Устройство для измерения дальности Советский патент 1988 года по МПК G01C3/00 G01C3/08 

граторов 14, блок 15 опорных напряже- 25 дающего на него светового излучения НИИ, общий сумматор 16, общий компаратор 17 и осциллограф 18.

в пропорциональное напряжение, а поскольку на плоскости опорной фотопри емной матрицы образуется спекл-карти на, то на N выходах опорной фотопри- 3Q емной матрицы будет электрический аналог реальной спекл-картины.

N выходов опорной фотоприемной матрицы соединены соответственно с первыми входами N управляемых линий 7 задержки, вторые N входов которых соединены с выходом ГПН 8, а N выходов - с первыми входами N сумматоров 9 и с первыми входами N узлов 10 вычитания соответственно. Вторые входы N сумматоров 9 и вторые входы устройства 10 вычитания соединены с первым выходом блока 15 опорных напряжений, а выходы N сумматоров 9 - с первыми входами N первых компараторов 11 соответственно .

Выходы узлов 10 вычитания соединены с вторыми входами N первых компараторов 11 соответственно. N выходов основной матрицы фотоприемных элемен- тов 6 соединены с третьими входами N первых компараторов 11 соответственно, выходы которых соединены с входами N интеграторов 14 соответственно. N выходов интеграторов 14 соединены с первыми входами N ключей 13 соответственно, а N выходов управляемой линии 7 задержки - сответственно с первыми

В момент времени, когда мгновенное тиачсние амплитуды пилообразного напряжения соответствует времени, необходимому лазерному лучу для того,чтобы дойти от отражателя и вернуться

входами BTcipbix компараторов 12, вторые N входов которых соединены с вто- 55 обратно, на N выходах управляемой рым выходом блока 15 опорных напряже- линии 7 -задержки и на выходах рабочей НИИ. Выходы N вторых компараторов 12 фотслфиемной матрицы 6 появляются соединены с птор1,1ми входами ключей 13, иликтрические аналоги спекл-картины, соответстренно, N выходов которых со.-- которые в данный момент времени макающего на него светового излучения

в пропорциональное напряжение, а поскольку на плоскости опорной фотоприемной матрицы образуется спекл-карти- на, то на N выходах опорной фотопри- емной матрицы будет электрический аналог реальной спекл-картины.

ГПН 8 вырабатывает пилообразное напряжение, период которого на 3-4 порядка превышает период частоты лазерного передатчика 1 и равен частоте ГПН известного устройства. Изменение мгновенного значения амплитуды, которое претерпевает сигнал на выходе ГПН в течение периода, позволяет изменять время задержки N управляемых линий задержки от минимального до максимального значения измеряемого расстояния.

Отраженный от отражателя 4 луч через полупрозрачное зеркало 3 падает на плоскость рабочей фотоприемной матрицы 6 и на ее выходе образуется электрический аналог основной спекл- картины.

В момент времени, когда мгновенное тиачсние амплитуды пилообразного напряжения соответствует времени, необходимому лазерному лучу для того,чтобы дойти от отражателя и вернуться

обратно, на N выходах управляемой линии 7 -задержки и на выходах рабочей фотслфиемной матрицы 6 появляются иликтрические аналоги спекл-картины, которые в данный момент времени максимально совпадают с учетом воздействующих шумов.

В другие моменты времени электрические аналоги спекл-картины не совпадают и устройство не реагирует на эти сигналы. Последующие элементы схемы производят сравнение опорного и основного аналогов спекл-картины.

Сигналы с N выходов управляемой линии 7 задержки поступают через N сумматоров 9 и N устройств 10 вычитания на соответствующие первые и вторые входы N первых компараторов, а сигналы с N выходов основной фотоприемной матрицы - на соответствующие третьи входы N первых компараторов.

Ширина разрешенной зоны ; J (фиг. 2) задается с первого выхода блока 15 опорных напряжений и может быть выбрана исходя из шумовой обстановки (день, ночь). N интеграторов 14 производят интегрирование сигнала по длительности импульса, обеспечивая накопление по времени в течение длительности импульса. N вторых компараторов 12 и N ключей 13 служат дл отключения устройства в моменты времени между импульсами, когда на N выходах управляемой линии 7 задержки нулевое напряжение, а на N выходах рабочей фотоприемной матрицы 6 имеется только шумовое напряжение. Общий сумматор 16 производит сложение сигналов. Общий компаратор сравнивает эту сумму с некоторым опорным напряжением. Если сигнал превышает этот порог, компаратор выдает импульс на осциллограф. Расстояние от начала координат до импульса на экране осциллографа соответствует расстоянию до цели.

Если лазерный луч окажется подверженным воздействию шумов (наприме фоновая засветка, туман) не по всей плоскости, пересекающей лазерный луч а по ее части происходит следуюп1ее.

Области, в которых мгновенное значение шума превышает половину ширины разрешенной IOHL:,-, ХФиг.З), исключаются из рассмотрения в данный момент времени. Если же мгновенное значение шума оказывается меньше половины ширины разрешенной зоны ,; Е на выходе появляется импульс, говоря0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

щий о наличии сигнала. Интегратор на выходе первого компаратора суммирует все случаи попадания сигналов в разрешающую зону.

Общий сумматор 16 суммирует сигнальные импульсы со всей плоскости лазерного луча.

Порог срабатывания общего компаратора позволяет принимать сигнал при частичном искажении спекл-картины шумами, что в итоге приводит к повышению помехоустойчивости устройства в целом.

Формула изобретения

Устройство для измерения дальности, содержащее лазерный передатчик первое и второе полупрозрачные зеркала и отражатель, расположенные на одной оптической оси, линию оптической задержки, осциллограф и генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к вторым входам линии оптической задержки и осциллографа, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности за счет уменьшения влияния ошибок внешней среды, оно снабжено опорной и рабочей матрицами, в цепи каждого элемента опорной матрицы последовательно расположены управляемая линия оптической задержки, введенные сумматор, первый компаратор, интегратор, ключ и общий сумматор, вторые входы каждой из управляемых линий оптической задержки соединены с генератором пилообразного напряжения, а выходы - с первыми входами введенных узла вычитания и второго компаратора, выход которого соединен с ключом, а второй вход - с вторым выходом введенного блока опорных напряжений, первый выход которого соединен с вторыми входами сумматора и узла вычитания, выход которого соединен с вторым входом первого компаратора, третий вход которого соединен с выходом каждого элемента рабочей матрицы, выход общего сумматора - с первым входом рпв денного общего компаратора, выход которого соединен с первым входом осциллографа, а второй вход - с третьим выходом блока опорных напряжений.

Фиг.г.

h

Изобретение м.б. использовано в измерительной технике, в частности в геодезии, метрологии. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок внешней среды. Отраженный от отражателя 4 луч через полупрозрачное зеркало 3 падает на плоскость матригда 6 и на ее выходе образуется электрический аналог основной спекл-картины. Сигналы с выходов линии 7 задержки поступают через сумматоры 9 и устройства 10 вычитания на первые и вторые входы компараторов 11, а сигналы с выходов фотоприемной матрицы 6 - на третьи входы компараторов 11. Интеграторы 14 производят интегрирование сигнала по длительности. Сумматор 16 производит сложение сигналов. Общий компаратор 17 сравнивает эту сумму с некоторым опорным напряжением. Если сигнал превышает этот порог, то общий компаратор 17 выдает импульс на осциллограф. 3 ил. , (С (Л