RU2511620C2 - Device of measurement of given distance between objects - Google Patents
Device of measurement of given distance between objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2511620C2 RU2511620C2 RU2012109770/28A RU2012109770A RU2511620C2 RU 2511620 C2 RU2511620 C2 RU 2511620C2 RU 2012109770/28 A RU2012109770/28 A RU 2012109770/28A RU 2012109770 A RU2012109770 A RU 2012109770A RU 2511620 C2 RU2511620 C2 RU 2511620C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- objects
- distance
- electronic unit
- photodetector
- emitters
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях реактивных боеприпасов для определения оптимального момента подрыва боеприпаса.The invention relates to the field of armaments and can be used in non-contact fuses of jet ammunition to determine the optimal moment of detonation of ammunition.
Известно бортовое устройство с лазерным блоком для обнаружения целей (патент США №5138947, МПК: F42С 13/02, опубл. 18.08.1992), состоящее из источника оптического излучения, коллимирующей линзы, двух зеркал и фотоприемника. Зеркала установлены на подвижную панель, которая фиксируется в двух положениях. Одно из зеркал плоское и выполнено в форме уголкового отражателя. Второе зеркало выполнено фокусирующим. В первом положении панели оба зеркала находятся внутри корпуса устройства и лазерное излучение не выходит наружу. Во втором положении панели излучение источника, установленного в фокальной плоскости коллимирующей линзы, отражается от первого зеркала и выводится наружу в направлении "вперед и вбок," относительно направления движения боеприпаса. Оптическое излучение от поверхности цели отражается вторым зеркалом на фотоприемник, установленный в фокусе этого зеркала. Фотоприемник преобразует оптический сигнал в электрический и производит его дальнейшую обработку.Known on-board device with a laser unit for detecting targets (US patent No. 5138947, IPC: F42C 13/02, publ. 08/18/1992), consisting of an optical radiation source, a collimating lens, two mirrors and a photodetector. Mirrors are mounted on a movable panel, which is fixed in two positions. One of the mirrors is flat and made in the form of a corner reflector. The second mirror is made focusing. In the first position of the panel, both mirrors are located inside the device and the laser radiation does not come out. In the second position of the panel, the radiation of a source mounted in the focal plane of the collimating lens is reflected from the first mirror and is output outward in the direction "forward and sideways" relative to the direction of movement of the ammunition. Optical radiation from the target surface is reflected by the second mirror to a photodetector mounted at the focus of this mirror. The photodetector converts the optical signal into an electrical one and performs its further processing.
Недостатком данного устройства является низкая вероятность обнаружения малогабаритных целей и, следовательно, низкая надежность срабатывания по целям такого типа, а также недостаточная защищенность от оптических помех. К недостаткам следует отнести и невысокую точность установки заданной дальности срабатывания, поскольку пересечение осей диаграммы направленности источника оптического излучения и диаграммы чувствительности фотоприемника на определенном расстоянии от боеприпаса обеспечивается только технологически, и значительное ухудшение аэродинамических параметров боеприпаса при включении данного устройства, и, в результате, невозможность его использования при высоких скоростях движения боеприпаса.The disadvantage of this device is the low probability of detecting small targets and, therefore, low reliability of operation for targets of this type, as well as insufficient protection from optical interference. The disadvantages include the low accuracy of setting the given operating range, since the intersection of the axes of the radiation pattern of the optical radiation source and the sensitivity diagram of the photodetector at a certain distance from the munition is provided only technologically, and a significant deterioration in the aerodynamic parameters of the munition when this device is turned on, and, as a result, the impossibility its use at high speeds of ammunition movement.
Известен оптический блок (патент РФ №2151372, МПК: F42С 13/02, опубл. 27.03.2005), состоящий из источника оптического излучения, установленного в фокальной плоскости коллимирующей линзы, системы светоделения, установленной между коллимирующей линзой и защитным стеклом, фокусирующей линзы, фотоприемниками и светофильтра, установленного между фокусирующей линзой и фотоприемниками.Known optical unit (RF patent No. 2151372, IPC: F42C 13/02, publ. 03/27/2005), consisting of an optical radiation source mounted in the focal plane of a collimating lens, a beam splitting system installed between the collimating lens and a protective glass, a focusing lens, photodetectors and a light filter mounted between the focusing lens and photodetectors.
Указанный блок работает следующим образом.The specified block works as follows.
Оптическое излучение источника, сколлимированное линзой, делится системой светоделения на два одинаковых пучка и через защитное стекло выводится наружу боеприпаса. При наличии цели на дистанции срабатывания датчика, излучение отражается от ее поверхности и через фокусирующую линзу и светофильтр попадает на фотоприемник, который преобразует оптический сигнал в электрический и производит его дальнейшую обработку. Формируемые два пучка оптического излучения зондируют каждый свой сектор пространства вокруг боеприпаса, а фокусирующая линза и фотоприемники формируют две приемные диаграммы чувствительности оптического блока.The optical radiation of the source, collimated by the lens, is divided by a beam-splitting system into two identical beams and, through the protective glass, the ammunition is brought out. If there is a target at the distance of the sensor’s response, the radiation is reflected from its surface and through the focusing lens and filter comes to the photodetector, which converts the optical signal into electrical and performs its further processing. The formed two beams of optical radiation probe each of its sector of space around the ammunition, and the focusing lens and photodetectors form two receiving sensitivity diagrams of the optical unit.
Недостатками указанного блока является значительные габаритные размеры из-за необходимости обеспечения базы, расстояния между приемником и излучателем. Уменьшение базы снижает точность определения дистанции. Система светоделения указанного блока требует юстировки, технологического процесса: установки пересечения оси диаграммы направленности зондирующих пучков источника и оси соответствующих диаграмм чувствительности фотоприемников на требуемом расстоянии от боеприпаса, в результате чего оптический блок обнаруживает только те цели, которые находятся на заданном расстоянии от боеприпаса, что снижает его универсальность.The disadvantages of this unit is the significant overall dimensions due to the need to ensure the base, the distance between the receiver and the emitter. Reducing the base reduces the accuracy of determining the distance. The beam splitting system of the indicated block requires adjustment, the technological process: setting the intersection of the axis of the radiation pattern of the probing source beams and the axis of the corresponding sensitivity diagrams of photodetectors at the required distance from the munition, as a result of which the optical unit detects only those targets that are at a given distance from the munition, which reduces its versatility.
Известен оптический дистанционный взрыватель (патент ФРГ PS №2949521, МПК: F42С 13/02, опубл. 21.10.82), состоящий из источника оптического излучения, работающего в пульсирующем режиме, коллимирующей и фокусирующей линз и фотоприемника.Known optical remote fuse (German patent PS No. 2949521, IPC: F42C 13/02, publ. 21.10.82), consisting of an optical radiation source operating in a pulsed mode, collimating and focusing lenses and a photodetector.
Фотоприемник установлен таким образом, что ось диаграммы направленности источника оптического излучения пересекает ось диаграммы чувствительности фотоприемника на определенном расстоянии от боеприпаса, в результате чего дистанционный взрыватель срабатывает только при наличии цели на заданном расстоянии. Излучение от источника проходит через коллимирующую линзу, отражается от поверхности цели и, если она находится на заданном расстоянии от боеприпаса, через фокусирующую линзу попадает на фотоприемник, который преобразует оптический сигнал в электрический и производит его дальнейшую обработку.The photodetector is installed in such a way that the axis of the radiation pattern of the optical radiation source intersects the axis of the sensitivity diagram of the photodetector at a certain distance from the munition, as a result of which the remote fuse only fires when there is a target at a given distance. The radiation from the source passes through the collimating lens, is reflected from the target’s surface and, if it is located at a predetermined distance from the ammunition, it passes through the focusing lens to a photodetector, which converts the optical signal into an electric signal and performs its further processing.
Недостатком этого устройства являются низкая вероятность обнаружения малогабаритных целей и, в результате, низкая надежность срабатывания по целям такого типа, а также невысокая точность установки заданной дальности срабатывания, поскольку пересечение осей диаграммы направленности источника оптического излучения и диаграммы чувствительности фотоприемника на определенном расстоянии от боеприпаса обеспечивается только технологически. Кроме этого данное устройство имеет недостаточную защищенность от оптических помех.The disadvantage of this device is the low probability of detecting small targets and, as a result, the low reliability of operation on targets of this type, as well as the low accuracy of setting a given operating range, since the intersection of the axes of the radiation pattern of the optical radiation source and the sensitivity diagram of the photodetector at a certain distance from the ammunition is only possible technologically. In addition, this device has insufficient protection from optical interference.
Задачей изобретения является создание компактного, надежного и универсального устройства, обеспечивающего с требуемой точностью измерение заданного расстояния между объектами, имеющего высокую степень защищенности от оптических помех.The objective of the invention is to provide a compact, reliable and versatile device that provides with the required accuracy the measurement of a given distance between objects, having a high degree of protection against optical interference.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенное устройство измерения заданного расстояния между объектами, согласно изобретению, содержит два и более приемоизлучающих канала, каждый из которых содержит электронный блок, импульсный источник оптического излучения и фотоприемник, соединенные с электронным блоком, при этом оптические оси импульсного источника оптического излучения и фотоприемника, образующих приемоизлучающий канал, направлены под углом ≤90° к продольной оси устройства, совпадающей с вектором скорости движения объекта, и расположены со смешением друг относительно друга, преимущественно параллельно или практически параллельно, причем расстояние между оптическими осями излучателя и фотоприемника выбрано из условия l≥(du+dn)/2, где du и dn - наибольшие диаметры излучателя и фотоприемника соответственно, при этом приемоизлучающие каналы размещены вокруг продольной оси устройства, причем угол в радиальном направлении между осями излучателей смежных приемоизлучающих каналов выбран таким образом, что световые пучки излучателей не пересекаются между собой, при этом расстояние между лучами от соседних излучающих каналов на заданном расстоянии между объектами равно/примерно равно характерному размеру встречного объекта минимальной величины.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed device for measuring a given distance between objects, according to the invention, contains two or more transceiver channels, each of which contains an electronic unit, a pulsed optical radiation source and a photodetector connected to the electronic unit, while the optical axis of the pulse source optical radiation and a photodetector forming a receiving-emitting channel are directed at an angle of ≤90 ° to the longitudinal axis of the device, which coincides with the velocity vector I object, and arranged with respect to each other by mixing, preferably parallel or substantially parallel, the distance between the optical axes of the emitter and the photodetector is selected from the condition l≥ (d u + d n) / 2, where d u and d n - largest diameters emitter and a photodetector, respectively, while the receiving-emitting channels are arranged around the longitudinal axis of the device, and the angle in the radial direction between the axes of the emitters of adjacent receiving-emitting channels is selected so that the light beams of the emitters do not intersect I am waiting for myself, while the distance between the rays from neighboring emitting channels at a given distance between the objects is equal to / approximately equal to the characteristic size of the oncoming object of a minimum size.
В варианте исполнения необходимое количество излучателей в устройстве измерения заданного расстояния между объектами определено из соотношения: n≥2π/(α+b/R), где: n - количество излучателей, α - угол расхождения пучка излучения, b - характерный размер встречного объекта минимальной величины, R - заданное расстояние между объектами.In an embodiment, the required number of emitters in the device for measuring a given distance between objects is determined from the relation: n≥2π / (α + b / R), where: n is the number of emitters, α is the angle of divergence of the radiation beam, b is the characteristic size of the oncoming object of the minimum quantities, R - a given distance between objects.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является создание устройства, обеспечивающего определение с высокой точностью момента достижения заданного расстояния между объектами при их сближении, имеющего повышенную помехозащищенность, уменьшенные габаритно-весовые характеристики и энергопотребление.The technical result achieved by the claimed invention is the creation of a device that ensures the determination with high accuracy of the moment of reaching a predetermined distance between objects when they approach each other, having increased noise immunity, reduced overall weight and weight characteristics and energy consumption.
Технический результат достигается тем, что в устройстве измерения заданного расстояния между объектами, включающем электронный блок, источник оптического излучения и фотоприемник, в качестве источника оптического излучения применен импульсный лазерный диод, а в электронном блоке для обработки отраженного сигнала применен алгоритм, реализующий время-импульсный метод измерения расстояния. Излученные световые импульсы отражаются от поверхности встречного объекта и регистрируются фотоприемником с последующим анализом электронным блоком. Регистрацию отраженного сигнала осуществляют через временной интервал, определяющий заданное расстояние между объектами: с момента излучения светового импульса до открытия временного окна, продолжительностью которого задают погрешность определения расстояния.The technical result is achieved by the fact that in the device for measuring a predetermined distance between objects, including an electronic unit, an optical radiation source and a photodetector, a pulsed laser diode is used as a source of optical radiation, and an algorithm that implements a time-pulse method is used in the electronic unit to process the reflected signal distance measurements. The emitted light pulses are reflected from the surface of the oncoming object and recorded by a photodetector, followed by analysis by the electronic unit. Registration of the reflected signal is carried out through a time interval that determines the specified distance between the objects: from the moment of emission of the light pulse to the opening of the time window, the duration of which sets the error in determining the distance.
Заявляемое устройство не требует настройки в процессе производства, позволяет устанавливать величину измеряемого расстояния между объектами непосредственно перед использованием устройства.The inventive device does not require adjustment during production, allows you to set the measured distance between objects immediately before using the device.
Изменение дистанции обнаружения цели осуществляется изменением установок в электронном блоке, что делает предлагаемое устройство более универсальным по сравнению с прототипом.Changing the target detection distance is carried out by changing the settings in the electronic unit, which makes the proposed device more versatile in comparison with the prototype.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлено схематическое изображение поперечного сечения устройства измерения заданного расстояния между объектами.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a device for measuring a predetermined distance between objects.
Устройство измерения заданного расстояния между объектами включает как минимум два приемоизлучающих канала, состоящих из источника оптического излучения 1 и фотоприемника 2, соединенных с электронным блоком 3, установленных в корпусе устройства 4.A device for measuring a predetermined distance between objects includes at least two receiving-emitting channels consisting of an optical radiation source 1 and a photodetector 2 connected to an electronic unit 3 installed in the device body 4.
Устройство измерения заданного расстояния между объектами работает следующим образом.A device for measuring a predetermined distance between objects works as follows.
Объекту, с установленным на нем устройством измерения заданного расстояния между объектами, придают поступательное движение. Световые импульсы от источника излучения 1 выводят наружу корпуса устройства 4 в сторону возможного появления встречного объекта. При наличии встречного объекта излучение отражается от его поверхности и регистрируется фотоприемником 2. Далее электронный блок 3 анализирует принятый сигнал на соответствие величины t - временного интервала, отсчитываемого с момента излучения импульса до момента регистрации сигнала, заданной временной установке Т. Величина временной установки Т вводится перед использованием устройства в электронный блок 3 и равна времени прохождения светового импульса дистанции, величина которой равна удвоенному заданному расстоянию между объектами, т.е. Т=2R/c, где с - скорость света, R - заданное расстояние между объектами.An object, with a device for measuring a predetermined distance between the objects mounted on it, is given translational motion. Light pulses from the radiation source 1 bring out the housing of the device 4 in the direction of the possible appearance of a counter object. In the presence of a counter object, the radiation is reflected from its surface and recorded by the photodetector 2. Next, the electronic unit 3 analyzes the received signal for compliance with the value of t - the time interval counted from the moment of emission of the pulse until the signal is registered, set to the temporary setting T. The value of the temporary setting T is entered before using the device in the electronic unit 3 and is equal to the travel time of the light pulse distance, the value of which is equal to twice the specified distance between the objects and, i.e. T = 2R / c, where c is the speed of light, R is the specified distance between objects.
При выполнении условия t=Т с заданной точностью, электронный блок определяет принятый сигнал как «рабочий» и выдает сигнал соответствия достигнутой дистанции между объектами заданному расстоянию.When the condition t = T is fulfilled with a given accuracy, the electronic unit determines the received signal as “working” and generates a signal corresponding to the distance reached between the objects to the given distance.
Необходимое количество зондирующих оптических пучков в устройстве измерения заданного расстояния между объектами определяется характерным размером предполагаемых встречных объектов и величиной задаваемого расстояния из соотношения: n≥2π/(α+b/R), где: n - количество излучателей, α - угол расхождения светового пучка, b - характерный размер встречного объекта минимальной величины, R - заданное расстояние между объектами.The required number of probe optical beams in the device for measuring a given distance between objects is determined by the characteristic size of the expected oncoming objects and the value of the specified distance from the relation: n≥2π / (α + b / R), where: n is the number of emitters, α is the angle of divergence of the light beam , b is the characteristic size of the oncoming object of the minimum size, R is the specified distance between the objects.
Использование предложенного технического решения позволит уменьшить габаритные размеры устройства измерения заданного расстояния между объектами, увеличить количество зондирующих оптических пучков в устройстве, и, следовательно, повысить надежность измерения заданного расстояния между объектами при увеличении задаваемого расстояния. Устройство измерения заданного расстояния между объектами с реализованным предложенным техническим решением не требует настройки в процессе производства, что позволяет упростить его конструкцию и снизить стоимость изготовления.Using the proposed technical solution will reduce the overall dimensions of the device for measuring a given distance between objects, increase the number of probe optical beams in the device, and, therefore, increase the reliability of measuring a given distance between objects with an increase in the specified distance. A device for measuring a predetermined distance between objects with the proposed technical solution implemented does not require adjustment in the production process, which allows to simplify its design and reduce manufacturing costs.
Claims (1)
n ≥ 2π/(α+b/R),
где
n - количество излучателей;
α - угол расхождения пучка излучения;
b - минимальный габаритный размер встречного объекта;
R - заданное измеряемое расстояние между объектами. A device for measuring a predetermined distance between objects, characterized in that it contains two or more receiving-emitting channels located around the longitudinal axis of the device, each of which contains an electronic unit, a pulsed optical radiation source and a photodetector connected to the electronic unit, the optical radiation source and a photodetector forming the receiving-emitting channel are located mainly close to each other, while the optical axis of the pulsed optical radiation source and photodetector emnika arranged parallel and directed at an angle <90 ° to the longitudinal axis coinciding with the velocity vector of the object on which the device is installed, the required number of emitters is determined from the relation
n ≥ 2π / (α + b / R),
Where
n is the number of emitters;
α is the angle of divergence of the radiation beam;
b - minimum overall size of the oncoming object;
R is a given measured distance between objects.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109770/28A RU2511620C2 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Device of measurement of given distance between objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109770/28A RU2511620C2 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Device of measurement of given distance between objects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012109770A RU2012109770A (en) | 2013-09-20 |
| RU2511620C2 true RU2511620C2 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=49182987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012109770/28A RU2511620C2 (en) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | Device of measurement of given distance between objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2511620C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2666375C1 (en) * | 2017-11-17 | 2018-09-07 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Дельта" | Method for determining height of detonation of common shell over ground |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5463384A (en) * | 1991-02-11 | 1995-10-31 | Auto-Sense, Ltd. | Collision avoidance system for vehicles |
| RU2137643C1 (en) * | 1995-11-08 | 1999-09-20 | Ин. Ки Ким | Location identification device for personal speed carriage control system |
-
2012
- 2012-03-15 RU RU2012109770/28A patent/RU2511620C2/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5463384A (en) * | 1991-02-11 | 1995-10-31 | Auto-Sense, Ltd. | Collision avoidance system for vehicles |
| RU2137643C1 (en) * | 1995-11-08 | 1999-09-20 | Ин. Ки Ким | Location identification device for personal speed carriage control system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2666375C1 (en) * | 2017-11-17 | 2018-09-07 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Дельта" | Method for determining height of detonation of common shell over ground |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012109770A (en) | 2013-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2708916B1 (en) | Distance Measurement Apparatus | |
| US20130250302A1 (en) | Optoelectronic sensor for testing transmissivity of a front screen | |
| RU2496096C1 (en) | Target contact-type laser transducer | |
| RU173766U1 (en) | Laser location device for a given area of space | |
| RU2335728C1 (en) | Optical-electronic search and tracking system | |
| WO2021196929A1 (en) | Laser radar receiving system | |
| RU2511620C2 (en) | Device of measurement of given distance between objects | |
| RU2498208C1 (en) | Optic unit of non-contact detonating fuse for ammunition | |
| US8368873B2 (en) | Proximity to target detection system and method | |
| RU2484423C1 (en) | Ammunition of contactless action with remote laser fuse | |
| RU2516376C2 (en) | Device of laser finding of specified space area | |
| TWM451527U (en) | Phase type laser range finder counter system | |
| RU2497072C1 (en) | Jet missile target sensor | |
| RU2497071C1 (en) | Optical range finder | |
| RU2498205C1 (en) | Optic target sensor | |
| RU2496093C1 (en) | Target contact-type laser transducer | |
| RU2497073C1 (en) | Optical unit | |
| RU2498206C1 (en) | Device for determining optimum moment of ammunition blasting | |
| RU2498207C1 (en) | Device for blasting ammunition at specified distance from target | |
| RU2496095C1 (en) | Range finder | |
| RU2496094C1 (en) | Laser range finder | |
| RU2497069C1 (en) | Target detection optical unit | |
| RU2500979C2 (en) | Jet projectile fuse optical unit | |
| RU186704U1 (en) | Laser location device for a given area of space | |
| RU2781592C1 (en) | Non-contact ammunition target sensor |