Лазерный измеритель дальности и скорости

Полезная модель относится к измерительной технике и, в частности, к оптоэлектронным устройствам и может быть использована в любой области, где необходимо измерить скорость движущегося объекта и расстояние до него и, в частности, для обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения транспортным средством. Измеритель состоит из дисплея 1, источника лазерного излучения 2, блока питания лазера 3, спектроделителей 4 и 9, разнофокусных многолинзовых объективов 5 и 7, передающего канала 6 и приемного канала 8, фотодиода 10, блока усиления фотодиода 11, блока питания 12, блока электронной обработки информации 13, КМОП-матриц 14 и 15, блоков усиления и обработки сигнала 16 и 17. Предлагаемое устройство дополнительно оснащено вторым телевизионным каналом с КМОП-матрицей и блоком усиления и обработки сигнала, который соединен с блоком обработки информации и жидкокристаллическим экраном, при этом оптическая ось телевизионного канала совмещена с оптической осью передающего канала, а в оптическую систему приемного и передающего каналов встроены спектроделители. Использование единого канала позволяет обеспечить нерасходимость визирного и ИК-каналов независимо от расстояния до транспортного средства. Кроме того, использование визирного канала на КМОП-матрице вместо визуального, а также наличие двух каналов объективов с КМОП-матрицами с разными фокусными расстояниями позволяют вести работу на ближних расстояниях (от 15 м) и реализовать оптическое увеличение изображения, при этом для наведения на объект используется дисплей. В предлагаемом устройстве в качестве приемника отраженного излучения установлен фотодиод, схема питания которого выполнена таким образом, что дает возможность устанавливать оптимальный режим работы прибора при всех изменениях окружающей температуры, засветки и других воздействующих факторов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к измерительной технике и, в частности, к оптоэлектронным устройствам и может быть использована в любой области, где необходимо измерить скорость движущегося объекта и расстояние до него и, в частности, для обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения транспортным средством.

Известно устройство для обнаружения нарушения дорожного движения (патент РФ 2175780), содержащее средство для измерения скорости движения транспортного средства вдоль проезжей части и соединенное с ним средство для фиксации его изображения. Недостатком этого устройства является тот факт, что не обеспечивается точность совмещения измерительной системы с фиксацией изображения.

Известно оптоэлектронное устройство измерения (международная заявка WO 99/17135), обеспечивающее определение скорости транспортного средства, рассчитываемой через измерения, по крайней мере, двух дальностей до транспортного средства через определенное время. Луч лазера удерживается на цели. Транспортное средство проецируется на LCD дисплей, на котором отображаются дата и время. Все эти данные, включая скорость и дальность, фиксируются и могут воспроизводиться. Недостатком этого устройства является тот факт, что возможно расхождение ИК-канала и видимого изображения.

Известно устройство мониторинга городского транспорта (патент США 6304193), представляющее удерживаемый в руках прибор, содержащий блок измерения состояния городского транспорта, в частности, скорости транспортного средства, микрофонных и звуковых шумов или звукорегистрации. Все эти явления регистрируются и представляются в виде документа. Недостатком этого устройства является тот факт, что отсутствует канал видеофиксации измерений.

Наиболее близким аналогом является лазерный измеритель (патент на полезную модель РФ 71792), который содержит визирный канал, передающий канал с источником импульсного лазерного излучения, приемный канал с фотоприемником отраженного излучения, формирующие оптические системы и блок обработки информации, телевизионный канал, совмещенный с осью приемного канала, включающий в себя блок усиления и обработки сигнала с КМОП-матрицей в качестве датчика телевизионного изображения, блок обработки информации и жидкокристаллический экран.

Однако, прибор не обеспечивает достаточной достоверности и надежности измерений дальности и скорости, так как трудно добиться точного совмещения визирного (визуального) и передающего каналов, и возможности читаемости государственного регистрационного знака на ближнем расстоянии (до 50 м).

Задачей, которую решает полезная модель, является создание устройства, которое позволяет достоверно и надежно осуществлять измерения дальности и скорости с фото/видеофиксацией, читать государственный регистрационный знак на ближнем расстоянии (от 15 м до 50 м), в том числе при окружающей температуре от минус 30 до плюс 50°С, с наведением прибора на объект с помощью дисплея и возможностью работы от автономного источника питания.

Поставленная задача решается тем, что лазерный измеритель дальности и скорости дополнительно оснащен вторым телевизионным каналом с КМОП-матрицей и блоком усиления и обработки сигнала, оптическая ось которого совмещена с оптической осью передающего канала. Совмещенный канал соединен с блоком обработки информации и жидкокристаллическим экраном, а в оптическую систему приемного и передающего каналов встроены спектроделители Это позволяет избежать ошибки, которая возникает при расхождении ИК-канала и видимого изображения, следствием чего является несоответствие изображения и нанесенной лазерной метки.

Кроме того, наличие двух каналов объективов с КМОП-матрицами с разными фокусными расстояниями позволяет вести работу на ближних расстояниях (от 15 м) и реализовать оптическое увеличение изображения, при этом для наведения на объект используется дисплей.

В предлагаемом устройстве в качестве приемника отраженного излучения установлен фотодиод, схема питания которого выполнена таким образом, что дает возможность устанавливать оптимальный режим работы прибора при всех изменениях температуры (в пределах от минус 30 до плюс 50°С), засветки и других воздействующих факторов.

Сущность предлагаемой полезной модели иллюстрирует приведенная ниже схема лазерного измерителя дальности и скорости.

Достижение технического результата иллюстрирует описание работы этого устройства, происходящей в следующей последовательности.

Лазерный измеритель дальности и скорости устанавливают на штатив и наводят с помощью дисплея 1 на выбранный участок трассы, и запускают цикл измерения. Измеритель входит в режим измерения и начинает излучать импульсы посредством источника лазерного излучения 2 и блока питания лазера 3. Импульс проходит через спектроделитель 4 и фокусируется короткофокусным многолинзовым объективом 5 передающего канала 6, оптическая ось которого совмещена с оптической осью второго телевизионного канала. Попадая на транспортное средство, импульс лазерного излучения, поступающий от источника лазерного излучения 2, рассеиваясь, отражается в сторону измерителя, проходит через длиннофокусный многолинзовый объектив 7 приемного канала 8, выполняющего функции измерительного и телевизионного каналов, и через спектроделитель 9 поступает на фотодиод 10, усиливается с помощью блока усиления 11, далее через блок питания 12 попадает в блок электронной обработки информации 13, где по типу фотодиода определяется необходимая зависимость напряжения от температуры. Таким образом на фотоприемнике формируется оптимальное напряжение. Измерение дальности до цели сводится к измерению времени распространения лазерного излучения от измерителя до цели и обратно. Скорость определяется путем вычисления приращения расстояния до объекта за определенное время. Вычисление дальности и скорости происходит в блоке электронной обработки информации 13. Одновременно изображение транспортного средства с помощью приемного 8 и передающего 6 каналов фокусируется на КМОП-матрицы 14 и 15, которые преобразуют изображение в цифровой сигнал в блоках усиления и обработки сигнала 16 и 17. Формируемое изображение имеет различное увеличение, и пользователь сам выбирает необходимый вариант. Видеосигнал поступает далее в блок электронной обработки информации 13. Полученное изображение вместе с данными измерения выводится на дисплей 1. Также на дисплее отражается граница области распространения лазерного излучения (лазерная метка).

Измеритель работает в двух режимах измерения - автоматическом и ручном. При превышении транспортным средством установленного порогового значения скорости измеритель в ручном режиме прекращает измерения, фиксирует изображение и формирует прерывистый звуковой сигнал, автоматически сохраняя зафиксированное изображение.

В автоматическом режиме измеритель фиксирует изображение, сохраняет его автоматически, и измеритель продолжает работать в режиме измерения.

Техническим результатом при использовании данной полезной модели является возможность достоверно и надежно осуществлять измерения дальности и скорости с фото/видеофиксацией текущей дорожной обстановки, выводить на фотоизображение значение измеренной скорости и дальности, значение максимально допустимого предела разрешенной скорости на данном участке трассы, даты и времени момента нарушения и лазерной метки. При этом обеспечивается высокое качество изображения за счет оптического зуммирования, а также читаемость государственного регистрационного знака на ближнем расстоянии (от 15 м до 50 м), в том числе при окружающей температуре от минус 30 до плюс 50°С, возможность наведения прибора на объект с помощью дисплея и работы от автономного источника питания.

Кроме того, измеритель имеет дополнительную возможность осуществлять видеосъемку дорожной обстановки.

Предлагаемый измеритель позволяет переписывать в память компьютера сохраненные в памяти измерителя фото- и видеоизображения. Расстояние, при котором качество фотоизображений позволяет обеспечить читаемость государственного регистрационного знака, составляет 15-250 м (при съемке со штатива). Диапазон измеряемых скоростей от 1,5 до 280 км/ч.

1. Лазерный измеритель дальности и скорости транспортных средств, включающий передающий канал с источником импульсного лазерного излучения, приемный канал с фотоприемником отраженного излучения, телевизионный канал, совмещенный с осью приемного канала, включающий в себя блок усиления и обработки сигнала с КМОП-матрицей, объективы оптической системы приемного и передающего каналов, блок обработки информации и жидкокристаллический экран, отличающийся тем, что он дополнительно оснащен вторым телевизионным каналом с КМОП-матрицей и блоком усиления и обработки сигнала, оптическая ось которого совмещена с оптической осью передающего канала, причем в указанных блоках усиления и обработки сигнала изображение преобразуют в цифровой сигнал, который поступает в блок обработки информации и выводится на жидкокристаллический экран, при этом в качестве фотоприемника отраженного излучения установлен фотодиод, соединенный через блок усиления и блок питания с блоком обработки информации, а в оптическую систему приемного и передающего каналов встроены спектроделители.

2. Лазерный измеритель дальности и скорости транспортных средств по п.1, отличающийся тем, что в качестве объективов оптической системы приемного и передающего каналов использованы многолинзовые объективы.

3. Лазерный измеритель дальности и скорости транспортных средств по п.2, отличающийся тем, что в качестве многолинзовых объективов оптической системы приемного и передающего каналов использованы трехлинзовый и четырехлинзовый объективы соответственно.

4. Лазерный измеритель дальности и скорости транспортных средств по п.1, отличающийся тем, что он выполнен моноблочным в форме видеокамеры.