Устройство для измерения расстояния до объекта

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 16325 А О 9) 0 01 В 21/О БРЕТЕ К АВ КОМУ С ЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ(71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ ДО ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения являетсяповышение точности измерений за счет устранения погрешностей, связанных с нестабильностью скорости сканирования.Устройство для измерения расстояний до 2объекта содержит установленные на общем основании источник 1 излучения, коллиматор 2 и сканер 3, первый и второй фотоприемники 4 и 5, расположенные на объекте симметрично относительно линии, соединяющей объект с центром сканирования, на базовом расстоянии друг от друга, и блок 6 обработки осуществляющий заполнение временного интервала между импульсами и фотоприемников 4 и 5 с помощью усилителей-формирователей 7, 8, второго триггера 12, генератора 14 тактовых импульсов, второго вентиля 16, делителя 18 частоты и счетчика.19 импульсов, а также корректировку частоты следования счетных импульсов с помощью усилителя-формирователя 7, электронных ключей 9, 10, первого триггера 11, генератора 13 вспомогательных импульсов, первого вентиля 15 и двоичного счетчика 17, 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля расстояний до объекта вдоль наперед заданного, базового направления,Известно устройство для измерения расстояния до объекта, содержащее источник пучка когерентного излучения, модулятор отраженного излучения, регистратор и вычислитель,Недостатком устройства является влияние на точность измерения случайных изменений характера распределения энергии в отраженном от объекта излучении.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения расстояния до обьекта, содержащее установленные на общем основании и оптически связанные ,источникизлучения, коммутатор и сканер, первый и второй фотоприемники, устанавливаемые симметрично относительно линии, соединяющий объект с центром сканирования, на базовом расстоянии друг от друга и оптически связанные со сканером, и блок обработки, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемников.Недостатком устройства является влияние на точность измерения случайных изменений значения скорости сканирования объекта световым пятном.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения погрешностей, связанных с нестабильностью скорости сканирования.Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем установленные на общем основании и оптически связанные источник излучения коллиматор и сканер, первый и второй фотоприемники, предназначенные для размещения на объекте и устанавливаемые симметрично относительно линии, соединяющей объект с центром сканирования., на базовом расстоянии друг от друга и оптически связанные со сканером, и блок отработки, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемников, блок обработки выполнен в виде первого и второго усилителей, формирователя, входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока обработки., первого и второго электронных ключей, первого и второго триггеров,. генератора вспомогательных импульсов, генератора тактовых импульсов, первого и второго вентилей, двоичного счетчика, делителя частоты и счетчика импульсов, вход которого соединен с выходом делителя частоты, информационный вход которого соединен с выходом второго вентиля, управляющие входы соединены с выходами двоичного счетчика, вход которого соединен с выходом 5 первого вентиля, вход которого и вход второго вентиля соединены соответственно с выходом генератора вспомогательных импульсов и выходом генератора тактовых импульсов, управляющие входы вентилей 10 соединены с выходами соответственно первого и второго триггеров, первый установочный вход первого триггера соединен с выходом и запирающим входом первого электронного ключа, с отпирающим входом 15 второго электронного ключа, второй установочный вход соединен с выходом и запирающим входом второго электронного ключа, с отпирающим входом первого электронного ключа и первым установочным вхОдом 20 второго триггера.На фиг, 1 приведена принципиальнаясхема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу . Устройство для измерения рассто яний до объекта содержит установленныена общем основании источник 1 излучения.коллиматор 2 и сканер 3, а также предназначенные для размещения на объекте первый и второй фотоприемники 4 и 5, выходы 30 которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока 6 обработки фиг. 1).Блок 6 обработки выполнен в виде первого и второго усилителей-формирователей 35 7 и 8, первого и второго электронных ключей 9 и 10, первогор и второго триггеров 11 и 12, генератора 13 вспомогательных импульсов, генератора 14 тактовых импульсов, первого и второго вентилей 15 и 16, двоич ного счетчика 17, делителя 18 частоты исчетчика 19 импульсов фиг. 1).Фотоприемники 4 и 5 установлены симметрично относительно линии (оси Х), соединяющей объект (не показан) с центром 45 сканирования, на базовом расстоянии бдруг от друга и оптически связаны со сканером 3, который выполнен в виде механического узла, позволяющего разворачивать световой пучеко с постоянной скоростьюйЬ 50 в плоскости сканирования в плоскости чеРтеже на фиг, 1).Первым и вторым входами блока 6 обработки являются входы усилителей-формирователей 7 и 8 соответственно, а элементом 55 выхода схемы блока 6 является счетчик 19импульсов, вход которого соединен с выходом делителя 18 частоты, Информационный вход делителя 18 частоты соединен с выходом второго вентиля 16, а его управляющие входы соединены с выходами двоичноговыхода усилителя-формирователя 7 через 45открытый в исходном состоянии электронный ключ 9 поступает на первый установочный вход "1" триггера 11. При этом вентиль 15 открывается и на вход двоичного счетчика 17 начинают поступать импульсы генератора 13, вырабатываемые с. частотой следования Рэ, Через время Ь с выхода усилителя-формирователя 7 через открытый сигналом 20 электронный ключ 10 на второйустановочный вход "0" триггера 11 поступает сигнал 22, Вентиль 15 закрывается и поступление вспомогательных импульсов генератора 13 на двоичный счетчик 17 прекращается. Двоичный счетчик 17 считывает счетчика 17, подключенного к выходу первого вентиля 15. Вход вентиля 15 и вход вентиля 16 соединены соответственно с выходом генератора 13 вспомогательных импульсов и выходом генератора 14 тактовых импульсов, а их управляющие входы - соответственно с выходами триггеров 11 и 12. При этом первый установочный вход "1" триггера 11 соединен с выходом и запирающим входом электронного ключа 9, и с отпирающим входом электронного ключа 10, второй установочный вход "0" триггера 11 соединен с выходом и запирающим входом электронного ключа 10, с отпирающим входом электронного ключа 9 и первым установочным входом "1" триггера 12, второй установочный вход "0" которого соединен с выходом усилителя-формирователя 8, а объединенный вход электронных ключей 9 и 10 соединен с выходом усилителя-формирователя 7.Устройство работает следующим образом,Световой пучок Оо, генерируемый лазером 1, линейно сужают коллиматором 2 исканером 3 с круговой скоростью гд разворачивают в плоскости размещения первого и второго фотоприемников 4 и 5.Первый цикл измерения, как и последующие циклы, заключается в фиксировании интервала 25 времени 1 х, пропорционального контролируемому расстоянию Ях, изаполнении данного временного интервала счетными импульсами 26. При этом частотуследования счетных импульсов 26 в начале каждого цикла измерения приводят в соответствие со значением скорости ао сканера 3. Для этой цели используют изменения длительности интервала 24 времени о между двумя сигналами 20 и 22 от первого фотоприемника 4 фиг. 1 и 2).Формирование интервала 24 времени ло блоком 6 обработки начинается в момент поступления в него сигнала 20, который с 5 10 15 2025303540 двоичныйкод Йэ, соответствующий длительности то временного интервала 24, и заносит этот код в управляемый делитель 18 частоты (код Мэ при этом является функцией от ьо, т,е, йэ= (соКроме того, второй сигнал 22 от фотоприемника 4 возвращает за собой в исходное состояние электронные ключи 9 и 10 и поступает на первый установочный вход "1" триггера 12, находящегося в состоянии "0", при котором вентиль 16 закрыт, и переводит его в состояние "1", определяя начало интервала (строба) 25. При этом вентиль 16 открывается и на вход счетчика 19 начинают поступать тактовые (счетные) импульсы 26 генератора 14, вырабатываемые с частотой следования Рсл. Через время 1 х сигнал 23, второй сигнал с фотоприемника 5 после сигнала 21, с выхода усилителя-формирователя 8 поступает на второй установочный вход "0" триггера 11 и переводит его в исходноесостояние. При этом вентиль 16 закрывается и заполнение интервала 25 времени 1 х счетными импульсами 26 прекращается.Счетчик 19 импульсов, по показаниям которого судят о значении контролируемого расстояния йх, подключен к генератору 14 тактовых импульсов через делитель 18 частоты. Управляемый делитель 18.частоты выполняет операцию Гх = Гсл , (йэ+1), где Ех - частота. следования счетных импульсов 26 на вь 1 ходе делителя 18, Так как Мэ = лто), а длительность ь временного интервала 24 обратно пропорциональна значению скорости аь сканирования объекта (не показан) световым пучком 1 о, то можно записать, что Гх =мо ) . С изменением скорости сканирования временной масштаб интервала 25 изменяется, однако в результате пропорционального приращения частоты следования счетных импульсов (фиг. 2 б) погрешность при измерении йх будет отсутствовать,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает контроль расстояний до объекта по количеству импульсов, частота следования которых в начале каждого цикла измерения автоматически регулируется в зависимости от значения скорости сканирования объекта световым пучком.Формула изобретения Устройство для измерения расстояний от объекта, содержащее установленные на общем основании и оптически связанные источник излучения, коллиматор и сканер, первыл и второй фотоприемники, предназ.- наченные для размещения на объекте и устанавливаемые симметрично относительно линии, соединяющей объект с центром сканирования, на базовом расстоянии друг от1716325 а Составитель С,КонюхоТехред МЛИоргентал Максимишине А.Лежнина рре Подписное обретениям и откры Раушская наб 4/5 Тираж рственного комитета и 113035, Москва, Жи ГКН га здательский комбин ент", г, Уж изводст друга и оптически связанные со сканером, и блок обработки, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго фотоприемников, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, блок обработки выполнен в виде первого и второго усилителей- формирователей. входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока обработки, первого и второго электронных ключей, первого и второго триггеров, генератора вспомогательных импульсов, генератора тактовых импульсов, первого и второго вентилей, двоичного счетчика, делителя частоты и счетчика импульсов, вход которого соединен с выходом делителя частоты, информационный вход которого соединен с выходом второго вентиля, управляющие входысоединены с выходами двоичного счетчика, вход которого соединен с выходом первого вентиля, вход первого и вход второго вентиля соединенысоответственно с выходом генератора вспомогательных импульсов и выходом генератора тактовых импульсов, управляю щие входы вентилей соединены с выходамисоответственно первого и второго триггеров, первый установочный вход первого триггера соединен с выходом и запирающим входом первого электронного ключа и 10 с отпирающим входом второго электронного ключа, второй установочный вход первого триггера соединен с выходом и запирающим входом второго электронного ключа, с отпирающим входом первого электронного 15 ключа и первым установочным входом второго триггера, второй установочный вход которого соединен с выходом второго усилителя-формирователя, а вход первого ивход второго электронных ключей соединен 20 с выходом первого усилителя-формирователя.