FI74550C - Roerelseanalysator. - Google Patents
Roerelseanalysator. Download PDFInfo
- Publication number
- FI74550C FI74550C FI821835A FI821835A FI74550C FI 74550 C FI74550 C FI 74550C FI 821835 A FI821835 A FI 821835A FI 821835 A FI821835 A FI 821835A FI 74550 C FI74550 C FI 74550C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- light
- distance
- travel time
- measurement
- measuring
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/74—Systems using reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. IFF, i.e. identification of friend or foe
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
- G01S17/14—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves wherein a voltage or current pulse is initiated and terminated in accordance with the pulse transmission and echo reception respectively, e.g. using counters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S17/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
74550
LIIKEANALYSAATTORI - RÖRELSEANALYSATOR
Keksinnön kohteena on menetelmä tietyn kohteen etäisyyden sekä siitä johdettavissa olevien tietojen, kuten etäisyyden muutoksen nopeuden ja kiihtyvyyden, mittaukseen ja laskemiseen perustuen sähkömagneettisen, optisella alueella olevan säteilyn kulkuajan mittaukseen.
Liikkuvan kohteen etäisyyden ja nopeuden mittausta käytetään nykyisin monessa eri yhteydessä. Vanhin käyttäjäkunta lienee armeijan tulenjohto- ja tarkkailujoukot, kansanomaisesti tunnetuin poliisi 1iikennetutkineen. Yleiskäyttöön hyvin soveltuva etäisyys-, nopeus- ja mahdollisesti kiihtyvyysmittari tulisi olla helppokäyttöinen, kevyt ja pienikokoinen mutta kuitenkin erittäin nopea, tarkka ja riittävän tehokas, sekä tulostus-ja analysoi nti omi naisuuksi1 taan monipuolinen. Ajateltavissa olevat laitteistot voivat perustua mikroaaltojen (tutkat), ultraäänen tai valon kulkuajan mittaukseen.
Tutkat perustuvat mikroaaltojen Kulkuajan mittaukseen etäisyyden määrittämiseksi ja Doppler-iImiön hyväksi Käyttöön nopeuden lasKemiseKsi. Pienikokoisen kohteen tai suurikokoisen Koh-! teen tietyn pisteen liiketilan määritys tuottaa tutkalle vai-
Keuksia. Tarvitaan suuriKOKoisia antenneja onnistumisen ollessa silti epävarmaa. LisäKsi ympäristö-olosuhteet, kuten suuret metallipinnat, asettavat esteitä mittauksien onnistumiselle. Etäisyyden ja nopeuden samanaikainen mittaus on myös hanKalaa.
Ultraäänilaitteita, jotka perustuvat samoihin periaatteisiin Kuin tutKatkin vaivaa väliaineen (ilman) liikkeistä riippuva mittaustulos ja useasti huono heijastus Kohteesta. Lisäksi äänen etenemisnopeus on voimakkaasti riippuvainen väliaineen tilasta (lämpötila, kosteus, paine) ja sen avulla saavutettava mittausetäisyys on suhteellisen lyhyt.
: Nykyai Kaiseen yl ei SKäyttöön tar-Koitettu mittauslaite näyttää olevan parhaiten toteutettavi ssa sähKÖmagneetti sten. aaltojen 74550 optista aluetta hyväksikäyttämällä. Käytännössä valon generointi tapahtuu laserilla, joka pystyy tuottamaan riittävän intensiivistä ja monokromaattista valoa tähän tarkoitukseen. Tällä periaatteella toimivia laitteita on suuri määrä. Useimmat ratkaisut perustuvat valon kulkuajan mittaukseen joko suoraan tai välillisesti riippumatta siitä, mittaako laite ainoastaan etäisyyttä vai myöskin nopeutta.
Er-äs tällainen periaate on vai hevertai luperiaate, jossa heijastuneen valon vaihetta verrataan lähtevän valon vaiheeseen. Tällä menetelmällä päästään tarkkoihin etäisyysmittauksiin, mutta liikkuvan kohteen mittauksessa ongelmana on pieni lähetysteho ja pitkä mittausaika, jolloin tuloksena on kapealla nopeus-alueella toimiva laite, joka on vaikeasti kohdistettavissa.
Pulssiperiaatteella toimivat nykyiset sekä etäisyyttä että nopeutta samanaikaisesti mittaavat laitteet on kehitetty toimimaan ns. passiiviseen kohteeseen, eli kohteeseen, jonka valon h eijastumisominaisuuksia ei voida muuttaa. Jotta passiivisesta kohteesta saataisiin riittävän voimakas kaiku tekaisin vastaanottimeen on lähettimen pulssiteho oltava suuri ja valokeila kapea. Tästä on haittana se, että laseria joudutaan pulssitta-maan melko pienellä taajuudella korkean pulssitehon vuoksi ja että valokeilaa on vaikea kohdistaa pieneen tai nopeasti liikkuvaan kohteeseen. Lisäksi suureen kohteeseen mitattaessa ei tiedetä tarkasti mistä kohteen pisteestä kaiku saadaan. Saatava mittaustulos οηκίη aina näytemäinen kertatulos eikä jatkuva.
Edellä mainitut haitat voidaan poistaa käyttämällä pulssitet-tuun valoon ja sen kulkuaikaan perustuvaa mittausmenetelmää, jossa sinänsä tunnetulla valolähteellä, kuten laserilla, kohdistetaan jaksottainen valokeila liikkuvan tai paikallaan olevan kohteen heijastavaa pintaa tai osaa kohti, jolle menetelmälle on tunnusomaista se, että kohteesta heijastuneen valopulssin kulkuaika muunnetaan siihen verrannolliseksi jännitteeksi mittaustaajuuden jaksonpituuden ja valopulssin
II
3 74550 kulkuajan muodostaman toimintajakson perusteella siten, että sakaramuotoisen jännitesignaalin kahdesta kiinteästä jännitetasosta muodostetaan toimintajakson suhteessa jännitesignaalin keskiarvo.
Keksinnölle on myös tunnusomaista se, että valokeilan muodostava ja heijastuksen vastanottava optiikka sekä tarvittaessa myös lähetin ja vastaanotin on eristetty omaksi yksiköksi, jolloin siirrettävä informaatio kulkee kaapelia myöten varsinaisen elektroniikkaosan ja mittapään välillä. Tämän ansiosta mittapäästä saadaan kevyt, helposti suunnattava ja sijoitettava sekä mekaanisesti hyvin suojattu.
Keksinnölle on lapuksi vielä tunnusomaista se, että tarvittavan suuren toimintajakson saavuttamiseksi käytetään DH-tyyppistä puolijohdelaseria.
Keksintöä selostetaan esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa
Kuva 1 esittää menetelmän mukaisen laitteen lohkokaaviota.
Kuva 2 esittää valon kulkuaikaan verrannollisen jännitteen muodostamista.
Kuva 3 esittää laitteen erästä sovel1utusmuotoa ja sen käyttöä.
Kuvassa 1 esitetään lähinnä eri sovel1utusa 1 ojen kartoitukseen tarkoitettua laitetta, jonka mittausalue hyvällä heijastimella on 0-200 m. Siinä valopulssien ohjauseiektroniikkana toimii nopea kideohjattu oski1laattori 1, joka tahdistaa pulssitta-jaa 2, joka synnyttää laserin 3 tarvitsemat virtapulssit. Laser 3 on ns. DH (Double Hetero 1 -tyyppinen puo1ijohde1aser. Laserin 3 synnyttämät valopulssit kulkevat linssin 4 läpi kohteeseen, josta ne heijastuvat ja ohjataan peilien 5 avulla suodattimen 6 ja linssin 7 läpi detektoriin 8, joka on valodiodi. Detektorin 8 synnyttämät jännitepu1 ssit vahvistetaan esivahvistime 11 a 4 74550 9, jonka jälkeen vaimennin 10 säätää läjntöpulssi n likimain vakioksi seuraavia vaiheita varten. Vahvistin 11 ja takaisinkytkentä 12 määräävät väkiomurto-osa-aikadis kriminaattori11 e (CFTD) 13 menevän jännitepulssin tason. CFTD-yksikkö 13 pienentää nopeiden amplitudivaihtelujen vaikutusta ajoitukseen ja lisää vastaanottimen dynaamista aluetta. Aikavä1i-jännitemuun-nin (TAC) 14 määrittää kohteen etäisyyden kuvan 2 esittämällä tavalla. AC - kytkety1tä vahvistimelta 15 saadaan kohteen etäisyyden muutokseen, ”ac-etäisyyteen" verrannollinen jännite. Derivoivat piirit 16 ja 17 laskevat TAC-piirin 14 antamasta jännitteestä nopeuden ja kiihtyvyyden.
Kuvan 2 mukaisessa ajoituskaaviossa ilmenee, kuinka valon kulkueina T2 muutetaan analogiseksi jännitteeksi Ug.
Tällaisen laitteen eräs sovellutustapa on esitetty kuvassa 3. Siinä mitataan pikajuoksijan 23 nopeus- ja kiihtyvyysprofii1it juoksuradalla 22. Ajanmittauselektroniikka ja siihen läheisesti liittyvä muu elektroniikka sijaitsee kotelossa 18 ja tarvittava optinen mittapää kevyessä lähetin-, ja vastaanoti nlait-teessa 19 statiivilla 21.
Laitteistot ovat yhdistetyt kaapelilla 20, joka siirtää informaatiota molempiin suuntiin. Juoksijalla 23 on selässään heijastin 24, johon valokeila suunnataan. Kun juoksija lähtee etenemään, mittauslaitteisto (16,19) mittaa jatkuvasti hänen etäisyytensä, nopeutensa ja kiihtyvyytensä. Tarvittaessa saadaan joka juoksun jälkeen profiilit tulostettua tietojenkäsittely-laitteella 25, jolloin juoksija ja hänen valmentajansa voivat heti arvioida juoksun eri vaiheiden onnistumista ja tehdä tarvittavat korjaukset.
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutus-muodot eivät rajoitu yksinomaan edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä laitekokoonpano voi olla mikä tahansa
II
5 74550 tiettyyn tarkoitukseen sopiva ja kohde voi olla mikä tahansa elävä olento tai esine, johon heijastin voidaan kiinnittää tai jonka valonheijastuvuutta voidaan muulla tavoin parantaa halutusta kohdasta.
Claims (3)
1. Menetelmä tietyn kohteen etäisyyden sekä siitä johdettavis sa olevien tietojen, kuten etäisyyden muutoksen, nopeuden ja kiihtyvyyden mittaukseen ja laskemiseen, joka menetelmä perustuu sähkömagneettisen, optisella alueella olevan säteilyn kulkuajan mittaukseen, ja jossa sinänsä tunnetulla valolähteellä, kuten laserilla (1), kohdistetaan jaksottainen valokeila liikkuvan tai paikallaan olevan kohteen (23) heijastavaa pintaa (24) tai osaa kohti, tunnettu siitä, että kohteesta heijastuneen valopulssin kulkuaika (Tg) muunnetaan siihen verrannolliseksi jännitteeksi mittaustaajuuden jaksonpituuden (T^) ja valopulssin kulkuajan (T,,) muodostaman toimintajakson (W perusteella siten, että sakaramuotoisen jännitesignaa-lin kahdesta kiinteästä jännitetasosta (U^.Ug) muodostetaan toimintajakson suhteessa jännitesignaalin keskiarvo <u3).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valokeilan muodostava ja heijastuksen vastaanottava optiikka sekä tarvittaessa myös lähetin ja vastaanotin on eristetty omaksi yksiköksi (19), jolloin siirrettävä informaatio kulkee kaapelia (20) myöten varsinaisen elektroniikkaosan (18) ja mittapään (19) välillä.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tarvittavan suuren toimintajakson saavuttamiseksi käytetään DH-tyyppistä puolijohdelaseria. Il
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI821835A FI74550C (fi) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | Roerelseanalysator. |
| SE8302833A SE8302833L (sv) | 1982-05-24 | 1983-05-19 | Rorelseanalysator |
| DE19833318556 DE3318556A1 (de) | 1982-05-24 | 1983-05-20 | Verfahren und vorrichtung zum analysieren von bewegungen |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI821835A FI74550C (fi) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | Roerelseanalysator. |
| FI821835 | 1982-05-24 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI821835A0 FI821835A0 (fi) | 1982-05-24 |
| FI821835A FI821835A (fi) | 1983-11-25 |
| FI74550B FI74550B (fi) | 1987-10-30 |
| FI74550C true FI74550C (fi) | 1988-02-08 |
Family
ID=8515577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI821835A FI74550C (fi) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | Roerelseanalysator. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3318556A1 (fi) |
| FI (1) | FI74550C (fi) |
| SE (1) | SE8302833L (fi) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3601536C1 (de) * | 1986-01-20 | 1987-07-02 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Anordnung zur Lagebestimmung eines Objektes |
| US5046839A (en) * | 1990-07-30 | 1991-09-10 | Locker Enterprises, Inc. | Golf course range finder system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2229887C3 (de) * | 1972-06-19 | 1980-07-17 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Entfernungsmeßgerät mit einem als Sender arbeitenden Laser und seine Anwendung zur Geschwindigkeitsmessung |
-
1982
- 1982-05-24 FI FI821835A patent/FI74550C/fi not_active IP Right Cessation
-
1983
- 1983-05-19 SE SE8302833A patent/SE8302833L/ not_active Application Discontinuation
- 1983-05-20 DE DE19833318556 patent/DE3318556A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8302833L (sv) | 1983-11-25 |
| SE8302833D0 (sv) | 1983-05-19 |
| FI74550B (fi) | 1987-10-30 |
| FI821835A0 (fi) | 1982-05-24 |
| FI821835A (fi) | 1983-11-25 |
| DE3318556A1 (de) | 1984-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4226529A (en) | Viewing systems | |
| US8625643B2 (en) | Free electron laser system | |
| US6133993A (en) | Length and velocity measurement apparatus | |
| CA2025008A1 (en) | Pulsed coherent doppler laser radar | |
| Prasad et al. | An all-fiber, modular, compact wind lidar for wind sensing and wake vortex applications | |
| GB2170907A (en) | Improvements relating to distance measuring devices | |
| FI74550B (fi) | Roerelseanalysator. | |
| US5841392A (en) | Pulse-echo ranging system with improved target | |
| Prasad et al. | Three-beam aerosol backscatter correlation lidar for wind profiling | |
| FI66495B (fi) | Foerfarande foer analys av en av och an gaoende roerelse | |
| US5508704A (en) | Method and apparatus for modulating a doppler radar signal | |
| CN112099037B (zh) | 一种基于fmcw激光雷达高点云获取量的目标检测方法及装置 | |
| Prasad et al. | Picosecond pulsewidth direct detection lidar for imaging applications | |
| US3588897A (en) | Method and apparatus for the simultaneous probing of the atmosphere by radar and meteorological sensors | |
| McClure | Diode laser radar: applications and technology | |
| DK0498429T3 (da) | Forbedret måldetektor med lille følsomhed ved små afstande | |
| Peters et al. | Measurements of momentum flux in the boundary layer by RASS | |
| RU2726141C1 (ru) | Способ определения дальности | |
| JPS62169072A (ja) | 追尾レ−ダ装置 | |
| Shafew et al. | A Study on mm Wave Sensor Technology and its Applications | |
| RU2082090C1 (ru) | Лазерный дальномер | |
| RU2618521C1 (ru) | Радиолокационная станция | |
| JP2004177338A (ja) | 測距装置 | |
| de Groot et al. | Backscatter-modulation semiconductor laser radar | |
| JPH08129068A (ja) | 周波数掃引変調を用いたレーダー方式 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: AHOLA, RAIMO Owner name: ESCOTEK KY Owner name: MYLLYLAE, RISTO |