專(zhuān)利名稱(chēng)：基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)，屬于激光測(cè)距系統(tǒng)，特別涉及激光近炸引信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)近炸引信要求越來(lái)越高，不同的武器系統(tǒng)對(duì)近炸引信的作用距離不同。無(wú)線電近炸引信可以實(shí)現(xiàn)不同距離的測(cè)量，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以同時(shí)兼顧精度與近距離盲區(qū)。脈沖體制激光近炸引信電路復(fù)雜，不易做到近距離探測(cè)，基于位移傳感器的激光測(cè)距技術(shù)就是在這種需求下產(chǎn)生。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是利用幾何光學(xué)中的三角法測(cè)距原理實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與測(cè)距系統(tǒng)之間的距離測(cè)量，提供了一種基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在指定距離啟動(dòng)發(fā)火。本實(shí)用新型基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)解決了現(xiàn)有測(cè)距系統(tǒng)難以兼顧精度和近距離測(cè)距盲區(qū)的缺點(diǎn)。[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案本實(shí)用新型的基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)包括半導(dǎo)體激光發(fā)射部分、光接收部分和測(cè)距部分，其半導(dǎo)體激光發(fā)射部分包括半導(dǎo)體激光器和置于其管路上的準(zhǔn)直透鏡，光接收部分包括在準(zhǔn)直透鏡的同一豎直平面內(nèi)設(shè)置的接收光學(xué)透鏡，在接收光學(xué)透鏡的前側(cè)設(shè)的濾光片；測(cè)距部分包括設(shè)置在接收光學(xué)透鏡后側(cè)的位移傳感器，位移傳感器與接收光學(xué)透鏡的距離等于接收光學(xué)透鏡的焦距，位移傳感器的中心軸線與接收光學(xué)透鏡的中心軸線重合；位移傳感器的兩個(gè)輸出端分別通過(guò)各自的信號(hào)處理電路連接到單片機(jī)的兩個(gè)輸入端；單片機(jī)的輸出端與半導(dǎo)體激光器連接。[0005]所述的信號(hào)處理電路包括放大電路，單片機(jī)片內(nèi)包括A/D轉(zhuǎn)換器和開(kāi)關(guān)電路。[0006]所述的準(zhǔn)直透鏡的軸心與接收光學(xué)透鏡的軸心的距離Hl = 30mm。[0007]所述的位移傳感器的光感應(yīng)面是長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)度=12mm，寬度=1mm。[0008]所述的接收光學(xué)透鏡的焦距H2 = 36mm。[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的原理簡(jiǎn)單，可以準(zhǔn)確探測(cè)在目標(biāo)與測(cè)距系統(tǒng)的距離，其探測(cè)精度高，近距離盲區(qū)小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較大實(shí)用價(jià)值。具有消除背景光和暗電流的功能，以提高測(cè)距精度，相對(duì)于現(xiàn)有的測(cè)距系統(tǒng)在近距離測(cè)距精度等方面都會(huì)有顯著的改善。


[0010]圖1是基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0011]現(xiàn)結(jié)合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。[0012]圖1是基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)示意圖本實(shí)用新型基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)包括半導(dǎo)體激光發(fā)射部分、光接收部分和測(cè)距部分，其半導(dǎo)體激光發(fā)射部分包括半導(dǎo)體激光器1和置于其管路上的準(zhǔn)直透鏡2，光接收部分包括在準(zhǔn)直透鏡2的同一豎直平面內(nèi)設(shè)置的接收光學(xué)透鏡4，在接收光學(xué)透鏡4的前側(cè)設(shè)的濾光片5 ；測(cè)距部分包括設(shè)置在接收光學(xué)透鏡4后側(cè)的位移傳感器3，位移傳感器3與接收光學(xué)透鏡4的距離等于接收光學(xué)透鏡4的焦距，位移傳感器3的中心軸線與接收光學(xué)透鏡4的中心軸線重合；位移傳感器3的兩個(gè)輸出端分別通過(guò)各自的信號(hào)處理電路連接到單片機(jī)的兩個(gè)輸入端；單片機(jī)的輸出端于半導(dǎo)體激光器1連接。[0013]所述的信號(hào)處理電路包括放大電路，單片機(jī)片內(nèi)包括A/D轉(zhuǎn)換器和開(kāi)關(guān)電路。[0014]所述的準(zhǔn)直透鏡2的軸心與接收光學(xué)透鏡4的軸心的距離優(yōu)選Hl = 30mm。[0015]所述的位移傳感器3的光感應(yīng)面是長(zhǎng)方形，優(yōu)選長(zhǎng)度=12mm,寬度=1mm。[0016]所述的接收光學(xué)透鏡4的焦距優(yōu)選H2 = 36mm。[0017]測(cè)距原理單片機(jī)控制半導(dǎo)體激光器1的工作狀態(tài)，準(zhǔn)直透鏡2將半導(dǎo)體激光器 1發(fā)出的激光準(zhǔn)直后照射到目標(biāo)上；[0018]濾光片5將絕大部分太陽(yáng)光等背景光濾除后，使透過(guò)接收光學(xué)透鏡4的光為大部分為目標(biāo)漫反射后的激光；[0019]接收光學(xué)透鏡4將目標(biāo)漫反射回來(lái)的激光匯聚在位移傳感器3上，位移傳感器3 的兩個(gè)輸出端的電流信號(hào)帶有激光匯聚在位移傳感器3上的位置信息H3 ；[0020]位移傳感器3輸出的電流信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路處理后輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)通過(guò)片內(nèi)開(kāi)關(guān)切換分時(shí)連接A/B兩路模擬信號(hào)和單片機(jī)片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器，以實(shí)現(xiàn)Α/Β兩路模擬信號(hào)的數(shù)字化，單片機(jī)利用Α/Β兩路模擬信號(hào)的數(shù)字化數(shù)值即可計(jì)算出激光匯聚在位移傳感器3上的位置Η3。[0021]單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的周期不大于5ms ；兩路信號(hào)處理電路的輸出電壓值不大于5V ； 測(cè)距算法采用二進(jìn)制積累檢測(cè)及恒虛警檢測(cè)，以提高抗干擾能力；測(cè)距距離最大值3m，理論上不存在測(cè)距盲區(qū)；測(cè)距精度0. lm。[0022]單片機(jī)計(jì)算距離的公式為H = H1*H2/H3，H是被測(cè)距離；Hl是準(zhǔn)直透鏡2與接收光學(xué)透鏡4的中心之間的距離；H2為接收光學(xué)透鏡4的焦距，H3為位移傳感器3中點(diǎn)到聚焦在位移傳感器3上信號(hào)中心之間的距離，H3由位移傳感器3測(cè)得的兩路信號(hào)確定。[0023]基于位移傳感器的激光測(cè)距技術(shù)就是利用幾何光學(xué)中的三角法測(cè)距原理實(shí)現(xiàn)測(cè)距。半導(dǎo)體激光器發(fā)射激光束，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后照射目標(biāo)，激光光束經(jīng)目標(biāo)反射后透過(guò)濾光片經(jīng)接收光學(xué)透鏡匯聚于位移傳感器，位移傳感器感知光斑位置變化，結(jié)合準(zhǔn)直透鏡與接收光學(xué)透鏡之間的幾何位置關(guān)系，計(jì)算出目標(biāo)與測(cè)距機(jī)之間距離，該測(cè)距方法理論上沒(méi)有測(cè)距盲區(qū)。
權(quán)利要求1.一種基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體激光發(fā)射部分、光接收部分和測(cè)距部分，其特征在于半導(dǎo)體激光發(fā)射部分包括半導(dǎo)體激光器(1)和置于其管路上的準(zhǔn)直透鏡O)，光接收部分包括在準(zhǔn)直透鏡O)的同一豎直平面內(nèi)設(shè)置的接收光學(xué)透鏡，在接收光學(xué)透鏡的前側(cè)設(shè)的濾光片( ；測(cè)距部分包括設(shè)置在接收光學(xué)透鏡(4)后側(cè)的位移傳感器(3)，位移傳感器C3)與接收光學(xué)透鏡的距離等于接收光學(xué)透鏡(4)的焦距，位移傳感器C3)的中心軸線與接收光學(xué)透鏡(4)的中心軸線重合；位移傳感器C3)的兩個(gè)輸出端分別通過(guò)各自的信號(hào)處理電路連接到單片機(jī)的兩個(gè)輸入端；單片機(jī)的輸出端與半導(dǎo)體激光器(1)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于信號(hào)處理電路包括放大電路，單片機(jī)片內(nèi)包括A/D轉(zhuǎn)換器和開(kāi)關(guān)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于準(zhǔn)直透鏡(2) 的軸心與接收光學(xué)透鏡的軸心的距離Hl = 30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于位移傳感器 ⑶的光感應(yīng)面是長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)度=12mm，寬度=1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于接收光學(xué)透鏡的焦距H2 = 36mm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種基于位移傳感器的激光測(cè)距系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體激光發(fā)射部分、光接收部分和測(cè)距部分，其半導(dǎo)體激光發(fā)射部分包括半導(dǎo)體激光器和置于其管路上的準(zhǔn)直透鏡，光接收部分包括在準(zhǔn)直透鏡的同一豎直平面內(nèi)設(shè)置的接收光學(xué)透鏡，在接收光學(xué)透鏡的前側(cè)設(shè)的濾光片；測(cè)距部分包括設(shè)置在接收光學(xué)透鏡后側(cè)的位移傳感器，位移傳感器與接收光學(xué)透鏡的距離等于接收光學(xué)透鏡的焦距，位移傳感器的中心軸線與接收光學(xué)透鏡的中心軸線重合；位移傳感器的兩個(gè)輸出端分別通過(guò)各自的信號(hào)處理電路連接到單片機(jī)的兩個(gè)輸入端；單片機(jī)的輸出端與半導(dǎo)體激光器連接。本實(shí)用新型利用軟件可編程方式實(shí)現(xiàn)測(cè)距算法，具有測(cè)距距離近且精度高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了激光引信的小型化設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G01C3/00GK202304808SQ20112039538
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者張瑩, 王婀娜, 鄢勝勇, 陳潯濛, 高彥偉 申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)紅林機(jī)械廠