включает входную оптическую систему, в фокусе которой установлен ЛФД, соединенный с сигнальным входом электронного блока. Опорный вход электронного блока соединен с задающим генератором. Оптический контрольный канала выполнен в виде механического переключателя с двумя оптически связанными зеркалами, одно из которых установлено перед выходным отверстием передающего канала, а другое - перед входным отверстием приемного канала. Наличие оптического контрольного канала с двумя переключаемыми оптически связанными зеркалами позволяет повысить точность измерения дальности за счет того, что перед каждым измерением производится калибровочное измерение длины контрольного оптического канала, при котором за счет двух поворотных зеркал выходное излучение передающего канала не выходя за пределы устройства сразу поступает на вход приемного канала. Наличие опорного канала позволяет устранить возникающие при измерении расстояния ошибки, возникающие из-за временных задержек, вносимых лавинным фотодиодом, лазерным передатчиком и некоторыми другими электронными элементами схемы устройства. Эти ошибки имеют величину порядка нескольких десятков миллиметров, что не приемлемо для решения поставленных задач.

Опорный канал непосредственно перед каждым измерением с помощью поворотных зеркал «замыкает» излучение оптического передатчика непосредственно на ФПУ, производит контрольное измерение длины опорного канала. Результат контрольного измерения вычитается из результата последующего измерения дальности, которое производится сразу после контрольного измерения, когда поворотные зеркала перекрывают опорный канал и открывают оптический путь до измеряемого объекта.

Основными недостатками известного устройства являются, во-первых, сложность конструкции, содержащей подвижные элементы. Известно, что механически подвижные части устройства обычно являются наименее надежными частями устройств, работающих при очень низких температурах (до -40°С).

Во-вторых, необходимость проведения контрольного замера перед каждым измерением дальности увеличивает общее время измерений, что также особенно негативно сказывается в очень холодных или очень жарких климатических условиях.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения поставлена задача расширения функциональных возможностей лазерного дальномера за счет устранения вышеуказанных недостатков при одновременном удешевлении себестоимости изделия.

Эта задача в лазерном дальномере, содержащем передающий канал, включающий задающий генератор, соединенный со входом лазерного передатчика с выходной оптической системой, и приемный канал, включающий входную оптическую систему, в фокусе которой установлен лавинный фотодиод, подключенный к сигнальному входу электронного блока, опорный вход которого соединен с задающим генератором, а также оптический контрольный канал, решена тем, что оптический контрольный канал выполнен в виде внешней оптической линии, замыкающей входной и выходной каналы. Кроме того, корпусы лавинного фотодиода и лазерного диода снабжены термодатчиком, подключенным к измерительному входу электронного блока, а сам электронный блок оборудован энергонезависимой памятью.

Внешний оптический контрольный канал позволяет измерить зависящие от температуры фазовые сдвиги, возникающие внутри дальномера, а наличие термодатчика позволяет построить калибровочную зависимость (КЗ) фазовых сдвигов от температуры, которая записывается в энергонезависимую память. Таким образом, единожды измеренная КЗ позволяет отказаться от необходимости использования данных опорного канала перед каждым измерением, что соответственно повышает за счет этого скорость измерений, удобство эксплуатации, диапазон рабочих температур и одновременно с этим снижает стоимость устройства.

Для контроля за температурой корпуса лавинного фотодиода и лазерного диода они установлены на общем металлическом теплопроводе, температуру которого отслеживает термодатчик.

Для измерения КЗ каждый прибор, оснащенный оптическим контрольным каналом, выполненным, например, в виде двух неподвижных зеркал, установленных друг к другу под прямым углом, или в виде двух- или трехгранной призмы, грани которой образуют прямой угол, или в виде отрезка световода, устанавливается в климатической камере. При этом внутри оптического контрольного канала установлен ослабитель оптического излучения, например затемненное стекло, позволяющий направить на рабочую площадку ЛФД нужный уровень оптической мощности.

Измерение КЗ для каждого дальномера проводится только один раз на заводе-изготовителе и записывается в энергонезависимую память, например флэш-память.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведена блок-схема заявляемого лазерного дальномера в рабочем режиме.

На фиг.2 приведена блок-схема заявляемого лазерного дальномера в режиме измерения КЗ.

На фиг.3 приведена блок-схема измерительного блока лазерного дальномера.

На фиг.4 приведено конструктивное выполнение оптического контрольного канала с использованием двухгранной призмы.

Лучший вариант осуществления изобретения

Заявляемое устройство (фиг.1) включает: передающий канал 1, состоящий из задающего генератора 2 и лазерного передатчика в составе драйвера 3 и лазерного диода 4 с выходной оптической системой 5, преобразующей расходящийся пучок света в параллельный пучок света 6; приемный канал 7, состоящий из входной оптической системы 8, преобразующей параллельный пучок света 9 в сходящийся пучок, в фокусе которого установлен лавинный фотодиод 10; металлический теплопровод 11, на котором установлены корпусы лазерного диода 4 и лавинного фотодиода 10, а также термодатчик 12; источник питания 13, подающий высокое напряжение на лавинный фотодиод 10; электронный блок 14 содержащий микроконтроллер 15, преобразователь высокочастотного сигнала 16, интерфейс управления и индикации 17, интерфейс передачи данных 18, аккумуляторный источник питания 19 и энергонезависимую памятью 20.

Представленное на фиг.2 устройство дополнительно включает: оптический контрольный канал 21, состоящий из двух неподвижных зеркал 22 и 23, расположенных под прямым углом друг к другу, а также ослабителя лазерного излучения 24.

Представленная на фиг.3 блок-схема включает: цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 25; преобразователь высокочастотного сигнала 16, состоящий из двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 26 и 27, двух смесителей (Down converter) 28 и 29, генератора гетеродина 30 (Local oscillator) и усилителя 31.

На фиг.4 представлена конструкция сопряжения заявляемого устройства с оптическим контрольным каналом, выполненным в виде двухгранной призмы 25, грани которой образуют прямой угол. Теплопровод 11, в котором запрессованы лазерный диод 4 и лавинный фотодиод 10, закреплен непосредственно на печатной плате 26.

После сборки дальномера его калибровка по температуре является заключительным этапом изготовления, и производится она непосредственно в заводских условиях.

Для этого один или несколько дальномеров с присоединенными оптическими контрольными каналами 21 (фиг.4) одновременно располагают в климатической камере.

Градуировка каждого прибора происходит следующим образом. Прибор или приборы, размещенные в климатической камере, нагревают до температуры свыше 50°С. После этого на прибор подается питание и микроконтроллер 15 запускает калибровочную программу, которая по мере охлаждения прибора до температуры минус 40°С производит измерение длины оптического контрольного канала с заданным шагом, например 0,5 или 1,0°С. Эти данные, далее по тексту калибровочные значения (КЗ), с помощью микроконтроллера 15 записываются в энергонезависимую память 20 и используются в работе устройства во время всего срока эксплуатации прибора.

Методика измерения длины контрольного канала аналогична методике измерения дальности и проводится следующим образом.

Задающий генератор 2 генерирует электрический сигнал, имеющий вид:

A ( 2 π × f 0 × t ) ( 1 ) ,

где А - амплитуда электрического сигнала, f0 - частота задающего генератора 2, t - время.

Драйвер лазера 3 преобразует этот сигнал в модулированное по мощности лазерное излучение 6 лазерного диода 4. С помощью выходной оптической системой 5 лазерное излучение направляется на неподвижные зеркала 22 и 23, ослабляясь в ослабителе 24. После этого лазерное излучение 9 с помощью входной оптической системы 8 направляется на лавинный фотодиод 10, который преобразует оптический сигнал в электрический, имеющий вид:

B ( 2 π × f 0 × t + Δ ϕ ( L ) ) ( 2 ) ,

где В - амплитуда принимаемого электрического сигнала, L - измеряемое расстояние, Δφ(L) - разность фаз между электрическим сигналом с выхода задающего генератора 2 и электрического сигнала с выхода ЛФД.

Разность фаз Δφ(L) описывается следующей формулой:

Δ ϕ ( L ) = 4 π × L × f 0 / C ( 3 ) ;

где С - скорость света, или

L = Δ ϕ ( L ) × C / 4 π f 0 ( 4 ) ;

Так как частота f0 может иметь значения от нескольких сотен мегагерц до гигагерца, а расстояние L в общем случае может достигать нескольких километров, то величина Δφ(L) в общем случае имеет вид:

Δ ϕ ( L ) = 2 π × N + δ , 0 δ < 2 π , ( 5 ) ,

где δ - дробная часть фазы, а N - целое число, или так называемая «неопределенность фазы».

Дробная часть фазы δ может определяться стандартными методиками измерения электрических сигналов (например, с помощью фазометра).

Для определения неопределенности фаз N необходимо использовать измерения на нескольких значениях f0, применяя известный алгоритм фазового дальномера (В.В. Григорин-Рябов, Радиолокационные устройства. - М.: Советское радио, 1970, с.19-24,).

В измерительном блоке 14 прибора посредством преобразователя высокочастотного сигнала 16, содержащего генератор гетеродина 30 с частотой f1 и два смесителя 28 и 29, сигналы B(2π×f0×t+Δφ(L)) и A(2π×f0×t) переносятся в область низких частот (метод демодуляции):

B ( 2 π × f 0 × t + Δ ϕ ( L ) ) b ( 2 π × Ω × t + Δ ϕ ( L ) ) , ( 6 )

A ( 2 π × f 0 × t ) a ( 2 π × Ω × t ) . ( 7 )

Ω=f0-f1, где f1 - частота опорного генератора.

Значение Ω обычно выбирается в диапазоне от 1 кГц до 100 кГц.

Разность фаз Δφ(L) при этом сохраняется.

Сигналы b(2π×Ω×t+Δφ(L) и а(2π×Ω×t) с помощью двух АЦП 26 и 27 записываются в оперативную память микроконтроллера 15, в котором происходит вычисление длины оптического контрольного канала 21 по формуле (4).

После снятия КЗ с прибора снимают оптический контрольный канал 21, в микроконтроллер 15 записывают рабочую программу измерения дальности, после чего устройство (фиг.1) готово к работе.

Методика измерения дальности в рабочей программе отличается от калибровочной тем, из полученного значения дальности вычитается КЗ, соответствующее температуре, ближайшей к значению температуры, измеренной термодатчиком 12.

Таким образом, в заявляемом устройстве исключается необходимость проведения контрольного измерения перед каждым измерением дальности.

Техническая применимость

Экспериментальный образец заявляемого устройства был установлен вместо штатного блока дальномера на тахеометре марки «3Та5Д» производства Уральского оптико-механического завода с диаметром приемной апертуры 45 мм. Габаритные размеры дальномерного блока - 40×80×20 мм., габаритные размеры внешнего оптического контрольного канала - 40×20×0 мм.

В качестве интерфейса управления и индикации использовался штатный интерфейс тахеометра.

Краткие характеристики лазерного дальномера в составе тахеометра «3Та5Д».

Режимы работы:

- автоматический;

- призма;

- безотражательный.

Режим измерения расстояний - автоматический (автоматическое определение типа отражательной способности мишени):

Минимальное время измерения - 0.4 сек;

Все остальные параметры по дальности и точности соответствуют параметрам режимов ПРИЗМА и БЕЗОТРАЖАТЕЛЬНЫЙ для соответствующих типов отражателей (мишени).

Режим измерения расстояний - ПРИЗМА

Соосный видимый красный лазер 658 нм.

Класс лазерной безопасности 2 по стандартам IEC 60825-1 (Laser safety Class 2)

Дальность:

Отражатель GPR1 - 3000 м;

Минимальное расстояние - 0.1 м;

Точность/время измерений - 1 мм + 1,5 ppm / 2.4 с;

Разрешение экрана - 1 мм.

Режим измерения расстояний - БЕЗОТРАЖАТЕЛЬНЫЙ

Соосный видимый красный лазер 658 нм.

Класс лазерной безопасности 2 по стандартам IEC 60825-1 (Laser safety Class 2)

Разрешение экрана - 0,1 мм.

Дальность и время измерения:

Время измерения расстояния 1 км составляет 50 сек (отражательная поверхность Kodak gray 90%).

300 м. - 0,4 сек (отражательная поверхность Kodak gray 90%).

Минимальное расстояние - 0,1 м.

Точность / Время измерения:

До 100 м (Kodak gray 90%) - 1 мм + 2 ppm / 0.4 сек..(автоматический режим);

0.1 сек (безотражательный режим);

Более 300 м - 3 мм + 2 ppm / 1-6 сек, максимально 12 сек.

Размер лазерного пятна на 100 м - 20×10 мм.

1. Лазерный дальномер, содержащий передающий канал, включающий задающий генератор, соединенный со входом лазерного передатчика с выходной оптической системой, и приемный канал, включающий входную оптическую систему, в фокусе которой установлен лавинный фотодиод, подключенный к сигнальному входу электронного блока, опорный вход которого соединен с задающим генератором, а также оптического контрольного канала, отличающийся тем, что оптический контрольный канал выполнен в виде внешней оптической линии, замыкающей входной и выходной каналы, а корпусы лавинного фотодиода и лазерного диода снабжены термодатчиком, подключенным к измерительному входу электронного блока, а сам электронный блок оборудован энергонезависимой памятью.

2. Лазерный дальномер по п.1, отличающийся тем, что корпусы лавинного фотодиода, лазерного диода и термодатчик установлены на общем металлическом теплопроводе.

3. Лазерный дальномер по п.1, отличающийся тем, что внешняя оптическая линия выполнена в виде двух неподвижных зеркал, установленных друг к другу под прямым углом, и снабжена ослабителем лазерного излучения.

4. Лазерный дальномер по п.1, отличающийся тем, что внешняя оптическая линия выполнена в виде двух- или трехгранной призмы, грани которой образуют прямой угол, и снабжена ослабителем лазерного излучения.

5. Лазерный дальномер по п.1, отличающийся тем, что внешняя оптическая линия выполнена в виде отрезка световода и снабжена ослабителем лазерного излучения.

6. Лазерный дальномер по п.1, отличающийся тем, что в качестве энергонезависимой памяти использована флэш-память.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области формирования и обработки изображений, предназначено для измерения расстояний до наблюдаемых предметов и определения оптических передаточных функций устройства, при помощи которых сформированы обрабатываемые изображения, дополнительно позволяет оценивать погрешность измерений.

Изобретение относится к измерительной технике, для измерения расстояния до различных предметов на местности, с использованием излучения лазеров. Дальномер содержит импульсный полупроводниковый лазер с оптической системой, схему накачки лазера, лавинный фотодиод с оптической системой, последовательно соединенный с усилителем фотодетектированных сигналов, управляемый источник питания (УИП) для лавинного фотодиода, умножитель, фильтр нижних частот (ФНЧ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), микроконтроллер (МК), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), инвертирующий усилитель, два компаратора, трехвходовой мультиплексор, сумматор, два двухвходовых мультиплексора, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), генератор тактовых импульсов, счетчик адреса, счетчик количества накоплений, три схемы сравнения, триггер, индикатор дальности.

Устройство может быть использовано для контроля лазерного дальномера с концентричным расположением передающего и приемного каналов. Устройство содержит входную собирающую и выходную коллимирующую оптические системы, связанные между собой волоконно-оптической линией задержки, выполненной в виде световода.

Изобретение относится к способам дистанционного определения толщины снежного покрова и может быть использовано с целью прогнозирования лавинной опасности. Сущность: последовательно проводят летние и зимние зондирования склона с использованием лазерного дальномера.

Изобретение относится к области лазерной техники, а именно к лазерной дальнометрии. Способ лазерного дальнометрирования включает в себя посыл на цель серий лазерных импульсов, прием отраженных сигналов с последующим вычислением дальности до цели.

Изобретение относится к устройствам для оптического измерения расстояния до целевого объекта. Измерительное устройство содержит излучатель для испускания измерительного оптического излучения в направлении целевого объекта, приемник, имеющий регистрирующую поверхность для регистрации измерительного оптического излучения, возвращающегося от целевого объекта, и блок обработки данных.

Устройство калибровки принимает входные данные двух опорных изображений и множественных элементов данных параллакса. Два опорных изображения захватываются одним из устройств формирования изображения в двух местоположениях.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к приемной линзовой системе для оптического дальномера, а также к оптическому дальномеру с такой приемной линзовой системой.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейной компоненты перемещения объекта при воздействии на него различных силовых факторов.

Способ включает детектирование отраженных импульсов света, оцифровывание принятых сигналов, расчет дальностей до объектов и скоростей движущихся объектов, определение угловых координат.

Изобретение относится к способу определения высоты летательного аппарата. При реализации способа осуществляется N-кратное зондирование подстилающей поверхности импульсами лазерного излучения и его некогерентное накопление принятого отражённого от объекта сигнала. По результатам статистической обработки полученных данных определяют временное положение отраженного сигнала Th относительно момента излучения зондирующего импульса и вычисляют высоту летательного аппарата по формуле h=c Th/2, где c - скорость света. При этом диапазон высот разбивают на K зон. Объем накопления N в каждой зоне устанавливают в зависимости от периода тактовой частоты импульсов, разделяющих время на интервалы, предельно допустимой ошибки измерения высоты в j-й зоне высот, частоты зондирования и заданного периода обновления информации в j-й зоне высот. Технический результат заключается в обеспечении необходимой точности измерений при заданных обнаружительных характеристиках и при требуемой частоте обновления информации в процессе выполнения различных полетных заданий. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в любой области, где необходимо определить скорость движущегося объекта и расстояние до него, в частности для автоматического определения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата. Лазерный дальномер содержит лазерный передатчик, приемник отраженного объектом излучения, последовательно включенные многоканальный накопитель, связанный с тактовым генератором, и измеритель дальности. При этом на выходе приемника введен коммутатор. Первый выход коммутатора соединен со входом многоканального накопителя, а на втором выходе коммутатора введены последовательно включенные блок временной фиксации и блок интерполяции, связанный с тактовым генератором. Между выходом измерителя дальности и управляющим входом коммутатора введен блок переключения режимов. Технический результат заключается в обеспечении измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и в при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 1 ил.

В способе определения расстояния до объекта используется видеоизмерительное устройство, включающее первый излучатель света и второй излучатель света, при этом первый излучатель света может испускать свет через отверстие по меньшей мере с одним тенеобразующим элементом. Способ включает захват по меньшей мере одного первого изображения при включенном первом излучателе света и отключенном втором излучателе света, захват по меньшей мере одного второго изображения при включенном втором излучателе света и отключенном первом излучателе света, определение первого множества значений яркости пикселей в упомянутом по меньшей мере одном первом изображении, определение второго множества значений яркости пикселей в упомянутом по меньшей мере одном втором изображении, определение отношений яркостей второго множества значений яркости к первому множеству значений яркости и определение расстояния до объекта с использованием упомянутых отношений яркости. Технический результат - повышение точности измерения. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к измерительной технике определения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата. Устройство обеспечивает возможность работы в двух режимах. Сигнал от источника направляется на объект, и приемник излучения фиксирует отраженный от объекта сигнал. От приемника излучения посредством коммутатора сигнал передается на многоканальный цифровой накопитель. При этом отслеживается достижение накопленным сигналом установленного уровня. Если сигнал не достигает установленного уровня, то работа устройства производится по методу некогерентного многоканального накопления. Если будет отмечено превышение порога, то работа устройства производится в моноимпульсном режиме. Технический результат изобретения заключается в обеспечении измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 2 ил.

Изобретение относится к способу определения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата. Способ включает в себя многократное зондирование объекта импульсами лазерного излучения, прием и регистрацию отраженного объектом сигнала с его привязкой к импульсам стабильной тактовой частоты, образующим ячейки дальности, и статистическую обработку зарегистрированных данных. При этом производят серию зондирований способом некогерентного накопления, если принятый сигнал меньше порогового значения, которое определяется заданной вероятностью F ложного срабатывания. И если принятый сигал больше порогового значения, то зондирование производят в моноимпульсном режиме измерения дальности и скорости. Технический результат - обеспечение измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройству для автоматического определения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата. Устройство содержит лазерный передатчик, приемник отраженного объектом излучения, последовательно включенные многоканальный накопитель, связанный с тактовым генератором, и измеритель дальности. На выходе приемника введен коммутатор, первый выход которого соединен со входом многоканального накопителя, а на втором выходе коммутатора введены последовательно включенные блок временной фиксации и блок интерполяции, связанный с тактовым генератором, а управляющий вход коммутатора связан с бортовой системой управления полетом ЛА. Технический результат изобретения заключается в обеспечении измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ определения дальности и скорости удаленного объекта заключается в многократном зондировании объекта импульсами лазерного излучения, приеме и регистрации отраженного объектом сигнала с его привязкой к импульсам стабильной тактовой частоты и статистической обработке зарегистрированных данных. При этом производят первую серию зондирований способом некогерентного накопления и определяют дальность R до объекта, после чего, если измеренная дальность R превышает заданную величину Rmin, то продолжают проводить измерения в указанном режиме некогерентного накопления, а если R не превышает Rmin, то включают моноимпульсный режим измерения дальности и скорости. Технический результат изобретения заключается в обеспечении измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение касается прецизионного датчика расстояния. Особенностью указанного датчика является то, что приемная схема выполнена двухканальной и состоит из оптической системы, включающей две ромб-призмы и два отклоняющих клина, и приемной проекционной системы, включающей цилиндрическую линзу и сферический объектив, а в качестве фотодетектора использована двухкоординатная ПЗС-матрица, выход которой подключен к персональному компьютеру или контроллеру. Технический результат заключается в повышении абсолютной и относительной точности измерений. 2 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно, к устройствам наблюдения объектов и прицеливания, а также к устройствам для наведения управляемых ракет на цель по лазерному лучу, и может быть использовано в системах управления огнем объектов бронетанковой техники. Прицел системы управления огнем содержит визирный канал с системой наблюдения, систему стабилизации оси визирного канала, включающую электрически связанные блок зеркала и блок управления, систему баллистического вычислителя, включающую электрически связанные один или более датчиков и блок вычислителя, электрически связанный с блоком управления. При этом блок вычислителя содержит модуль первичной обработки сигналов, двухканальный модуль вычисления баллистических поправок и модуль коммутации режимов. Блок управления содержит электрически связанные модуль управления и модуль коммутации, который включает электрически связанные первый цифроаналоговый преобразователь, первый сумматор и первый ключ, а также электрически связанные второй цифроаналоговый преобразователь, второй сумматор и второй ключ, при этом модуль первичной обработки сигналов электрически связан как с модулем вычисления баллистических поправок, так и электрически связан с одним или более датчиками. Модуль коммутации режимов электрически связан с системой управления огнем и с двухканальным модулем вычисления баллистических поправок, который электрически связан с визирным каналом. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей прицела системы управления огнем и повышение точности стрельбы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ измерение расстояния до объектов, их угловых координат и взаимного расположения включает в себя облучение во множестве направлений, перекрывающих в совокупности поле обзора и образующих матрицу смежных оптических каналов, каждому оптическому каналу ставится в соответствие определенное угловое направление, а дальность до точки объекта вычисляется в оптических каналах поочередно в соответствии с заданной последовательностью. При этом в устройстве, которое реализует способ, оси излучения лазерных излучателей, формирующих матрицу лазеров, последовательно развернуты по азимуту и высоте на угол расходимости лазерного излучения. Технический результат заключается в увеличении быстродействия лазерных сканеров за счет исключения оптико-механического сканирования. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх