Устройство для измерения вектора скорости движения изображения объекта со случайным распределением яркостей

Авторы патента:

G01P3/36 - приборы, выполняющие измерения с помощью оптических средств, т.е. инфракрасных, видимых или ультрафиолетовых лучей (G01P 3/68 имеет преимущество; гирометры, использующие эффект Саньяка, т.е. смещения, наведенные вращением вращающихся в противоположных направлениях электромагнитных пучков G01C 19/64)

Владельцы патента RU 2524441:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к оптоэлектронным устройствам для определения параметров движения объектов и может быть использовано для измерения составляющих вектора скорости движения летательных и плавательных аппаратов различного назначения относительно подстилающей поверхности. Устройство содержит проекционно-оптическую систему, вычислительный блок, два оптоэлектронных канала обработки информации, каждый из которых включает два блока сравнения, блок суммирования, блок дифференцирования и приемник излучения в виде прямоугольника. При этом в устройство в каждый канал введены два дополнительных блока суммирования, три блока сравнения, блок деления, приемник излучения, смещенный относительно первого приемника излучения. Технический результат заключается в повышении точности определения параметров вектора скорости движения за счет уменьшения чувствительности к низкочастотным шумам при одновременном уменьшении чувствительности к изменению освещенности сцены. 1 ил.

Известно устройство по авторскому свидетельству №838561, MKП⁸ G01Р 3/36, выданному А.М.Абакумову, И.А.Бережному, П.К. Кузнецову, В.Ю.Мишину, В.И.Семавину, В.И.Цейлеру. Для повышения быстродействия и точности измерения составляющих вектора скорости движения объекта со случайным распределением яркостей в устройстве, содержащем установленный в плоскости, параллельной плоскости движения объекта, оптический фильтр с переменным в направлении измеряемой составляющей вектора скорости коэффициентом светопропускания и размещенные за ним приемники излучения, граница оптического сопряжения которых перпендикулярна направлению измеряемой составляющей вектора скорости, выходы приемников излучения соединены со входами элемента сравнения сигналов, применен оптический фильтр, коэффициент светопропускания которого в сечениях, перпендикулярных границе оптического сопряжения приемников излучения, изменяется по экспоненциальному, симметричному относительно границы оптического сопряжения закону, а выходы приемников излучения дополнительно соединены со входами элемента суммирования сигналов, выход которого через дифференцирующее устройство подключен к первому входу делительного устройства, а второй вход последнего соединен с выходом элемента сравнения сигналов.

Недостатком устройства является существенная чувствительность к низкочастотным шумам в изображении и изменениям освещенности сцены, которые обуславливают наличие мультипликационной погрешности, что приводит к ограниченной точности измерения вектора скорости движения.

Наиболее близким из известных технических решений к данному изобретению является устройство для измерения вектора скорости движения изображения протяженного объекта со случайным распределением яркостей по авторскому свидетельству №1085389, МКП G01P 3/36, выданному А.М.Абакумову, П.К.Кузнецову, В.Ю.Мишину, Д.Н.Проскуровскому, В.И.Семавину. Это изобретение принято авторами за прототип. Устройство содержит проекционную оптическую систему, вычислительный блок, оптоэлектронный канал обработки информации, включающий блок сравнения, последовательно соединенные блок суммирования и блок дифференцирования, а также приемник излучения в виде прямоугольника, выходы которого соединены с соответствующими входами блока суммирования, причем приемник излучения выполнен с коэффициентом фотопреобразования, изменяющимся по экспоненциальному закону, а выход блока дифференцирования соединен с первым входом вычислительного блока. Для повышения точности измерений в устройство введен второй оптоэлектронный канал обработки информации, включающий блок сравнения, последовательно соединенные блок суммирования и блок дифференцирования, выход которого соединен со вторым входом вычислительного блока, а также приемник излучения, выходы которого соединены с соответствующими входами блока суммирования, в каждый оптоэлектронный канал обработки информации введен второй блок сравнения, причем приемник излучения выполнен четырехквадрантным, границы оптического сопряжения квадрантов приемника излучения совмещены с диагоналями прямоугольника, приемник излучения выполнен с коэффициентом фотопреобразования, возрастающим к центру прямоугольника в направлении биссектрисы квадранта, выходы противолежащих квадрантов соединены соответственно с входами первого и второго блоков сравнения, выходы которых соединены с соответствующими входами вычислительного блока.

Существенным недостатком устройства является чувствительность к низкочастотным шумам в изображении, что объясняется неравномерностью коэффициентов фотопреобразования по поверхности фотоприемной структуры (геометрические шумы). Другим существенным недостатком устройства является чувствительность к изменению освещенности сцены, что обуславливает наличие мультипликационной погрешности. За счет этих недостатков устройство в целом обладает низкой точностью определения параметров вектора скорости движения.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения параметров вектора скорости движения за счет уменьшения чувствительности к низкочастотным шумам при одновременном уменьшении чувствительности к изменению освещенности сцены.

Технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем проекционно-оптическую систему, вычислительный блок, два оптоэлектронных канала обработки информации, каждый из которых включает два блока сравнения, последовательно соединенные блок суммирования и блок дифференцирования, а также приемник излучения в виде прямоугольника, выходы каждого из которых соединены с соответствующими входами блока суммирования канала, причем приемник излучения выполнен с коэффициентом фотопреобразования, изменяющимся по экспоненциальному закону, а выход блока дифференцирования соединен с первым входом вычислительного блока, причем приемник излучения выполнен четырехквадрантным, границы оптического сопряжения квадрантов приемника излучения совмещены с диагоналями прямоугольника, приемник излучения выполнен с коэффициентом фотопреобразования, возрастающим к центру прямоугольника в направлении биссектрисы квадранта, выходы противоположных квадрантов соединены соответственно с входами первого и второго блоков сравнения оптоэлектронного канала обработки информации, причем введены два дополнительных блока суммирования, три дополнительных блока сравнения, блок деления, приемник излучения, смещенный относительно первого приемника излучения, выполненый четырехквадрантным, причем границы оптического сопряжения приемника излучения совмещены с диагоналями прямоугольника, приемник излучения выполнен с коэффициентом фотопреобразования, возрастающим к центру прямоугольника в направлении биссектрисы квадранта, а выходы смещенного приемника излучения соединены с соответствующими входами первого дополнительного блока суммирования, выход которого связан с первыми входами второго дополнительного блока суммирования и третьего дополнительного блока сравнения, второй вход второго дополнительного блока суммирования и третьего дополнительного блока сравнения подключены к выходу первого блока суммирования, выход третьего дополнительного блока сравнения подсоединен к второму входу вычислительного блока и первому входу блока деления, выход которого соединен с входом блока дифференцирования, выход которого подключен к первому входу вычислительного блока, выход второго дополнительного блока суммирования подключен ко второму входу блока деления и к третьему входу вычислительного блока, два входа первого дополнительного блока сравнения соответственно связаны с первым и третьим выходами дополнительного приемника, второй и четвертый выходы которого соответственно подключены к двум входам второго дополнительного блока сравнения, выход которого соединен с четвертым входом вычислительного блока, выход первого дополнительного блока сравнения соединен с пятым входом вычислительного блока, причем выходы первого и второго блоков сравнения соответственно подключены к шестому и седьмому входам вычислительного блока.

На Фиг.1 представлена блочная схема устройства, обозначения на которой соответствуют: 1 - проекционно-оптическая система; 2, 3 - первый и второй оптоэлектронные каналы обработки информации; 4 - приемник излучения; 5 - блок суммирования; 6 - блок дифференцирования; 7, 8 - первый и второй блоки сравнения; 9 - вычислительный блок; 10 - дополнительный приемник излучения; 11 - первый дополнительный блок суммирования; 12 - второй дополнительный блок суммирования; 13 - первый дополнительный блок сравнения; 14 - второй дополнительный блок сравнения; 15 - третий дополнительный блок сравнения; 16 - блок деления.

Устройство содержит проекционно-оптическую систему 1, вычислительный блок 9, два оптоэлектронных канала 2, 3 обработки информации, каждый из которых включает блоки сравнения 7, 8, блок суммирования 5 и блок дифференцирования 6, а также приемник излучения в виде прямоугольника, выходы каждого из которых соединены с соответствующими входами блока суммирования 5 канала, причем приемник излучения 4 выполнен с коэффициентом фотопреобразования, изменяющимся по экспоненциальному закону, а выход блока дифференцирования 6 соединен с первым входом вычислительного блока 9, причем приемник излучения выполнен четырехквадрантным, границы оптического сопряжения квадрантов приемника излучения совмещены с диагоналями прямоугольника, приемник излучения выполнен с коэффициентом фотопреобразования, возрастающим к центру прямоугольника в направлении биссектрисы квадранта, выходы противоположных квадрантов соединены соответственно с входами первого и второго блоков сравнения 7, 8 оптоэлектронного канала 2 обработки информации. Дополнительный приемник излучения 10, смещенный относительно первого приемника излучения 4, имеет выходы, подсоединенные к соответствующим входам первого дополнительного блока суммирования 11, выход которого связан с первыми входами второго дополнительного блока суммирования 12 и третьего дополнительного блока сравнения 15, вторые входы второго дополнительного блока суммирования 12 и третьего дополнительного блока сравнения 15 подключены к выходу первого блока суммирования 5. Выход третьего дополнительного блока сравнения 15 подсоединен к второму входу вычислительного блока 9 и к первому входу 16а блока деления 16, выход которого соединен с входом блока дифференцирования 6, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока 9. Выход второго дополнительного блока суммирования 12 подключен ко второму входу 16б блока деления 16 и к третьему входу вычислительного блока 9. Два входа первого дополнительного блока сравнения 13 соответственно связаны с первым и третьим выходами дополнительного приемника 10, второй и четвертый выходы которого соответственно подключены к двум входам второго дополнительного блока сравнения 14, выход которого соединен с четвертым входом вычислительного блока 9. Выход первого дополнительного блока сравнения 13 соединен с пятым входом вычислительного блока 9, причем выходы первого и второго блоков сравнения соответственно подключены к 6 и 7 входам вычислительного блока 9.

Поясним работу предлагаемого устройства для измерения вектора скорости движения изображения объекта со случайным распределением яркостей. Проекционно-оптическая система 1 проецирует изображение объекта, скорость которого определяется, на приемники излучения первого и второго оптоэлектронного канала (2, 3). Приемник излучения 4 имеет сектора (4₁₁ ¹,4₁₂ ¹,4₁₃ ¹,4₁₄ ¹), электрически несвязанные между собой, причем с их выходов снимаются сигналы (f₁₁ ¹, f₁₂ ¹, f₁₃ ¹,1₁₄ ¹) соответственно. Сигналы f₁₁ ¹, f₁₂ ¹, f₁₃ ¹, f₁₄ ¹ суммируются в блоке суммирования 5. На выходе блока суммирования 5 имеет место сигнал ф₁ ¹=f₁₁ ¹+f₁₂ ¹+f₁₃ ¹+f₁₄ ¹. Сигналы f₁₁ ¹ и f₁₃ ¹ вычитаются в первом блоке 7 сравнения. На выходе блока сравнения 7 имеем сигнал Δ₁₂ ¹=f₁₁ ¹-f₁₃ ¹.Сигналы f₁₂ ¹ и f₁₄ ¹ вычитаются во втором блоке сравнения 8. На выходе блока сравнения 8 имеем сигнал Δ₁₁ ¹=f₁₂ ¹-f₁₄ ¹. Дополнительный приемник излучения 10 имеет четыре сектора (10₁₁ ¹, 10e₁₂ ¹, 10₁₃ ¹, 10₁₄ ¹), электрически несвязанных между собой, причем с их выходов снимаются сигналы (f₂₁ ¹, f₂₂ ¹, f₂₃ ¹ f₂₄ ¹) соответственно. Сигналы f₂₁ ¹, f₂₂ ¹, f₂₃ ¹ f₂₄ ¹ суммируются в первом дополнительном блоке суммирования 11 и на выходе первого дополнительного блока суммирования 11, имеет место сигнал ф₂ ¹=f₂₁ ¹+f₂₂ ¹+f₂₃ ¹+f₂₄ ¹. Сигналы f₂₁ ¹ и f₂₃ ¹ вычитаются в первом дополнительном блоке сравнения 13. На выходе первого дополнительного блока сравнения 13 имеем сигнал Δ₂₂ ¹⁼f_2l ^l-f₂₃ ¹. Сигналы f₂₂ ¹ и f₂₄ ¹ вычитаются на втором дополнительном блоке сравнения 14. На выходе второго дополнительного блока сравнения 14 имеем сигнал Δ₂₁ ¹=f₂₂ ¹-f₂₄ ¹. Сигналы ф₁ ¹ и ф₂ ¹ подаются на входы третьего дополнительного блока сравнения 15. На выходе третьего дополнительного блока сравнения 15 имеем сигнал (ф₁ ¹-ф₂ ¹)=N¹. Сигналы ф₁ ¹ и ф₂ ¹ подаются также на входы второго дополнительного блока суммирования 12. На выходе второго дополнительного блока суммирования 12 имеем сигнал (ф₁ ¹+ф₂ ¹)=∑¹. Сигнал N¹ с выхода третьего дополнительного блока сравнения 15 подается на первый вход блока деления 16. Сигнал ∑¹ с выхода второго дополнительного блока суммирования 12 подается на второй вход блока деления 16. На выходе блока деления 16 имеем сигнал $F^{1} = \frac{N^{1}}{Σ^{1}}$ . Сигнал F¹ с выхода блока деления 16 подается на вход блока дифференцирования 6, на выходе которого имеем сигнал, равный производной по времени $\frac{d F^{1}}{d t}$ от сигнала F¹. Сигналы $\frac{d F^{1}}{d t}$ , N¹, ∑¹, Δ₂₂ ¹, Δ₂₁ ¹, Δ₁₁ ¹, Δ₁₂ ¹ подаются на входы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 вычислительного блока 9. На входы 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 вычислительного блока 9 подаются аналогичные сигналы со второго оптоэлектронного канала обработки информации 3. Вычислительный блок 9 предназначен для вычисления коэффициентов c₁, c₂, a₁, a₂, в₁, в₂ и решения системы уравнений

${\begin{matrix} с_{1} = V_{x} a_{1} + V_{y} b_{1} \\ с_{2} = V_{x} a_{2} + V_{y} b_{2} \end{matrix},$

где V_x, V_y - искомые координатные составляющие вектора скорости.

Коэффициенты c₁, а_1, b₁ определяются по выражениям

$с_{1} = \frac{d F^{1}}{d t}$

$a_{1} = \frac{(1 - F^{1}) Δ_{11}^{1} - (1 + F^{1}) Δ_{12}^{1}}{L^{1} Σ^{1}}$

$b_{1} = \frac{(1 - F^{1}) Δ_{21}^{1} - (1 + F^{1}) Δ_{22}^{1}}{L^{1} Σ^{1}}$

где L¹ - расстояние между центрами приемника излучения 4 и дополнительного приемника 10.

Аналогичные коэффициенты с₂, а₂, b₂ вычисляются синхронно во втором оптоэлектронном канале обработки информации 3.

Данное устройство для измерения вектора скорости движения изображения объекта со случайным распределением яркостей позволяет определять координатные составляющие вектора скорости движения изображения при изменяющейся во времени освещенности сцены и наличии низкочастотных (геометрических) шумов приемников излучения.

Устройство для измерения вектора скорости движения изображения объекта со случайным распределением яркостей, содержащее проекционно-оптическую систему, вычислительный блок, два оптоэлектронных канала обработки информации, каждый из которых включает два блока сравнения, блок суммирования и блок дифференцирования, а также приемник излучения в виде прямоугольника, выходы каждого из которых соединены с соответствующими входами блока суммирования канала, причем приемник излучения выполнен с коэффициентом фотопреобразования, изменяющимся по экспоненциальному закону, а выход блока дифференцирования соединен с первым входом вычислительного блока, причем приемник излучения выполнен четырехквадрантным, границы оптического сопряжения квадрантов приемника излучения совмещены с диагоналями прямоугольника, приемник излучения выполнен с коэффициентом фотопреобразования, возрастающим к центру прямоугольника в направлении биссектрисы квадранта, выходы противоположных квадрантов соединены соответственно с входами первого и второго блоков сравнения оптоэлектронного канала обработки информации отличающееся тем, что в каждый канал дополнительно введены два дополнительных блока суммирования, три дополнительных блока сравнения, блок деления, приемник излучения, смещенный относительно первого приемника излучения, выполненный четырехквадрантным, причем границы оптического сопряжения квадрантов приемника излучения совмещены с диагоналями прямоугольника, приемник излучения выполнен с коэффициентом фотопреобразования, возрастающим к центру прямоугольника в направлении биссектрисы квадранта, а выходы смещенного приемника излучения соединены с соответствующими входами первого дополнительного блока суммирования, выход которого связан с первыми входами второго дополнительного блока суммирования и третьего дополнительного блока сравнения, второй вход второго дополнительного блока суммирования и третьего дополнительного блока сравнения подключены к выходу первого блока суммирования, выход третьего дополнительного блока сравнения подсоединен к второму входу вычислительного блока и первому входу блока деления, выход которого соединен с входом блока дифференцирования, выход второго дополнительного блока суммирования подключен ко второму входу блока деления и к третьему входу вычислительного блока, два входа первого дополнительного блока сравнения соответственно связаны с первым и третьим выходами дополнительного приемника, второй и четвертый выходы которого соответственно подключены к двум входам второго дополнительного блока сравнения, выход которого соединен с четвертым входом вычислительного блока, выход первого дополнительного блока сравнения соединен с пятым входом вычислительного блока, причем выходы первого и второго блоков сравнения соответственно подключены к шестому и седьмому входам вычислительного блока.

Способ включает детектирование отраженных импульсов света, оцифровывание принятых сигналов, расчет дальностей до объектов и скоростей движущихся объектов, определение угловых координат.

Устройство доплеровского измерителя скорости на основе интерферометра фабри-перо с волоконным вводом излучения // 2511606

Изобретение относится к измерителям скорости интерферометрическим методом по доплеровскому смещению длины волны света, отраженного от исследуемого объекта, с использованием интерферометра Фабри-Перо и может быть использовано для увеличения яркости интерференционной картины на щелевой диафрагме на выходе оптической системы в 2-10 раз при малом увеличении габаритов.

Оптический способ измерения скорости тел // 2482500

Изобретение относится к оптике, в частности к методам определения скорости быстродвижущихся в пространстве тел. .

Способ растрового оптического измерения скорости объекта // 2482499

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к оптическим измерителям скорости, например, автомобиля, на котором закреплен измеритель, относительно дороги.

Устройство измерения перемещения и устройство измерения скорости // 2467336

Детектор и способ определения скорости // 2458352

Детектор скорости и способ определения скорости // 2457492

Лазерное устройство для измерения скорости потока диализата // 2445606

Устройство для определения коэффициента лобового сопротивления перемещающегося тела // 2442172

Изобретение относится к приборам для определения аэродинамических характеристик перемещающихся тел путем непосредственного измерения скорости этих тел в двух точках.

Лазерный измеритель скорости водных потоков // 2435166

Оптическая схема устройства ввода-вывода измерителя вектора угловой скорости на основе волоконно-оптических гироскопов // 2539673

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при конструировании измерителей вектора угловой скорости на основе волоконно-оптических гироскопов с использованием одномодовых световодов. Оптическая схема содержит два делителя оптической мощности 2×2 (делитель имеет два входа и два выхода), один делитель 1×2 (делитель имеет один вход и два выхода), три циркулятора оптического излучения (циркулятор имеет два входа и один выход) и три фотоприемника. Дополнительно введен второй источник оптического излучения. Технический результат - повышение надежности измерителей вектора угловой скорости. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Микро-опто-электромеханический датчик угловой скорости // 2544885

Изобретение относится к области приборостроения и касается датчика угловой скорости. Датчик включает в себя волоконно-оптический ответвитель, связанный световодами с источником и приемником оптического излучения. Приемник излучения соединен с блоком обработки информации и с чувствительным элементом. Чувствительный элемент включает в себя центрально-закрепленную балку и четыре устройства ориентации оптического излучения, симметрично расположенных напротив двух противоположных горизонтальных плоскостей балки. Балка выполнена из пьезоматериала со светопоглощающим покрытием, нанесенным напротив горизонтальных плоскостей устройств ориентации оптического излучения. Устройства ориентации выполнены из кварцевого стекла и частично покрыты зеркальным напылением. Зеркальное напыление отсутствует на областях, соответствующих прямоугольной проекции балки на поверхности устройств ориентации. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей датчика. 2 ил.

Способ определения угловой скорости // 2547888

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа измерения угловой скорости. Для определения угловой скорости формируют два пучка когерентного оптического излучения. Каждый из двух пучков дополнительно делят на два части. С помощью кольцевого интерферометра изменяют интенсивность и фазу только одной из частей каждого пучка. Ввод измерительных пучков в резонатор интерферометра осуществляют во взаимно противоположных направлениях. Прошедшую через интерферометр часть первого пучка и оставшуюся исходную часть того же пучка направляют на первый фотоприемник. Прошедшую через интерферометр часть второго пучка и оставшуюся исходную часть того же пучка направляют на второй фотоприемник. Угловую скорость определяют по величине разности собственных частот резонатора интерферометра для волн, обходящих его по взаимно противоположным направлениям. Технический результат заключается в обеспечении возможности определения угловой скорости при отсутствии потерь в резонаторе кольцевого интерферометра или при их компенсации. 3 ил.

Способ многоканального измерения смещения длины волны света с использованием интерферометра фабри-перо // 2549557

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа многоканального измерения смещения длины волны света. Измерения осуществляются с использованием интерферометра Фабри-Перо. Свет источников света через коллимирующую систему направляют на интерферометр Фабри-Перо и с помощью линзы фокусируют интерферометрическую картину на регистраторе. При этом на интерферометр Фабри-Перо направляют свет от нескольких независимых источников света, которые освещают различные области интерферометрической картины, а затем в каждой области интерферометрической картины компенсируют размытие интерферометрических колец, вызванное непараллельностью зеркал интерферометра, заменяя на регистраторе плоскость фокуса на плоскость, где лучи всех интерференционных картин непараллельного интерферометра Фабри-Перо пересекаются, создавая частичный псевдофокус. Технический результат заключается в обеспечении возможности одновременного измерения смещений частоты излучения от разных независимых источников в одном канале и повышении резкости интерференционных колец с обеих сторон от центра интерферограммы. 3 ил.

Баллистический гравиметр // 2554596

Изобретение относится к гравиметрии и может быть использовано для измерений абсолютных значений ускорения свободного падения. Баллистический гравиметр содержит вакуумную камеру, устройство сбрасывания пробного тела, источник излучения, фотоприёмник, устройство синхронизации и обработки сигнала. На пробном теле закреплён оптический элемент, который выполнен в виде дифракционной решётки. Штрихи указанной решётки расположены горизонтально. На пути лучей света, дифрагирующих на решётке при работе устройства, установлен оптический мультиплексор, выход которого подключён к фотоприёмнику. Технический результат заключается в увеличения временной разрешающей способности, уменьшения габаритов устройства и упрощения алгоритма обработки сигналов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Резонансный способ измерения частоты вращения объекта и устройство, реализующее этот способ // 2562149

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при создании таких средств измерения угловой скорости вращения объектов, как гироскопы. В резонансном способе измерения частоты вращения объекта измеряемую частоту вращения определяют как разность между собственной частотой вращения полости на выбранном типе электромагнитного колебания и собственной частотой «неподвижной» полости на том же типе колебания, деленную на постоянное число, определяемое выбранным при расчете полости типом колебания, а направление вращения определяют знаком этой разности. Устройство, реализующее резонансный способ измерения частоты вращения объекта, содержит монохроматический автогенератор перестраиваемой частоты, зонд-возбудитель, детектор электромагнитного поля, устройство перестройки частоты автогенератора, частотомер и решающее устройство, которое вычисляет частоту вращения как разность между резонансной частотой вращения полости и резонансной частотой «неподвижной» полости, деленную на постоянное число, определяемое выбранным при расчете полости типом электромагнитного колебания, а направление вращения определяет знаком этой разности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ компенсации световых потерь, вызванных сферическими аберрациями в системе с интерферометром фабри-перо // 2564071

Изобретение относится к измерителям смещений длины волны электромагнитного излучения интерферометрическим методом по допплеровскому смещению длины волны света, переданного по волокну, с использованием интерферометра Фабри-Перо и касается способа компенсации световых потерь. Указанный способ основан на том, что при помощи цилиндрических линз обеспечивают сечение предварительно коллимированного пучка на входном зеркале интерферометра Фабри-Перо, равное диаметру эффективной области интерферометра. Причём на расстоянии половины длины интерферометра между зеркалами обеспечивается минимальное сечение пучка. Указанное выше обеспечивает технический результат, заключающийся в компенсации световых потерь, вызванных сферическими аберрациями в системе с интерферометром Фабри-Перо. 11 ил.

Интерференционный измеритель угловой скорости и ускорения // 2564381

Изобретение относится к области оптических средств измерения угловой скорости и ускорения вращающихся объектов. Интерференционный измеритель угловой скорости и ускорения включает в себя источник излучения, кольцевой интерферометр, светоприемное устройство. При этом источник излучения помещен в устройство регулирования температуры. Кольцевой интерферометр выполнен из оптических зеркал и светоделительных пластин, а также оптического отражателя, устанавливаемого на исследуемом вращающемся объекте и имеющего форму цилиндра, изготовленного из однородного оптического материала с нанесенным на его поверхность зеркальным покрытием. На входе интерферометра расположен телескопический расширитель. Последовательно со светоприемным устройством установлены аналого-цифровой преобразователь и вычислительное устройство с возможностью определения величины двукратного накопления разности фаз лучами, прошедшими через оптический отражатель в прямом и обратном направлениях по отношению к направлению вращения, для последующего определения угловой скорости и ускорения соответственно по скорости и изменению скорости перемещения интерференционных полос. Технический результат - расширение рабочих диапазонов температуры и изменения давления. 1 ил.

Способ прецизионной обработки сигналов лазерного гироскопа // 2571437

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к гироскопии, и может быть использовано для прецизионного измерения угловых перемещений лазерного гироскопа. Способ прецизионной обработки сигналов лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой, при котором оцифровывают первичные квадратурные сигналы, отражающие перемещения интерференционной картины, образованные выведенными из кольцевого лазера встречными лазерными пучками, осуществляют аппроксимацию эллипсом множества точек на плоскости переменных, соответствующих отсчетам первичных сигналов, и восстановление временного ряда для изменений разности фаз интерферирующих волн (угловых перемещений кольцевого лазера) за равные интервалы времени, при этом частота дискретизации первичных сигналов определяется верхним пределом диапазона измеряемых угловых скоростей; частота обновления отсчетов угловых перемещений кольцевого лазера выбирается вблизи верхнего предела, обеспечивающего гарантированное определение параметров первичных квадратурных сигналов; полученный временной ряд угловых перемещений кольцевого лазера преобразуется в угловые перемещения лазерного гироскопа с помощью цифрового режекторного узкополосного фильтра с бесконечной импульсной характеристикой, центр полосы подавления которого соответствует частоте знакопеременной подставки. Технический результат - уменьшение погрешности при измерениях в реальном времени угловых перемещений. 6 ил.

Способ определения характеристик срабатывания детонирующего устройства // 2590960

Способ определения характеристик срабатывания детонирующего устройства относится к измерительной технике и может быть использован для определения характеристик срабатывания детонирующих устройств, обеспечивающих инициирование зарядов взрывчатого вещества (ВВ), в частности определения момента инициирования детонирующим устройством заряда ВВ относительно момента подачи задействующего импульса. Знание данных моментов времени облегчает проектирование и отработку систем инициирования, в которые входят детонирующие устройства, для расчета их газодинамических характеристик. Способ включает подачу задействующего импульса и формирование детонационной волны в заряде ВВ детонирующего устройства, которой задействуют инициируемый заряд ВВ. Определяют момент подачи задействующего импульса на детонирующее устройство и момент передачи инициируемому заряду детонационного импульса. Регистрацию второго момента осуществляют, по меньшей мере, с помощью одного оптического датчика, выполненного на основе оптоволоконной линии, установленной перпендикулярно оси детонирующего устройства и обращенной одним торцом к зоне передачи детонации, а другим - к регистрирующей аппаратуре. Регистрацию световых вспышек оптического излучения осуществляют путем преобразования светового сигнала в электрический, по которым и фиксируют момент передачи детонационного импульса инициируемому заряду ВВ, относительно времени подачи задействующего импульса на детонирующее устройство. Изобретение позволяет повысить достоверность информации при испытаниях. 2 ил.