用于室内可连续调节的距离模拟装置的制作方法

文档序号:15441964发布日期:2018-09-14 22:54阅读:298来源:国知局

本发明属于激光测距技术领域,具体涉及距离模拟装置,用于在室内检测激光测距机的测距能力。



背景技术:

近年来,激光测距机因其方向性好、测距精度高、测程远、抗干扰能力强、隐蔽性好等优点,在各个领域中得到了广泛应用。随着不断地研制和发展,对激光测距机测距能力的检测成为激光测距机研制、生产、验收和开展维修保障的前提。

由于传统的检测方法是在室外进行,受气候、靶标性质等因素的影响,导致测试结果不稳定,因此,国内外研究者都致力于室内测试方法的研究。如果要在有限的室内空间实现激光测距机测距能力的检测,那么最关键的是如何在室内实现距离的模拟。

室内模拟距离的方法分为两种:一种是电学延迟模拟法,另一种光学延迟模拟法。

2013年,电子科技大学赵萌在其硕士学位论文《基于可变光纤延迟线的长距离激光测距仿真研究》中提及了一种光纤延迟技术,图1是该技术中光纤延迟线的简单示意图,其工作原理为:将电脉冲输入到光发射机中,控制光脉冲的输出,经过光开关的控制,将光脉冲耦合到具有延迟功能的光纤中,经由光电接收机检测输出信号。传输光信号由延迟光纤来完成,在此过程中,外界信号的载体为光波,光信号的延迟介质为光纤。这种方法的缺点是为达到模拟距离可变的目的,需要几段不同长度的光纤作为延迟单元,导致每模拟一段固定距离就需要切换不同长度的光纤,一旦没有相应长度的光纤,则会造成浪费或导致检测无法进行,也无法实现在距离连续变化条件下的检测,进而影响了该方法的实用性。



技术实现要素:

本发明为了解决现有技术中无法实现大范围模拟、连续性测量的问题,提供一种用于室内可连续调节的距离模拟装置。

为解决上述技术问题的技术方案是:

用于室内可连续调节的距离模拟装置,其特征是,该装置包括:依次同轴放置的激光器、准直器一、可变衰减片一、平面反射镜一、平面反射镜二、准直器二、可变衰减片二和光纤耦合器,以及与光纤耦合器连接的光纤;其中,平面反射镜一与光轴成45°设置,平面反射镜二和平面反射镜一成90°设置;该装置还包括在平面反射镜一的反射光方向依次设置的调整座和导轨,在调整座上设置复合棱镜和可变光孔,在导轨上安装滑块,直角棱镜设置在滑块上;光束在直角棱镜与复合棱镜之间来回多次反射,通过改变直角棱镜相对于复合棱镜的水平位置,可以调整两者之间的光程大小,可变光孔设置在出射光束的光路上,可变光孔可以改变光束的直径,所述光纤耦合器将光束耦合进光纤中,光纤将光束传输给测距机的接收系统。所述复合棱镜由小直角棱镜和大直角棱镜胶合而成。

用于室内可连续调节的距离模拟装置,其特征是,该装置包括:依次同轴放置的激光器、准直器一、可变衰减片一、平面反射镜一、平面反射镜二、准直器二、可变衰减片二和光纤耦合器,以及与光纤耦合器连接的光纤;其中,平面反射镜一与光轴成45°设置,平面反射镜二和平面反射镜一成90°设置;在平面反射镜一的反射光方向依次设置的调整座和导轨;平面反射镜三和平面反射镜四安装组合构成平面镜组一,二者之间夹角为90°;平面反射镜七与平面反射镜八安装组合构成平面镜组二,二者之间夹角为90°;平面反射镜五和平面反射镜六安装组合构成平面镜组三,二者之间夹角同样为90°;所述平面镜组三与可变光孔一起安装固定在调整座上,所述平面镜组一安装固定在滑块上,滑块安装在导轨上;光束在所述平面镜组一与所述平面镜组三之间来回多次反射,通过改变平面镜组三相对于平面镜组一的水平位置,可以调整两者之间的光程大小,可变光孔设置在出射光路上,可变光孔可以改变光束的直径,所述光纤耦合器将光束耦合进光纤中,光纤将光束传输给测距机的接收系统。

本发明的有益效果是:解决了使用光纤模拟距离时,无法实现连续性测量的问题,通过棱镜或平面反射镜对光束的折转作用,使该装置所模拟的距离在50~100米范围内连续变化,并利用一定长度的光纤作为延迟单元,以此达到大范围、连续性测量的目的。

附图说明

图1是可变光纤延迟线的简单示意图;

图2是本发明的实施例一中用于室内可连续调节的距离模拟装置的俯视图。

图3是本发明的实施例一中用于室内可连续调节的距离模拟装置的正视图。

图4是本发明的实施例一中光路在复合棱镜中的折转示意图。

图5是本发明的实施例二中用于室内可连续调节的距离模拟装置的俯视图。

图6是本发明的实施例二中用于室内可连续调节的距离模拟装置的正视图。

图7是本发明的实施例二中光路在平面镜组二和平面镜组三之间的折转示意图。

具体实施方式:

以下结合附图与实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一:

如图2和图3所示,本发明的实施例一中用于室内可连续调节的距离模拟装置,该装置包括依次同轴放置的激光器1、准直器一2、可变衰减片一3、平面反射镜一4、平面反射镜二5、准直器二6、可变衰减片二7和光纤耦合器8,以及与光纤耦合器8连接的光纤9;其中,平面反射镜一4与光轴成45°设置,平面反射镜二5和平面反射镜一4成90°设置。该装置还包括可变光孔10、调整座11、复合棱镜12、直角棱镜13、滑块14和导轨15。在所述平面反射镜一4的反射光方向上依次设置调整座11和导轨15。复合棱镜12和可变光孔10均安装固定在调整座11上,所述调整座11可以在保证复合棱镜12水平位置的情况下,调整其在竖直方向上的高度,复合棱镜12由小直角棱镜12-1和大直角棱镜12-2胶合而成,直角棱镜13安装固定在滑块14上,滑块14安装在导轨15上,光束在直角棱镜13与复合棱镜12之间来回多次反射,通过改变直角棱镜13相对于复合棱镜12的水平位置,可以调整两者之间的光程大小,所述可变光孔10设置在出射光束的光路上,可变光孔10可以改变光束的直径,所述光纤耦合器8将光束耦合进光纤9中,经光纤9的传输给测距机,测距机的接收系统便可以接收到有关于距离变化的信息。

本实施例的工作过程为:

如图3所示,先用调整座11向下调整复合棱镜12的高度,使其与直角棱镜13非共轴。如图2所示,激光器1发出某一波长的激光入射到准直器一2上,入射光束经过准直器一2准直后入射到可变衰减片一3上,光束经过可变衰减片一3后能量衰减调整到安全值,然后光束入射到平面反射镜一4,光束经过平面反射镜一4反射向直角棱镜13。光束在经由直角棱镜13的直角面ⅰ反射后,再依次被直角棱镜13的直角面ⅱ、复合棱镜12中大直角棱镜12-2的直角面ⅲ和直角面ⅳ反射,其第一次传播路径可示意为:ⅰ-ⅱ-ⅲ-ⅳ,从直角面ⅳ反射的光束再次射向直角棱镜13直角面ⅰ,再依次被直角棱镜13直角面ⅱ、复合棱镜12中大直角棱镜12-2的直角面ⅲ和直角面ⅳ反射,如此循环往复多次,直到光束进入小直角棱镜12-1,如图3所示。经由小直角棱镜12-1两个直角面的反射后,除了产生一定的位移,该光束又沿与原光路平行的光路返回,形成出射光束,如图4所示。可变光孔10设置在出射光束的光路上,调节可变光孔10的光孔大小,即可调节出射光束直径。平面反射镜二5对出射光束进行反射,再由准直器二6准直,用可变衰减片二7调节激光束的能量,使其满足光纤耦合的要求。出射光束由光纤耦合器8耦合进光纤9后,再经光纤9传输至测距机的接收系统。最后,移动滑块14,不断改变直角棱镜13与复合棱镜12之间的距离,测距机的接收系统便可以接收到有关于距离变化的连续信号。

实施例二:

如图5和图6所示,用于室内可连续调节的距离模拟装置,该装置包括依次同轴放置的激光器1、准直器一2、可变衰减片一3、平面反射镜一4、平面反射镜二5、准直器二6、可变衰减片二7和光纤耦合器8,以及与光纤耦合器8连接的光纤9;其中,平面反射镜一4与光轴成45°设置,平面反射镜二5和平面反射镜一4成90°设置;该装置还包括可变光孔10、调整座11、滑块14、导轨15、平面反射镜三16、平面反射镜四17、平面反射镜五18、平面反射镜六19、平面反射镜七20和平面反射镜八21;所述平面反射镜三16和所述平面反射镜四17安装组合在一起,构成平面镜组一,二者之间夹角为90°。所述平面反射镜七20与平面反射镜八21安装组合在一起,构成平面镜组二,二者之间夹角为90°。所述平面反射镜五18和所述平面反射镜六19安装组合在一起,构成平面镜组三,二者之间夹角为90°。其中,所述平面镜组二置于平面镜组一和平面镜组三之间,平面反射镜七20与入射光路在平面反射镜六19上的最后一束反射光成45°设置。

在所述平面反射镜一4的反射光方向依次设置调整座11和导轨15。所述平面镜组三与可变光孔10一起安装固定在调整座11上,调整座11可以在保证所述平面镜组三水平位置的情况下,调整其在竖直方向上的高度。所述平面镜组一安装固定在滑块14上,滑块14安装在导轨15上,光束在所述平面镜组一与所述平面镜组三之间来回多次反射,通过改变平面镜组三相对于平面镜组一的水平位置,可以调整两者之间的光程大小,所述可变光孔10设置在出射光束的光路中可变光孔10可以改变光束的直径,所述光纤耦合器8将光束耦合进光纤9中,经光纤9的传输到测距机,测距机的接收系统便可以接收到有关于距离变化的信息。

本实施例的工作过程为:

如图6所示,先用调整座11向下调整平面镜组三,使其与平面镜组一非共轴。如图5所示,激光器1发出某一波长的激光入射到准直器一2,入射光束经过准直器一2准直后入射到可变衰减片一3,光束经过可变衰减片一3后能量衰减调整到安全值,然后光束入射到平面反射镜一4,光束经过平面反射镜一4反射向平面反射镜三16。光束在经由平面反射镜三16反射后,再依次被平面反射镜四17、平面反射镜五18和平面反射镜六19反射,其第一次传播路径可示意为:a-b-c-d,从平面反射镜六19反射的光束再次射向平面反射镜三16,再依次被平面反射镜四17、平面反射镜五18和平面反射镜六19反射,如此循环往复多次,直到光束射向平面反射镜七20,如图6所示。光束经由平面反射镜七20和平面反射镜八21相继反射后,除了产生一定的位移,该光束又沿与原光路平行的光路返回,形成出射光束,如图7所示。可变光孔10设置在出射光束的光路上,调节可变光孔10的光孔大小,即可调节光束直径。平面反射镜二5对出射光束进行反射,再由准直器二6准直,用可变衰减片二7调节激光束的能量,使其满足光纤耦合的要求。出射光束由光纤耦合器8耦合进光纤9后,再经光纤9传输至测距机的接收系统。最后,移动滑块14,不断改变平面镜组一与平面镜组三之间的距离,测距机的接收系统便可以接收到有关于距离变化的连续信号。

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