RU2269804C1 - Способ ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта с синхронной фазовой манипуляцией лазерными импульсами подсвета и устройство для его реализации - Google Patents

Способ ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта с синхронной фазовой манипуляцией лазерными импульсами подсвета и устройство для его реализации Download PDF

Info

Publication number
RU2269804C1
RU2269804C1 RU2004117181/28A RU2004117181A RU2269804C1 RU 2269804 C1 RU2269804 C1 RU 2269804C1 RU 2004117181/28 A RU2004117181/28 A RU 2004117181/28A RU 2004117181 A RU2004117181 A RU 2004117181A RU 2269804 C1 RU2269804 C1 RU 2269804C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulses
laser
beginning
matrix
time
Prior art date
Application number
RU2004117181/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2004117181A (ru
Inventor
Николай Васильевич Барышников (RU)
Николай Васильевич Барышников
Василий Болеславович Бокшанский (RU)
Василий Болеславович Бокшанский
Игорь Юрьевич Золотов (RU)
Игорь Юрьевич Золотов
Валерий Ефимович Карасик (RU)
Валерий Ефимович Карасик
Original Assignee
Николай Васильевич Барышников
Василий Болеславович Бокшанский
Игорь Юрьевич Золотов
Валерий Ефимович Карасик
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Васильевич Барышников, Василий Болеславович Бокшанский, Игорь Юрьевич Золотов, Валерий Ефимович Карасик filed Critical Николай Васильевич Барышников
Priority to RU2004117181/28A priority Critical patent/RU2269804C1/ru
Publication of RU2004117181A publication Critical patent/RU2004117181A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2269804C1 publication Critical patent/RU2269804C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к лазерным локационным системам. Способ включает формирование серии из m импульсов лазерного излучения. Первый импульс длительностью
Figure 00000001
≤100 нс направляют на объект и по отраженному излучению определяют время Т распространения излучения до объекта. Формируют (m-1) импульсов длительностью
Figure 00000002
и с помощью приемного объектива и ФПЗС-матрицы получают изображение объекта. При этом смещают начало каждого из (m-1) лазерных импульсов от начала кадра ФПЗС-матрицы на время Тупр.ли, а начало каждого периода накопления ФПЗС-матрицы смещают от начала кадра на время Тупр.н.. Устройство содержит в передающем канале импульсный лазер, блок питания и управления лазером и оптическую систему, в первом приемном канале - первый приемный объектив, ФПЗС-матрицу и монитор, во втором - второй приемный объектив и фотодиод, а также блок управления для управления длительностью импульсов, смещением начала импульсов и начала периода накопления ФПЗС-матрицы. Обеспечивается повышение качества изображения как в дневное, так и в ночное время, а также повышение помехозащищенности за счет применения синхронной фазовой манипуляции лазерными импульсами подсвета. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к области оптического приборостроения, точнее - к лазерным локационным изображающим системам, способным вести наблюдение за удаленными объектами как ночью, так и днем. Объектами наблюдения могут быть как диффузно-отражающие объекты, например здания, транспортные средства, окружающий ландшафт, так и световозвращающие объекты, например оптические и оптико-электронные устройства.
Известен способ ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта, являющийся ближайшим аналогом, в котором формируют серию импульсов лазерного излучения, причем первый импульс лазерного излучения направляют на удаленный объект, принимают отраженное от удаленного объекта излучение с помощью лавинного фотодиода и определяют время Т распространения излучения от передающего канала до удаленного объекта, после чего формируют последующие импульсы лазерного излучения, направляют их на удаленный объект и с помощью приемного объектива и оптически сопряженной с ним ФПЗС-матрицы, имеющей длительность кадра Тк, принимают отраженное от наблюдаемого удаленного объекта излучение и получают его изображение (US 5013917, опубл. 7 мая 1991 г.).
Известно лазерное локационное устройство для наблюдения удаленного объекта, являющееся ближайшим аналогом и содержащее (см. фиг.1) в передающем канале импульсный лазер 1, в первом приемном канале - камеру ICCD 2, включающую приемный объектив, ЭОП и ФПЗС-матрицу, а во втором приемном канале - лавинный фотодиод 3, а так же генератор временных импульсов 4, видеопроцессор 5 и монитор 6 (US 5013917, опубл. 7 мая 1991 г.).
При реализации известного способа с помощью известного устройства осуществляют импульсный подсвет лазером объекта наблюдения 7, в результате чего отраженное от объекта излучение попадает в первый приемный канал на основе камеры ICCD 2 (Intensified Charge Couple Devices - ПЗС матрица с усилителем яркости) и во второй приемный канал на лавинный фотодиод 3. Выход камеры ICCD соединен с входом видеопроцессора 5, на выходе которого формируется стандартный телевизионный сигнал, подаваемый на монитор 6. Выход лавинного фотодиода 3 соединен с входом генератора временных импульсов 4. Генератор временных импульсов 4 формирует на выходах импульсы запуска лазера 1, импульсы кадровой синхронизации и импульсы стробирования камеры ICCD 2. В начальный момент генератор временных импульсов 4 подает импульс запуска на лазер 1, в результате чего последний формирует короткий (10...100 нс), но мощный импульс подсвета объекта наблюдения 7. В этот момент камера ICCD 2 находится в закрытом ("слепом") состоянии и не способна принимать рассеиваемое в атмосфере (тумане, дыму) излучение лазера, не несущего информации и ослепляющего приемный канал. Рассеянное в атмосфере излучение лазера представляет собой помеху обратного рассеяния (ПОР). После того, как световой импульс подсвета лазера отразится от объекта наблюдения 7, генератор временных импульсов 4 подает строб-импульс на камеру ICCD 2, имеющую встроенный быстродействующий затвор. В результате, камера ICCD 2 открывается и принимает отраженное от объекта 7 излучение, не содержащее рассеянной компоненты. Момент подачи на камеру ICCD 2 строб-импульса генератором 4 определяется с помощью сигнала лавинного фотодиода 3, также фиксирующего отраженное от объекта 7 излучение.
К недостаткам устройства относится следующее.
1. Наличие в приемном канале электронно-оптического преобразователя (ЭОПа) ограничивает разрешающую способность и качество формируемого на экране монитора изображения независимо от времени суток (как днем, так и ночью). В силу своих конструктивных особенностей, ЭОП обладает малым пространственным разрешением (25...35 пар лин./мм), значительными шумами, отсутствием жесткого растра. Последнее обстоятельство делает невозможным построение на базе приборов с ЭОП устройств определения координат, пеленгаторов. Кроме того, камера ICCD использует двукратное преобразование свет → сигнал → свет → видеосигнал, при каждом из которых происходит искажение изображения и ухудшение отношения сигнал/шум.
2. Неоптимальный режим работы днем. Это связано с тем, что ЭОП, входящий в состав камеры ICCD, не способен работать днем без применения так называемого стробирования, в результате которого его чувствительность к свету сохраняется только в короткие промежутки времени (1...10 нс). Это приводит к появлению стробоскопического эффекта при наблюдении за быстродвижущимися объектами либо вообще к их пропуску.
3. Невысокие эксплуатационно-экономические показатели камеры ICCD, проявляющиеся в сложности конструкции, хрупкости и высокой стоимости входящих в ее состав элементов (особенно ЭОПа), а также невысоким ресурсом работы усилителя яркости. Кроме того, для питания ЭОПа требуется высокое напряжение (2...8 кВ), что, в свою очередь, предъявляет высокие требования к его электрической изоляции.
В последнее время в связи с интенсивным развитием полупроводниковой оптоэлектроники созданы низкоуровневые ТВ-камеры на базе ФПЗС-матриц, практически не уступающие ЭОПам по чувствительности. В то же время, они превосходят ЭОПы по разрешающей способности, динамическому диапазону, надежности и ресурсу работы. Примером такой камеры может служить ФПЗС-камера со встроенным регистром лавинного умножения заряда, способная работать в "режиме счета единичных фотонов". Поэтому необходимость использования ЭОПа из-за потребности работы ночью практически отпала.
Однако использование ЭОПа в активной изображающей системе связано не только с требованием повышения чувствительности, но и с необходимостью стробирования приемного канала по дальности для устранения вредного влияния помехи обратного рассеяния на формируемое изображение. Такой способностью ФПЗС-матрицы пока не обладают, а потому реализовать их преимущества в активных изображающих системах до сих пор не удавалось.
Задачей настоящего изобретения является повышение качества изображения как в дневное, так и в ночное время, а также повышение помехозащищенности за счет применения синхронной фазовой манипуляции лазерными импульсами подсвета.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта, в котором формируют серию из m импульсов лазерного излучения, причем первый импульс лазерного излучения направляют на объект, принимают отраженное от объекта излучение и определяют время Т распространения излучения от передающего канала до объекта, после чего формируют (m-1) последующих импульсов лазерного излучения, направляют их на объект и с помощью приемного объектива и оптически сопряженной с ним ФПЗС-матрицы, имеющей длительность кадра Тк, принимают отраженное от объекта излучение и получают его изображение, первый импульс лазерного излучения формируют с длительностью
Figure 00000004
, а длительность (m-1) последующих импульсов лазерного излучения определяют из соотношения
Figure 00000005
где Lпор - дальность формирования помехи обратного рассеяния;
n - средний показатель преломления атмосферы;
с - скорость света;
при этом смещают начало каждого из (m-1) лазерных импульсов от начала кадра ФПЗС-матрицы на время Тупр.лик-(4Т-Lпор n/с), а начало каждого периода накопления ФПЗС-матрицы смещают от начала кадра на время -
Figure 00000006
При этом при реализации способа целесообразно повторять указанные выше операции способа и дополнительно формировать k серий импульсов, каждая из которых содержит m импульсов, но при этом смещать начало первого лазерного импульса от начала кадра ФПЗС-матрицы в каждой последующей серии лазерных импульсов на время Тупр.ли, определенное для предыдущей серии лазерных импульсов.
Кроме того, целесообразно определять Lпор из соотношения для мгновенной мощности помехи обратного рассеяния Фпор(t):
Figure 00000007
где Qл - энергия лазера;
X(π)=0,33 αs-0,3Lпор - значение индикатрисы в направлении "назад";
αs - коэффициент рассеяния атмосферы;
αр - показатель рассеяния атмосферы;
ωпр, ωпер - поле зрения приемника и расходимость излучения передатчика соответственно;
Dоб - диаметр приемного объектива;
xб - линейный параллакс между приемной и передающей системами;
при Фпор(t)=0,1 Фпор max, где Фпор max - максимальное значение Фпор(t).
Кроме того, поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта, содержащем в передающем канале импульсный лазер, соединенный с выходом блока питания и управления лазером и оптически сопряженный с передающей оптической системой, в первом приемном канале - первый приемный объектив, оптически сопряженную с ним ФПЗС-матрицу и монитор, причем длительность одного кадра ФПЗС-матрицы составляет Тк, а ее выход соединен со входом монитора, а во втором приемном канале - второй приемный объектив и оптически сопряженный с ним фотодиод, причем устройство выполнено с возможностью определения времени Т распространения излучения от передающего канала до объекта, введен блок управления, выполненный с возможностью управления формированием серии из m импульсов, при этом длительность первого лазерного импульса
Figure 00000004
для измерения времени Т и длительность последующих (m-1) лазерных импульсов
Figure 00000008
где Lпор - дальность формирования помехи обратного рассеяния;
n - средний показатель преломления атмосферы;
с - скорость света;
для формирования изображения объекта, а также с возможностью смещения начала каждого из лазерных импульсов от начала кадра ФПЗС-матрицы на время Тупр.лик-(4Т-Lпор n/с) и смещения начала каждого периода накопления ФПЗС-матрицы от начала кадра на время
Figure 00000006
, при этом выход фотодиода соединен со входом блока управления, первый выход блока управления соединен со входом блока питания и управления импульсным лазером, а второй выход - со входом управления ФПЗС-матрицы.
При этом целесообразно блок управления выполнить с возможностью управления формированием дополнительно k серий импульсов, каждая из которых содержит m импульсов, из которых длительность первого импульса равна
Figure 00000009
, а длительность каждого из последующих (m-1) импульсов в каждой серии равна
Figure 00000010
.
При этом дальность формирования помехи обратного рассеяния Lпор может быть определена из соотношения для мгновенной мощности помехи обратного рассеяния Фпор(t):
Figure 00000011
где Qл - энергия лазера;
Х(π)=0,33 αs-0,3Lпор - значение индикатрисы в направлении "назад";
αs - коэффициент рассеяния атмосферы;
αр - показатель рассеяния атмосферы;
ωпр, ωпер - поле зрения приемника и расходимость излучения передатчика, соответственно;
Dоб - диаметр приемного объектива;
хб - линейный параллакс между приемной и передающей системами;
при Фпор(t)=0,1 Фпор max, где Фпор max - максимальное значение Фпор(t).
Кроме того, в качестве блока управления может быть использован микропроцессор, а в качестве фотодиода - лавинный фотодиод.
Предлагаемая группа изобретений обеспечивает получение изображения удаленных объектов высокого качества, а также повышение помехозащищенности без использования ЭОПа. При этом режим работы устройства, реализующего предлагаемый способ, по существу, эквивалентен режиму стробирования по дальности, применяемому в изображающих камерах с ЭОП.
На фиг.1 представлена структурная схема известного устройства.
На фиг.2 представлена зависимость мощности помехи обратного рассеяния от времени.
На фиг.3 представлена структурная схема предлагаемого устройства для наблюдения удаленных объектов, формирующая локационное изображение с использованием предлагаемого метода синхронной фазовой модуляции (СФМ).
На фиг.4 показаны три временные диаграммы, поясняющие принцип СФМ.
Помеха обратного рассеяния (ПОР) лазерного излучения при работе активной изображающей системы в относительно чистой аэрозольной атмосфере возникает благодаря рассеянию распространяющегося излучения, часть которого попадает обратно в приемный канал. В литературе /1/ приведен анализ ПОР в фокальной плоскости приемного объектива системы. На основании этих результатов для систем с малым параллаксом хб и углом θ1 между оптическими осями приемного и передающего каналов, мощность помехи обратного рассеяния на фотоприемнике приемного канала в зависимости от времени t от начала импульса подсвета можно определить выражением:
Figure 00000012
где Ол - энергия лазера, Х(π)=0,33 αs-0,31 - значение индикатрисы в направлении "назад", αs - коэффициент рассеяния атмосферы, αp - показатель рассеяния атмосферы, ωпр, ωпер - поле зрения приемника и расходимость излучения передатчика соответственно, Dоб - диаметр приемного объектива, с - скорость света.
При этом время t связано с расстоянием L, которое проходит пучок
излучения по трассе, соотношением L=ct/n, где n - средний показатель преломления атмосферы. Подставив это соотношение в формулу (1), можно рассчитать такую дальность Lпор, начиная с которой мощность регистрируемой ПОР по сравнению с мощностью регистрируемого полезного сигнала ничтожно мала и ею можно пренебречь. Поэтому при расчете Lпор Фпор(t) принимается равным значению мощности ПОР, при котором она значительно меньше мощностью регистрируемого полезного сигнала.
На фиг.2 представлен график зависимости Фпор(t), из которого следует, что для лазерного импульса с длительностью 1 мкс и энергией 1 Дж мощность ПОР увеличивается до значения Фпор max за время, приблизительно равное 1,5 мкс от начала лазерного импульса, после чего Фпор(t) уменьшается до значений, величина которых не оказывает большого влияния на величину регистрируемого полезного сигнала. При этом для расчета Lпор можно принять Фпор(t)=0,1 Фпор max.
Таким образом для получения оптимального значения Lпор блок управления должен обеспечивать возможность вычисления величины Lпор в соответствии с приведенными зависимостями.
Однако в некоторых случаях, когда условия, при которых используется предлагаемое устройство, постоянны или изменяются в известном небольшом диапазоне, для упрощения процесса в память блока управления может быть введено конкретное числовое значение Lпор или несколько дискретных значений, выбираемых по заранее определенной программе, например, в зависимости от значения времени Т распространения излучения от передающего канала до удаленного объекта, которое определяется в процессе работы устройства.
Как следует из графика зависимости Фпор(t) на фиг.2 значения Фпор(t), существенно влияющие на качество изображения на экране монитора, соответствуют интервалу времени от 0 до 2 мкс, что соответствует дальностям порядка Lпор≤200-300 м. На больших дальностях возможна временная селекция, позволяющая выделить полезный сигнал и свести к минимуму ПОР. Таким образом в память блока управления устройством может быть введено, например, значение Lпор=300 м.
На фиг.3 представлена структурная схема предлагаемого устройства для наблюдения удаленных объектов, формирующая изображение с использованием предлагаемого метода синхронной фазовой модуляции (СФМ). Устройство содержит два приемных и один передающий каналы. В передающем канале установлен импульсный полупроводниковый лазер 1, соединенный с выходом блока питания и управления лазером 8 и оптически сопряженный с формирующей передающей оптической системой 9. В первом приемном канале установлен первый приемный объектив 10, в фокальной плоскости которого находится ФПЗС-матрица 11. В качестве первого приемного объектива и ФПЗС-матрицы может использоваться ФПЗС-камера. Выход ФПЗС-матрицы 11 является видеовыходом и соединяется со входом телевизионного монитора 6. Второй приемный канал является дальномерным и состоит из второго приемного объектива 12, в фокальной плоскости которого установлен фотодиод 3, в качестве которого наиболее целесообразно использовать лавинный фотодиод, выход которого соединен со входом блока управления 13.
Первый выход блока управления 13 соединен с блоком питания и управления импульсного лазера 1. Вход управления ФПЗС-матрицы 11 соединен со вторым выходом блока управления 13, устанавливающего начало и величину периода накопления ФПЗС-матрицы 11.
Устройство работает следующим образом.
Зондирующее излучение, формируемое лазером 1, в качестве которого обычно используют полупроводниковую импульсную лазерную решетку излучателей, пройдя формирующую передающую оптическую систему 9, попадает на диффузно-отражающий объект наблюдения 7 либо световозвращающую ОЭС. Часть отраженного от объекта излучения попадает во входной зрачок приемного объектива 10 и далее на ФПЗС-матрицу 11. При этом на чувствительной поверхности ФПЗС-матрицы объектив 10 формирует оптическое изображение объекта наблюдения 7. Другая часть отраженного от объекта излучения попадает во входной зрачок приемного объектива 12 и далее на лавинный фотодиод 3. При этом поле зрения приемного канала на основе лавинного фотодиода 3 на несколько порядков меньше поля зрения приемного канала на основе ФПЗС-матрицы 11. С выхода ФПЗС-матрицы 11 электрический видеосигнал поступает на вход малогабаритного телевизионного монитора (ТВ-видоискателя) 6, на экране которого формируется телевизионное изображение наблюдаемого объекта. С выхода лавинного диода 3 электрический сигнал поступает на вход блока управления 13, который осуществляет управление лазером 1 посредством подачи импульсов запуска на его блоком питания и управления 8, а также периодами накопления ФПЗС-матрицы 11 посредством подачи управляющих импульсов на последнюю. Другими словами, блок управления 13 осуществляет управление как приемными, так и передающим каналами, регулируя фазы и длительности лазерных импульсов подсвета Тупр.ли,
Figure 00000013
и
Figure 00000014
по отношению к началу кадра ФПЗС-матрицы и ее периодам накопления. Очевидно, что при изменении дальности до объекта наблюдения (а следовательно, и времени Т) происходит не только изменение длительности лазерных импульсов
Figure 00000014
и времени накопления ФПЗС-матрицы
Figure 00000015
, но и изменение времени упреждения Тупр.ли, Тупр.н, что эквивалентно синхронному изменению фазы импульсов подсвета и периодов накопления. По этой причине данный процесс уместно назвать синхронной фазовой манипуляцией указанных импульсов.
Работа системы начинается с того, что блок управления 13 подает запускающий импульс на блок питания и управления лазером 8, длительность которого равна длительности лазерного импульса подсвета. Блок питания и управления лазером в зависимости от подаваемых импульсов управления с блока управления 13 формирует лазерные импульсы двух типов: короткие импульсы
Figure 00000013
для измерения времени Т и длинные регулируемые импульсы
Figure 00000014
для подсвета объекта и получения изображения. В начальный момент формируется импульс первого типа, длительность которого устанавливается минимально возможной
Figure 00000004
(для полупроводникового лазера - порядка 100 нс), а сам импульс используется только для измерения времени Т. Фотодиод, например лавинный фотодиод, регистрирует отраженное от объекта излучение и подает на блок управления 13 импульс ответа. В блоке управления 13 происходит измерение времени между передними фронтами посланного и принятого лазерных импульсов, после чего вычисляется время Т распространения излучения от передающего канала до объекта. По известному времени Т блок управления, в качестве которого может использоваться микропроцессор, рассчитывает величину временного упреждения Тупр.ли и длительность
Figure 00000014
следующих импульсов подсвета по следующим выражениям:
Figure 00000016
а также определяет значение времени упреждения до начала периода накопления Тупр.н и времени накопления
Figure 00000015
ФПЗС-матрицы как (см. фиг.3):
Figure 00000017
После этого блок управления 13 вновь формирует импульс запуска лазера, но уже с рассчитанными параметрами, а также "включает" электронный затвор ФПЗС-матрицы через время Тупр.н. после начала кадра для регистрации отраженного от объекта излучения. Таким образом, устройство вырабатывает серию из m импульсов, где m≥2, из которых первый импульс имеет длительность
Figure 00000013
, а последующие (m-1) импульсы имеют длительность
Figure 00000014
. Далее весь описанный выше процесс повторяется вновь, т.е. последовательно вырабатываются k серий по m импульсов, где k≥1. Причем измерение дальности, перерасчет длительности импульса
Figure 00000014
подсвета лазера и периода накопления ФПЗС-матрицы происходит один раз для каждой серии из m импульсов (автоматически) - например, один раз в секунду или каждый 25-й кадр видеосигнала. Соответственно, подсвет объекта лазерными импульсами с рассчитанными оптимальными параметрами обеспечивается 24 раза в секунду. Подобный темп локации является оптимальным для восприятия телевизионного изображения на экране монитора человеком-оператором.
Литература
1. Сигналы и помехи в лазерной локации/ В.М.Орлов И.В.Самохвалов, Г.М.Креков и др., по ред. В.А.Зуева, -М.: Радио и связь, 1985, 264 с.

Claims (8)

1. Способ ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта, в котором формируют серию из m импульсов лазерного излучения, где m≥2, при этом первый импульс лазерного излучения направляют на объект, принимают отраженное от объекта излучение и определяют время Т распространения излучения от передающего канала до объекта, после чего формируют (m-1) последующих импульсов лазерного излучения, направляют их на объект и с помощью приемного объектива и оптически сопряженной с ним ФПЗС-матрицы, имеющей длительность кадра Тк, принимают отраженное от объекта излучение и получают его изображение, отличающийся тем, что первый импульс лазерного излучения формируют с длительностью
Figure 00000018
а длительность (m-1) последующих импульсов определяют из соотношения
Figure 00000019
где Lпор - дальность формирования помехи обратного рассеяния;
n - средний показатель преломления атмосферы;
с - скорость света;
при этом смещают начало каждого из (m-1) лазерных импульсов от начала кадра ФПЗС-матрицы на время Тупр.лик-(4Т-Lпорn/с), а начало каждого периода накопления ФПЗС-матрицы смещают от начала кадра на время
Figure 00000020
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно формируют k серий импульсов, где k≥1, каждая из которых содержит m импульсов, при этом смещают начало первого лазерного импульса от начала кадра ФПЗС-матрицы в каждой последующей серии лазерных импульсов на время Тупр.ли, определенное для предыдущей серии лазерных импульсов.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что Lпор определяют из соотношения для мгновенной мощности помехи обратного рассеяния Фпор(t):
Figure 00000021
где Qл - энергия лазера;
Х(π)=0,33αs-0,3 Lпор - значение индикатрисы в направлении «назад»;
αs - коэффициент рассеяния атмосферы;
αp - показатель рассеяния атмосферы;
ωпр, ωпер - поле зрения приемника и расходимость излучения передатчика соответственно;
Dоб - диаметр приемного объектива;
хб - линейный параллакс между приемной и передающей системами;
при Фпор(t)=0,1 Фпор max, где Фпор max- максимальное значение Фпор(t).
4. Устройство для ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта, содержащее в передающем канале импульсный лазер, соединенный с выходом блока питания и управления лазером и оптически сопряженный с передающей оптической системой, в первом приемном канале - первый приемный объектив, оптически сопряженную с ним ФПЗС-матрицу и монитор, причем длительность одного кадра ФПЗС-матрицы составляет Тк, а ее выход соединен со входом монитора, а во втором приемном канале - второй приемный объектив и оптически сопряженный с ним фотодиод, причем устройство выполнено с возможностью определения времени Т распространения излучения от передающего канала до объекта, отличающееся тем, что введен блок управления, выполненный с возможностью управления формированием серии из m импульсов, где m≥2, при этом длительность первого лазерного импульса
Figure 00000022
для измерения времени Т и длительность последующих (m-1) лазерных импульсов
Figure 00000019
для формирования изображения объекта, а также с возможностью смещения начала каждого из лазерных импульсов от начала кадра ФПЗС-матрицы на время Тупр.лик-(4Т-Lпорn/c) и смещения начала каждого периода накопления ФПЗС-матрицы от начала кадра на время
Figure 00000023
при этом выход фотодиода соединен со входом блока управления, первый выход блока управления соединен со входом блока питания и управления импульсным лазером, а второй выход - со входом управления ФПЗС-матрицы.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок управления выполнен с возможностью управления формированием дополнительно k серий импульсов, каждая из которых содержит m импульсов, из которых длительность первого импульса равна
Figure 00000024
а длительность каждого из последующих (m-1) импульсов в каждой серии равна
Figure 00000025
6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что Lпор определяют из соотношения для мгновенной мощности помехи обратного рассеяния Фпор(t):
Figure 00000026
при Фпор(t)=0,1 Фпор max, где Фпор max - максимальное значение Фпор(t).
7. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что в качестве блока управления используется микропроцессор.
8. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что в качестве фотодиода используется лавинный фотодиод.
RU2004117181/28A 2004-06-08 2004-06-08 Способ ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта с синхронной фазовой манипуляцией лазерными импульсами подсвета и устройство для его реализации RU2269804C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004117181/28A RU2269804C1 (ru) 2004-06-08 2004-06-08 Способ ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта с синхронной фазовой манипуляцией лазерными импульсами подсвета и устройство для его реализации

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004117181/28A RU2269804C1 (ru) 2004-06-08 2004-06-08 Способ ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта с синхронной фазовой манипуляцией лазерными импульсами подсвета и устройство для его реализации

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004117181A RU2004117181A (ru) 2005-11-20
RU2269804C1 true RU2269804C1 (ru) 2006-02-10

Family

ID=35866840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004117181/28A RU2269804C1 (ru) 2004-06-08 2004-06-08 Способ ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта с синхронной фазовой манипуляцией лазерными импульсами подсвета и устройство для его реализации

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269804C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719424C1 (ru) * 2019-09-16 2020-04-17 Александр Алексеевич Семенов Система машинного зрения с электромагнитным отклонением луча
RU2720441C1 (ru) * 2019-10-14 2020-04-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Система машинного зрения с механическим отклонением луча

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719424C1 (ru) * 2019-09-16 2020-04-17 Александр Алексеевич Семенов Система машинного зрения с электромагнитным отклонением луча
RU2720441C1 (ru) * 2019-10-14 2020-04-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Система машинного зрения с механическим отклонением луча

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004117181A (ru) 2005-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109791207B (zh) 用于确定到对象的距离的***和方法
EP3615959B1 (en) A pixel structure
US7834985B2 (en) Surface profile measurement
US7554652B1 (en) Light-integrating rangefinding device and method
US8891068B2 (en) Optical distance measuring device with calibration device
EP2017651A2 (en) Reference pixel array with varying sensitivities for TOF sensor
KR20180073571A (ko) 물체까지의 거리를 결정하기 위한 시스템 및 방법
EP2260325B1 (en) Light-integrating rangefinding device and method
JP3574607B2 (ja) 3次元画像入力装置
KR20190057124A (ko) 물체까지의 거리를 결정하기 위한 시스템
TWI780462B (zh) 距離影像攝像裝置及距離影像攝像方法
CN111025321B (zh) 一种可变焦的深度测量装置及测量方法
JP3820087B2 (ja) 3次元画像検出装置
CN111164457A (zh) 激光测距模块、装置、方法和移动平台
US6822681B1 (en) Image capturing device for capturing a shape of a measurement subject
US6683676B1 (en) Three-dimensional image capturing device
US6437853B2 (en) Three-dimensional image capturing device
RU2269804C1 (ru) Способ ночного и/или дневного наблюдения удаленного объекта с синхронной фазовой манипуляцией лазерными импульсами подсвета и устройство для его реализации
JP4369575B2 (ja) 3次元画像検出装置
JP4930742B2 (ja) 位置検出装置
JP2001148867A (ja) 3次元画像検出装置
JP4270658B2 (ja) 3次元画像検出装置
RU186487U1 (ru) Устройство для круглосуточного наблюдения положения пятна излучения на удалённом объекте
JP2001050724A (ja) 3次元画像検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070609

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080609