一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置包括可調(diào)制激光模塊、平行準(zhǔn)直模塊、高速二維掃描振鏡、中央處理模塊和激光接收模塊，中央處理模塊控制高速二維掃描振鏡使可調(diào)制激光模塊發(fā)出的激光形成空間錐形掃描激光束，光電探測(cè)器完成對(duì)該激光束角度編碼的獲取，水下航行器端對(duì)光電探測(cè)器獲得的角度編碼進(jìn)行判讀后，通過(guò)查詢預(yù)置的信息便可得出相對(duì)于對(duì)接平臺(tái)的角度信息，依此角度信息不斷調(diào)整自身姿態(tài)駛向?qū)悠脚_(tái)，完成對(duì)接，提高了水下搜索的成功率。
【專利說(shuō)明】
一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光導(dǎo)引裝置，具體地說(shuō)是一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，對(duì)海洋的開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到重視，由于受到人生理?xiàng)l件的限制，水下開(kāi)發(fā)的絕大部分工作需借助水下設(shè)備完成，水下航行器作為一種必不可少的工具，越來(lái)越被重視，具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的科研價(jià)值。但是受體積和質(zhì)量限制，水下航行器所攜帶的能源十分有限，長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)時(shí)必須與對(duì)接平臺(tái)建立連接以補(bǔ)充能量并交換信息。目前常用的水下對(duì)接導(dǎo)引方式有兩種，一種是基于聲納的導(dǎo)航一一導(dǎo)引一一對(duì)接一體化方法，這種方法直接利用水下航行器自身的導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)引定位。雖然這種方法作用距離遠(yuǎn)，但聲納導(dǎo)引的精度較低，在近距離對(duì)接式需要復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)保證對(duì)接得可靠性。另一種是基于視覺(jué)伺服的導(dǎo)引對(duì)接方法，這種方法需要對(duì)標(biāo)志物高質(zhì)量的成像和高精度數(shù)據(jù)測(cè)量算法等作為技術(shù)支撐，故實(shí)施成本較高，解算較復(fù)雜。
[0003]因此設(shè)計(jì)一種靈活、可靠的用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置是非常必要的，有利于推動(dòng)海洋開(kāi)發(fā)和水下工程的發(fā)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供的用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置，能夠在水下航行器駛來(lái)的方向上產(chǎn)生空間錐形的掃描導(dǎo)引激光束，增大了對(duì)水下航行器搜索的成功率，且該導(dǎo)引激光束帶有角度編碼，水下航行器可通過(guò)處理導(dǎo)引激光束的角度編碼，得到其相對(duì)于對(duì)接平臺(tái)的空間位置信息，不斷調(diào)整自身姿態(tài)駛向?qū)悠脚_(tái)。
[0005]為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:該裝置包括錐形激光掃描模塊和激光接收模塊；
[0006]所述錐形激光掃描模塊安裝在對(duì)接平臺(tái)上，包含可調(diào)制激光模塊、平行準(zhǔn)直模塊、高速二維掃描振鏡和中央處理模塊，所述平行準(zhǔn)直模塊同光軸固定安裝在可調(diào)制激光模塊的前方，所述高速二維掃描振鏡固定安裝在平行準(zhǔn)直模塊的前方，所述中央處理模塊控制可調(diào)制激光模塊發(fā)出帶發(fā)射角度信息編碼的激光束，所述中央處理模塊控制高速二維掃描振鏡使可調(diào)制激光模塊發(fā)出的激光形成空間錐形掃描激光束。
[0007]所述激光接收模塊固定安裝到水下潛器的鼻艏位置，包含由外向內(nèi)依次同光軸固定安裝的光學(xué)接收鏡頭和光電探測(cè)器。
[0008]光電探測(cè)器為光電倍增管也可以是光電二極管，完成對(duì)導(dǎo)引激光束角度編碼的獲取。
[0009]所述可調(diào)制激光模塊為外調(diào)制激光模塊，包括由內(nèi)向外同光軸安裝的激光器，和光調(diào)制模塊，所述中央處理模塊控制光調(diào)制模塊對(duì)激光器發(fā)出的激光束進(jìn)行發(fā)射角度信息編碼;可調(diào)制激光模塊也可以是內(nèi)調(diào)制激光模塊，所述中央處理模塊控制可調(diào)制激光模塊脈沖發(fā)光實(shí)現(xiàn)激光束發(fā)射角度信息編碼。
[0010]采用本實(shí)用新型的有益效果是，采用高速二維掃描振鏡產(chǎn)生空間錐形的掃描激光束，提高了搜索的成功率，將導(dǎo)引激光束進(jìn)行調(diào)制使其具有該時(shí)刻的發(fā)射角度編碼信息，在水下航行器中預(yù)置導(dǎo)引激光束編碼信息所對(duì)應(yīng)的其相對(duì)于對(duì)接平臺(tái)的角度，當(dāng)水下航行器端對(duì)獲得的導(dǎo)引激光束進(jìn)行判讀后，通過(guò)查詢預(yù)置的信息便可得出相對(duì)于對(duì)接平臺(tái)的角度信息，作為調(diào)整自身姿態(tài)的依據(jù)，采用高能的激光束增加了成像的距離和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型所述一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置的示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型所述一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置中可調(diào)制激光模塊的示意圖。
[0013]圖中:1、錐形激光掃描模塊11、可調(diào)制激光模塊12、平行準(zhǔn)直模塊13、高速二維掃描振鏡14、中央處理模塊111、激光器112、光調(diào)制模塊2、激光接收模塊21、光學(xué)接收鏡頭22、光電探測(cè)器
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]在圖1中，該裝置包括錐形激光掃描模塊I和激光接收模塊2;
[0017]所述錐形激光掃描模塊I安裝在對(duì)接平臺(tái)上，包含外調(diào)制激光模塊11、平行準(zhǔn)直模塊12、高速二維掃描振鏡13和中央處理模塊14，所述平行準(zhǔn)直模塊12同光軸固定安裝在可調(diào)制激光模塊11的前方，所述高速二維掃描振鏡13固定安裝在平行準(zhǔn)直模塊12的前方，夕卜調(diào)制激光模塊11由內(nèi)向外同光軸安裝的激光器111和光調(diào)制模塊112組成，所述中央處理模塊14控制光調(diào)制模塊112對(duì)激光器111發(fā)出的激光束進(jìn)行發(fā)射角度信息編碼。
[0018]所述激光接收模塊2固定安裝到水下潛器的鼻艏位置，包含由外向內(nèi)依次同光軸固定安裝的光學(xué)接收鏡頭21和光電探測(cè)器22。
[0019]所述中央處理模塊14控制外調(diào)制激光模塊11發(fā)出帶發(fā)射角度信息編碼的激光束，所述中央處理模塊14控制高速二維掃描振鏡13使可調(diào)制激光模塊11發(fā)出的激光形成空間錐形掃描激光束，水下航行器在此范圍內(nèi)便可以接收到該激光束，光電探測(cè)器22完成對(duì)該激光束角度編碼的獲取，在水下航行器中預(yù)置導(dǎo)引激光束編碼信息所對(duì)應(yīng)的其相對(duì)于對(duì)接平臺(tái)的角度，當(dāng)水下航行器端對(duì)光電探測(cè)器22獲得的角度編碼進(jìn)行判讀后，通過(guò)查詢預(yù)置的信息便可得出相對(duì)于對(duì)接平臺(tái)的角度信息，依此角度信息不斷調(diào)整自身姿態(tài)駛向?qū)悠脚_(tái)，最終完成對(duì)接。
[0020]實(shí)施例2:
[0021]在圖2中，所述可調(diào)制激光模塊11為內(nèi)調(diào)制激光模塊，所述中央處理模塊14控制可調(diào)制激光模塊11脈沖發(fā)光實(shí)現(xiàn)激光束發(fā)射角度信息編碼。
[0022]當(dāng)水下航行器通過(guò)水聲導(dǎo)航到水下對(duì)接平臺(tái)區(qū)域時(shí)，水下對(duì)接平臺(tái)開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)引，中央處理模塊14控制可調(diào)制激光模塊11發(fā)出帶發(fā)射角度信息編碼的激光束并控制高速二維掃描振鏡13改變激光束發(fā)出角度，不斷改變導(dǎo)引激光束的發(fā)射角度編碼信息和射出角度形成空間的錐形掃描激光束，水下航行器在此范圍內(nèi)便可以接收到該激光束，光電探測(cè)器22完成對(duì)該激光束角度編碼的獲取，在水下航行器中預(yù)置導(dǎo)引激光束編碼信息所對(duì)應(yīng)的其相對(duì)于對(duì)接平臺(tái)的角度，當(dāng)水下航行器端對(duì)光電探測(cè)器22獲得的角度編碼進(jìn)行判讀后，通過(guò)查詢預(yù)置的信息便可得出相對(duì)于對(duì)接平臺(tái)的角度信息，依此角度信息不斷調(diào)整自身姿態(tài)駛向?qū)悠脚_(tái)，最終完成對(duì)接。故本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水下航行器對(duì)接的導(dǎo)引任務(wù)，且可大幅提高精度和成功率。
[0023]須陳明，以上所述乃是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，若以本實(shí)用新型的構(gòu)想所作的改變，其產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書與圖示所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置，其特征是:包括錐形激光掃描模塊(I)和激光接收模塊(2); 所述錐形激光掃描模塊(I)安裝在對(duì)接平臺(tái)上，包含可調(diào)制激光模塊(11)、平行準(zhǔn)直模塊(12)、高速二維掃描振鏡(13)和中央處理模塊(14)，所述平行準(zhǔn)直模塊(12)同光軸固定安裝在可調(diào)制激光模塊(11)的前方，所述高速二維掃描振鏡(13)固定安裝在平行準(zhǔn)直模塊(12)的前方，所述中央處理模塊(14)控制可調(diào)制激光模塊(I I)發(fā)出帶發(fā)射角度信息編碼的激光束，所述中央處理模塊(14)控制高速二維掃描振鏡(13)使可調(diào)制激光模塊(11)發(fā)出的激光形成空間錐形掃描激光束； 所述激光接收模塊(2)固定安裝到水下潛器的鼻艏位置，包含由外向內(nèi)依次同光軸固定安裝的光學(xué)接收鏡頭(21)和光電探測(cè)器(22)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置，其特征是:所述光電探測(cè)器(22)為光電倍增管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置，其特征是:所述光電探測(cè)器(22)為光電二極管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置，其特征是:所述可調(diào)制激光模塊(11)為外調(diào)制激光模塊，包括由內(nèi)向外同光軸安裝的激光器(111)和光調(diào)制模塊(112)，所述中央處理模塊(14)控制光調(diào)制模塊(112)對(duì)激光器(111)發(fā)出的激光束進(jìn)行發(fā)射角度信息編碼。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下對(duì)接的激光導(dǎo)引裝置，其特征是:所述可調(diào)制激光模塊(11)為內(nèi)調(diào)制激光模塊，所述中央處理模塊(14)控制可調(diào)制激光模塊(11)脈沖發(fā)光實(shí)現(xiàn)激光束發(fā)射角度信息編碼。
【文檔編號(hào)】G05D1/08GK205540283SQ201620113783
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日
【發(fā)明人】溫亞楠, 田維堅(jiān), 朱建鑫
【申請(qǐng)人】青島市光電工程技術(shù)研究院