СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ измерения расстояния, в котором направляют на объект зондирующее излучение, генерируемое источником излучения, регистрируют отраженное от объекта излучение фотоприемными средствами и определяют расстояние до объекта L по формуле
пад
где b - база триангуляции, а φ - угол триангуляции между осью зондирующего излучения и направлением на фотоприемник отраженного от объекта излучения, отличающийся тем, что до регистрации отраженного излучения фотоприемными средствами осуществляют его задержку в световоде за счет отражения излучения от внутренней поверхности световода, соотносят базу триангуляции b к входной апертуре световода и определяют угол триангуляции φ по времени Δt распространения в световоде отраженного от объекта излучения, для чего ориентируют нормаль n к плоскости входной апертуры световода относительно направления зондирующего излучения под углом β в пределах от 0 до 90°, устанавливают соотношение между углом триангуляции φ и углом падения отраженного от объекта излучения на входную апертуру световода α с помощью выражения
где знак «+» выбирается при отсчете угла β против часовой стрелки, а знак «-» выбирается при отсчете угла β по часовой стрелки относительно направления зондирующего излучения, измеряют время распространения в световоде Δt отраженного от объекта излучения и рассчитывают расстояние L по формуле
св
cв
в
где Δt - время распространения отраженного от объекта излучения в световоде, l - длина световода, n - показатель преломления среды, по которой распространяется излучение в световоде, n - показатель преломления воздуха, с - скорость распространения света в вакууме, а
1
2
1
2
2. Способ измерения расстояния по п.1, отличающийся тем, что определение времени задержки Δt осуществляют путем измерения времени tраспространения зондирующего излучения до объекта и отраженного излучения от объекта до выходной апертуры световода, измерения времени t распространения зондирующего излучения до объекта и отраженного излучения до входной апертуры световода и определения времени задержки Δt по формуле Δt=t-t.
1
2
1
2
3. Способ измерения расстояния по п.1, отличающийся тем, что определение времени задержки Δt осуществляют путем измерения времени tраспространения зондирующего излучения до объекта и отраженного излучения по первому оптическому пути от объекта до выходной апертуры световода, измерения времени t распространения зондирующего излучения до объекта и отраженного излучения по второму оптическому пути от объекта до точки, находящейся в плоскости, перпендикулярной к направлению зондирующего излучения и проходящей через входную апертуру световода, и лежащей на расстоянии b от упомянутого направления, и определения времени задержки Δt по формуле Δt=t-t.
1
2
2
1
2
1
4. Способ измерения расстояния по п.1, отличающийся тем, что с целью определения времени задержки Δt осуществляют режим рециркуляции источника зондирующего излучения, в котором запуск упомянутого источника осуществляют при помощи выходных сигналов фотоприемных средств, формирующих последовательности зондирующих импульсов, измеряют частоту рециркуляции F при распространении излучения по оптическому пути, содержащему световод, измеряют частоту рециркуляции F при распространения излучения по оптическому пути, не содержащему световода, и определяют время задержки Δt по формуле Δt=(F-F)/2FF.
5. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее источник зондирующего излучения, фотоприемные средства регистрации отраженного от объекта излучения, связанные со средствами обработки сигнала, отличающееся тем, что оно снабжено световодом для задержки отраженного от объекта излучения, при этом входная апертура световода расположена в плоскости выходной апертуры источника зондирующего излучения, на расстоянии b от направления зондирующего излучения, а средства обработки сигнала снабжены средствами измерения временных интервалов.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что фотоприемные средства регистрации отраженного от объекта излучения выполнены в виде первого и второго фотоприемников, размещенных соответственно у входной и выходной апертуры световода и связанных со средствами измерения временных интервалов.
7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что фотоприемные средства регистрации отраженного от объекта излучения выполнены в виде первого фотоприемника, размещенного у выходной апертуры световода, и второго фотоприемника, расположенного в точке, находящейся в плоскости, перпендикулярной к направлению зондирующего излучения и проходящей через входную апертуру световода, и лежащей на расстоянии b от упомянутого направления.
8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что источник зондирующего излучения выполнен в виде импульсного лазера.
9. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее источник зондирующего излучения, фотоприемные средства регистрации отраженного от объекта излучения и средства обработки сигнала, отличающееся тем, что оно снабжено световодом для задержки отраженного от объекта излучения, входная апертура которого расположена в плоскости выходной апертуры источника зондирующего излучения на расстоянии b от направления зондирующего излучения, и блоком управления источником зондирующего излучения, при этом фотоприемные средства регистрации отраженного излучения выполнены в виде первого фотоприемника, размещенного у выходной апертуры световода, и второго фотоприемника, расположенного в плоскости выходной апертуры источника зондирующего излучения и входной апертуры световода на расстоянии b от направления зондирующего излучения; между источником зондирующего излучения и упомянутыми фотоприемниками, с одной стороны, и объектом, с другой стороны, размещен оптический модулятор, выполненный с возможностью обеспечения постоянного доступа зондирующего излучения к объекту и поочередного доступа отраженного излучения к первому и второму фотоприемникам, а средства обработки сигнала включают усилитель, подключенный первым входом к выходу первого фотоприемника, а вторым входом - к выходу второго фотоприемника; инвертор, связанный своим входом с выходом усилителя, а первым выходом - с входом блока управления источником зондирующего излучения, частотомер, вход которого соединен с выходом инвертора, и блок обработки сигнала, подключенный к выходу частотомера.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что световод выполнен в виде оптического волокна.
11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что световод выполнен в виде многомодового оптического волокна.
12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что световод выполнен в виде системы зеркал, расположенных параллельно друг другу с возможностью последовательного отражения излучения.