ДАЛЬНОМЕР Российский патент 1997 года по МПК G01S17/66 

Изобретение относится к области оптической техники и может быть использовано в системах поиска многоцелевого слежения инфракрасных излучений.

Известно устройство определения дальности. Оно измеряет расстояние с помощью базы. Оно может работать и в пассивном режиме и измерять базовым методом дальность в режиме кругового обзора, в том числе и до инфракрасных излучений, выполняя функции дальномера. Инфракрасные приемники жестко связаны между собой и вращаются. Дальность определяется в измерительном устройстве и корректируется с помощью панели ввода константы и вычитателя и далее отображается на индикаторе. Однако, точность определения дальности зависит от погрешности установки инфракрасных приемников. Кроме того, на точность определения дальности влияет вибрация при установке устройства на подвижных носителях.

С помощью предлагаемого устройства увеличивается точность определения дальности. Достигается это использованием в качестве инфракрасных приемников двухсекционных инфракрасных приемников, двух вычитателей и двух инверторов, при этом первые и вторые выходы первого и второго двухсекционных инфракрасных приемников соединены соответственно с первым и вторым входами первого и второго вычитателей амплитуд, выходы которых через инверторы соединены с первым и вторым входами измерительного устройства.

На рис.1 и в тексте приняты следующие обозначения: 1 двухсекционный инфракрасный приемник; 2 вычитатель амплитуд; 3 инвертор; 4 - измерительное устройство; 5 индикатор; 6 привод; 7 двухсекционное инфракрасное устройство; 8 вычитатель амплитуд; 9 инвертор; 10 - вычитатель; 11 панель ввода константы.

При этом первые и вторые выходы жестко связанных двухсекционных инфракрасных приемников 1 и 7, имеющих также жесткую связь с приводом 6, соединены соответственно с первым и вторым выходами вычитателей амплитуд 2 и 8, выходы которых через инверторы 3 и 9 соединены с первым и вторым входами измерительного устройства 4, выход которого соединен с первым входом вычитателя, имеющего второй вход, соединенный с выходом панели ввода константы II, и выход, соединенный с входом индикатора.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Двухсекционные инфракрасные приемники 1 и 7 жестко связаны между собой и разнесены на базовое расстояние 1^oC2 м и вращаются с помощью привода 6. Каждый из двухсекционных инфракрасных приемников 1 и 7 разделен на две равные секции и имеет рабочую зону, показанную на рис.2, где двухсекционный первый приемник принимает инфракрасную энергию с рабочих зон 12 и 14, а второй с рабочих зон 13 и 15. Рабочие зоны равны между собой. Углы полей зрения двухсекционных инфракрасных приемников 1 и 7 повернуты таким образом (фиг. 3), что линии 20 и 21, а также 22 и 23 ограничивают эти углы полей зрения и образуют лучи, не пересекающиеся друг с другом, а линии 24 и 25 восстановлены из точек A и B, параллельны и разнесены на базовое расстояние 1^oC2 метра. В момент, когда инфракрасный излучатель находится в равносигнальной зоне, например, в точке C (фиг. 2), на выходе каждого приемника двухсекционного инфракрасного приемника 1 будут наблюдаться сигналы равной амплитуды. При этом первый приемник двухсекционного инфракрасного приемника принимает излучение с рабочей зоны 12, а второй с рабочей зоны 14 (фиг. 2). Первые и вторые выходы двухсекционного инфракрасного приемника 1, представляющие собой выходы первого и второго приемников, из которых состоит двухсекционный инфракрасный приемник, соединены с первым и вторым входами вычитателя амплитуд 2, которые осуществляют вычитание амплитуд с этих приемников, и если амплитуды будут равные, то на выходе вычитателя амплитуд 2 будет наблюдаться нулевой сигнал, поступающий в инвертор 3, на выходе которого будет наблюдаться положительный сигнал, поступающий на первый вход измерительного устройства 4. Этот же объект в рабочей зоне двухсекционного инфракрасного приемника 7 будет занимать положение d (фиг. 2) и через некоторое время по мере вращения приемников в направлении, показанном стрелкой, займет положение E в равносигнальном направлении рабочей зоны этого двухсекционного инфракрасного приемника 7, в то время как объект в поле зрения двухсекционного инфракрасного приемника 1 займет положение F, при этом с выхода инвертора 9 положительный сигнал поступит на второй вход измерительного устройства 4. Временное рассогласование между этими сигналами, следующими по мере вращения приемников, будет равно t_общ.=t_пост.+t_пер., где t_пост.- время, зависящее от углов α и β (фиг. 3) и для данной скорости вращения имеющее постоянное значение. t_пер. время, зависящее от дальности и базы имеющее переменное значение. Таким образом, t_общ. также является значением переменным, зависящим от базы и дальности. Чем больше дальность, тем меньше значение t_пер. и t_общ.•t_общ. уточняется при юстировке до контрольного излучателя, находящегося, например, на расстоянии 100 м. В результате юстировки определяется t_кор. и далее определяется t_конст. t_пост.+ t_кор., являющаяся постоянным значением. t_конст. вводится в вычитатель 10 с панели ввода константы в двоичном коде. На другой вход вычитателя 10 с измерительного устройства 4 поступает t_общ.. Измерительное устройство работает как преобразователь дальности. Значение t_пер. в двоичном коде представляет собой информацию о дальности и с выхода вычитателя 10 поступает в индикатор 5 для отображения. Например, для дальности 20 км скорости вращения 60 об/мин. t_пер. 16 мксек, а дальности 10 км t_пер. 32 мксек, а при t_кор. -5 мксек, t_пер. соответственно будут равны 11 и 27 мксек. Предлагаемое устройство может быть использовано в системах поиска и сопровождения инфракрасных излучений. К ним могут относиться воздушные, наземные и подводные излучатели. Устройство может быть размещено не только на наземных установках, но и на подвижных носителях, машинах, железнодорожных платформах, кораблях. Для увеличения разрешающей способности рабочие зоны могут быть разделены на ряд участков, при этом увеличивается число каналов обработки.

Предлагаемый дальномер увеличивает точность определения дальности благодаря использованию в качестве инфракрасных приемников двухсекционных инфракрасных приемников, двух вычитателей амплитуд и двух инверторов, при этом первые и вторые выходы первого и второго двухсекционного приемника соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого и второго вычитателя амплитуд, выходы которых через инвертор соединены с первым и вторым входом измерительного устройства. 3 ил.

Устройство поиска объектов, состоящее из жестко связанных и разнесенных на базовое расстояние 1 2 м инфракрасных приемников, привода, измерительного устройства, панели ввода константы, вычитателя и индикатора, где первый и второй инфракрасные приемники имеют жесткую связь с приводом, а выход панели ввода константы соединен с первым входом вычитателя, второй вход и выход которого соответственно соединены с выходом измерительного устройства и входом индикатора, отличающееся тем, что в качестве инфракрасных приемников используются двухсекционные инфракрасные приемники и вводятся два вычитателя амплитуд и два инвертора, при этом первые и вторые выходы первого и второго двухсекционных инфракрасных приемников соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого и второго вычитателей амплитуд, выходы которых через соответствующие инверторы соединены соответственно с первым и вторым входами измерительного устройства.