专利名称：基于位移传感器的激光测距系统的制作方法
技术领域：
基于位移传感器的激光测距系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种基于位移传感器的激光测距系统，属于激光测距系统，特别涉及激光近炸引信技术领域。
背景技术：
[0002]现代高技术战争对近炸引信要求越来越高，不同的武器系统对近炸引信的作用距离不同。无线电近炸引信可以实现不同距离的测量，但结构复杂，难以同时兼顾精度与近距离盲区。脉冲体制激光近炸引信电路复杂，不易做到近距离探测，基于位移传感器的激光测距技术就是在这种需求下产生。发明内容[0003]本实用新型的目的是利用几何光学中的三角法测距原理实现目标与测距系统之间的距离测量，提供了一种基于位移传感器的激光测距系统，实现在指定距离启动发火。本实用新型基于位移传感器的激光测距系统解决了现有测距系统难以兼顾精度和近距离测距盲区的缺点。[0004]本实用新型的技术方案本实用新型的基于位移传感器的激光测距系统包括半导体激光发射部分、光接收部分和测距部分，其半导体激光发射部分包括半导体激光器和置于其管路上的准直透镜，光接收部分包括在准直透镜的同一竖直平面内设置的接收光学透镜，在接收光学透镜的前侧设的滤光片；测距部分包括设置在接收光学透镜后侧的位移传感器，位移传感器与接收光学透镜的距离等于接收光学透镜的焦距，位移传感器的中心轴线与接收光学透镜的中心轴线重合；位移传感器的两个输出端分别通过各自的信号处理电路连接到单片机的两个输入端；单片机的输出端与半导体激光器连接。[0005]所述的信号处理电路包括放大电路，单片机片内包括A/D转换器和开关电路。[0006]所述的准直透镜的轴心与接收光学透镜的轴心的距离Hl = 30mm。[0007]所述的位移传感器的光感应面是长方形，其长度=12mm，宽度=1mm。[0008]所述的接收光学透镜的焦距H2 = 36mm。[0009]本实用新型的优点本实用新型的原理简单，可以准确探测在目标与测距系统的距离，其探测精度高，近距离盲区小，结构简单，具有较大实用价值。具有消除背景光和暗电流的功能，以提高测距精度，相对于现有的测距系统在近距离测距精度等方面都会有显著的改善。
[0010]图1是基于位移传感器的激光测距系统示意图。
具体实施方式
[0011]现结合附图说明本实用新型的具体实施例。[0012]图1是基于位移传感器的激光测距系统示意图本实用新型基于位移传感器的激光测距系统包括半导体激光发射部分、光接收部分和测距部分，其半导体激光发射部分包括半导体激光器1和置于其管路上的准直透镜2，光接收部分包括在准直透镜2的同一竖直平面内设置的接收光学透镜4，在接收光学透镜4的前侧设的滤光片5 ；测距部分包括设置在接收光学透镜4后侧的位移传感器3，位移传感器3与接收光学透镜4的距离等于接收光学透镜4的焦距，位移传感器3的中心轴线与接收光学透镜4的中心轴线重合；位移传感器3的两个输出端分别通过各自的信号处理电路连接到单片机的两个输入端；单片机的输出端于半导体激光器1连接。[0013]所述的信号处理电路包括放大电路，单片机片内包括A/D转换器和开关电路。[0014]所述的准直透镜2的轴心与接收光学透镜4的轴心的距离优选Hl = 30mm。[0015]所述的位移传感器3的光感应面是长方形，优选长度=12mm,宽度=1mm。[0016]所述的接收光学透镜4的焦距优选H2 = 36mm。[0017]测距原理单片机控制半导体激光器1的工作状态，准直透镜2将半导体激光器 1发出的激光准直后照射到目标上；[0018]滤光片5将绝大部分太阳光等背景光滤除后，使透过接收光学透镜4的光为大部分为目标漫反射后的激光；[0019]接收光学透镜4将目标漫反射回来的激光汇聚在位移传感器3上，位移传感器3 的两个输出端的电流信号带有激光汇聚在位移传感器3上的位置信息H3 ；[0020]位移传感器3输出的电流信号经过放大电路处理后输入到单片机中，单片机通过片内开关切换分时连接A/B两路模拟信号和单片机片内A/D转换器，以实现Α/Β两路模拟信号的数字化，单片机利用Α/Β两路模拟信号的数字化数值即可计算出激光汇聚在位移传感器3上的位置Η3。[0021]单片机处理数据的周期不大于5ms ；两路信号处理电路的输出电压值不大于5V ； 测距算法采用二进制积累检测及恒虚警检测，以提高抗干扰能力；测距距离最大值3m，理论上不存在测距盲区；测距精度0. lm。[0022]单片机计算距离的公式为H = H1*H2/H3，H是被测距离；Hl是准直透镜2与接收光学透镜4的中心之间的距离；H2为接收光学透镜4的焦距，H3为位移传感器3中点到聚焦在位移传感器3上信号中心之间的距离，H3由位移传感器3测得的两路信号确定。[0023]基于位移传感器的激光测距技术就是利用几何光学中的三角法测距原理实现测距。半导体激光器发射激光束，经准直透镜准直后照射目标，激光光束经目标反射后透过滤光片经接收光学透镜汇聚于位移传感器，位移传感器感知光斑位置变化，结合准直透镜与接收光学透镜之间的几何位置关系，计算出目标与测距机之间距离，该测距方法理论上没有测距盲区。
权利要求1.一种基于位移传感器的激光测距系统，包括半导体激光发射部分、光接收部分和测距部分，其特征在于半导体激光发射部分包括半导体激光器(1)和置于其管路上的准直透镜O)，光接收部分包括在准直透镜O)的同一竖直平面内设置的接收光学透镜，在接收光学透镜的前侧设的滤光片( ；测距部分包括设置在接收光学透镜(4)后侧的位移传感器(3)，位移传感器C3)与接收光学透镜的距离等于接收光学透镜(4)的焦距，位移传感器C3)的中心轴线与接收光学透镜(4)的中心轴线重合；位移传感器C3)的两个输出端分别通过各自的信号处理电路连接到单片机的两个输入端；单片机的输出端与半导体激光器(1)连接。
2.根据权利要求1所述的基于位移传感器的激光测距系统，其特征在于信号处理电路包括放大电路，单片机片内包括A/D转换器和开关电路。
3.根据权利要求1所述的基于位移传感器的激光测距系统，其特征在于准直透镜(2) 的轴心与接收光学透镜的轴心的距离Hl = 30mm。
4.根据权利要求1所述的基于位移传感器的激光测距系统，其特征在于位移传感器 ⑶的光感应面是长方形，其长度=12mm，宽度=1mm。
5.根据权利要求1所述的基于位移传感器的激光测距系统，其特征在于接收光学透镜的焦距H2 = 36mm。
专利摘要本实用新型提供一种基于位移传感器的激光测距系统，包括半导体激光发射部分、光接收部分和测距部分，其半导体激光发射部分包括半导体激光器和置于其管路上的准直透镜，光接收部分包括在准直透镜的同一竖直平面内设置的接收光学透镜，在接收光学透镜的前侧设的滤光片；测距部分包括设置在接收光学透镜后侧的位移传感器，位移传感器与接收光学透镜的距离等于接收光学透镜的焦距，位移传感器的中心轴线与接收光学透镜的中心轴线重合；位移传感器的两个输出端分别通过各自的信号处理电路连接到单片机的两个输入端；单片机的输出端与半导体激光器连接。本实用新型利用软件可编程方式实现测距算法，具有测距距离近且精度高，系统结构简单的特点，实现了激光引信的小型化设计。
文档编号G01C3/00GK202304808SQ20112039538
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者张莹, 王婀娜, 鄢胜勇, 陈浔濛, 高彦伟 申请人:国营红林机械厂