一种用于水下对接的激光导引装置制造方法及图纸

技术编号:13629269 阅读:86 留言:0更新日期:2016-09-02 07:54
本实用新型专利技术公开一种用于水下对接的激光导引装置包括可调制激光模块、平行准直模块、高速二维扫描振镜、中央处理模块和激光接收模块,中央处理模块控制高速二维扫描振镜使可调制激光模块发出的激光形成空间锥形扫描激光束,光电探测器完成对该激光束角度编码的获取,水下航行器端对光电探测器获得的角度编码进行判读后,通过查询预置的信息便可得出相对于对接平台的角度信息,依此角度信息不断调整自身姿态驶向对接平台,完成对接,提高了水下搜索的成功率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种激光导引装置,具体地说是一种用于水下对接的激光导引装置
技术介绍
随着科技的发展,对海洋的开发越来越受到重视,由于受到人生理条件的限制,水下开发的绝大部分工作需借助水下设备完成,水下航行器作为一种必不可少的工具,越来越被重视,具有广泛的应用前景和重要的科研价值。但是受体积和质量限制,水下航行器所携带的能源十分有限,长时间作业时必须与对接平台建立连接以补充能量并交换信息。目前常用的水下对接导引方式有两种,一种是基于声纳的导航——导引——对接一体化方法,这种方法直接利用水下航行器自身的导航设备进行导引定位。虽然这种方法作用距离远,但声纳导引的精度较低,在近距离对接式需要复杂的机械结构来保证对接得可靠性。另一种是基于视觉伺服的导引对接方法,这种方法需要对标志物高质量的成像和高精度数据测量算法等作为技术支撑,故实施成本较高,解算较复杂。因此设计一种灵活、可靠的用于水下对接的激光导引装置是非常必要的,有利于推动海洋开发和水下工程的发展。
技术实现思路
本技术提供的用于水下对接的激光导引装置,能够在水下航行器驶来的方向上产生空间锥形的扫描导引激光束,增大了对水下航行器搜索的成功率,且该导引激光束带有角度编码,水下航行器可通过处理导引激光束的角度编码,
得到其相对于对接平台的空间位置信息,不断调整自身姿态驶向对接平台。为了解决上述的技术问题,本技术采用下述技术方案:该装置包括锥形激光扫描模块和激光接收模块;所述锥形激光扫描模块安装在对接平台上,包含可调制激光模块、平行准直模块、高速二维扫描振镜和中央处理模块,所述平行准直模块同光轴固定安装在可调制激光模块的前方,所述高速二维扫描振镜固定安装在平行准直模块的前方,所述中央处理模块控制可调制激光模块发出带发射角度信息编码的激光束,所述中央处理模块控制高速二维扫描振镜使可调制激光模块发出的激光形成空间锥形扫描激光束。所述激光接收模块固定安装到水下潜器的鼻艏位置,包含由外向内依次同光轴固定安装的光学接收镜头和光电探测器。光电探测器为光电倍增管也可以是光电二极管,完成对导引激光束角度编码的获取。所述可调制激光模块为外调制激光模块,包括由内向外同光轴安装的激光器,和光调制模块,所述中央处理模块控制光调制模块对激光器发出的激光束进行发射角度信息编码;可调制激光模块也可以是内调制激光模块,所述中央处理模块控制可调制激光模块脉冲发光实现激光束发射角度信息编码。采用本技术的有益效果是,采用高速二维扫描振镜产生空间锥形的扫描激光束,提高了搜索的成功率,将导引激光束进行调制使其具有该时刻的发射角度编码信息,在水下航行器中预置导引激光束编码信息所对应的其相对于对接平台的角度,当水下航行器端对获得的导引激光束进行判读后,通过查询预置的信息便可得出相对于对接平台的角度信息,作为调整自身姿态的依据,采用高能的激光束增加了成像的距离和效果。附图说明图1是本技术所述一种用于水下对接的激光导引装置的示意图;图2是本技术所述一种用于水下对接的激光导引装置中可调制激光模块的示意图。图中:1、锥形激光扫描模块 11、可调制激光模块 12、平行准直模块 13、高速二维扫描振镜 14、中央处理模块 111、激光器 112、光调制模块 2、激光接收模块 21、光学接收镜头 22、光电探测器具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。实施例1:在图1中,该装置包括锥形激光扫描模块1和激光接收模块2;所述锥形激光扫描模块1安装在对接平台上,包含外调制激光模块11、平行准直模块12、高速二维扫描振镜13和中央处理模块14,所述平行准直模块12同光轴固定安装在可调制激光模块11的前方,所述高速二维扫描振镜13固定安装在平行准直模块12的前方,外调制激光模块11由内向外同光轴安装的激光器111和光调制模块112组成,所述中央处理模块14控制光调制模块112对激光器111发出的激光束进行发射角度信息编码。所述激光接收模块2固定安装到水下潜器的鼻艏位置,包含由外向内依次同光轴固定安装的光学接收镜头21和光电探测器22。所述中央处理模块14控制外调制激光模块11发出带发射角度信息编码的激光束,所述中央处理模块14控制高速二维扫描振镜13使可调制激光模块11发出的激光形成空间锥形扫描激光束,水下航行器在此范围内便可以接收到该
激光束,光电探测器22完成对该激光束角度编码的获取,在水下航行器中预置导引激光束编码信息所对应的其相对于对接平台的角度,当水下航行器端对光电探测器22获得的角度编码进行判读后,通过查询预置的信息便可得出相对于对接平台的角度信息,依此角度信息不断调整自身姿态驶向对接平台,最终完成对接。实施例2:在图2中,所述可调制激光模块11为内调制激光模块,所述中央处理模块14控制可调制激光模块11脉冲发光实现激光束发射角度信息编码。当水下航行器通过水声导航到水下对接平台区域时,水下对接平台开始对其进行导引,中央处理模块14控制可调制激光模块11发出带发射角度信息编码的激光束并控制高速二维扫描振镜13改变激光束发出角度,不断改变导引激光束的发射角度编码信息和射出角度形成空间的锥形扫描激光束,水下航行器在此范围内便可以接收到该激光束,光电探测器22完成对该激光束角度编码的获取,在水下航行器中预置导引激光束编码信息所对应的其相对于对接平台的角度,当水下航行器端对光电探测器22获得的角度编码进行判读后,通过查询预置的信息便可得出相对于对接平台的角度信息,依此角度信息不断调整自身姿态驶向对接平台,最终完成对接。故本技术能够实现对水下航行器对接的导引任务,且可大幅提高精度和成功率。须陈明,以上所述乃是本技术的较佳实施例,若以本技术的构想所作的改变,其产生的功能作用仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本技术的范围内。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于水下对接的激光导引装置,其特征是:包括锥形激光扫描模块(1)和激光接收模块(2);所述锥形激光扫描模块(1)安装在对接平台上,包含可调制激光模块(11)、平行准直模块(12)、高速二维扫描振镜(13)和中央处理模块(14),所述平行准直模块(12)同光轴固定安装在可调制激光模块(11)的前方,所述高速二维扫描振镜(13)固定安装在平行准直模块(12)的前方,所述中央处理模块(14)控制可调制激光模块(11)发出带发射角度信息编码的激光束,所述中央处理模块(14)控制高速二维扫描振镜(13)使可调制激光模块(11)发出的激光形成空间锥形扫描激光束;所述激光接收模块(2)固定安装到水下潜器的鼻艏位置,包含由外向内依次同光轴固定安装的光学接收镜头(21)和光电探测器(22)。

【技术特征摘要】
1.一种用于水下对接的激光导引装置,其特征是:包括锥形激光扫描模块(1)和激光接收模块(2);所述锥形激光扫描模块(1)安装在对接平台上,包含可调制激光模块(11)、平行准直模块(12)、高速二维扫描振镜(13)和中央处理模块(14),所述平行准直模块(12)同光轴固定安装在可调制激光模块(11)的前方,所述高速二维扫描振镜(13)固定安装在平行准直模块(12)的前方,所述中央处理模块(14)控制可调制激光模块(11)发出带发射角度信息编码的激光束,所述中央处理模块(14)控制高速二维扫描振镜(13)使可调制激光模块(11)发出的激光形成空间锥形扫描激光束;所述激光接收模块(2)固定安装到水下潜器的鼻艏位置,包含由外向内依次同光轴固定安装的光学接收镜头(21)和光电探测器(...

【专利技术属性】
技术研发人员:温亚楠田维坚朱建鑫
申请(专利权)人:青岛市光电工程技术研究院
类型:新型
国别省市:山东;37

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