一種用于水下對接的激光導引裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于水下對接的激光導引裝置包括可調(diào)制激光模塊、平行準直模塊、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，光電探測器完成對該激光束角度編碼的獲取，水下航行器端對光電探測器獲得的角度編碼進行判讀后，通過查詢預置的信息便可得出相對于對接平臺的角度信息，依此角度信息不斷調(diào)整自身姿態(tài)駛向?qū)悠脚_，完成對接，提高了水下搜索的成功率。
【專利說明】
一種用于水下對接的激光導引裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種激光導引裝置，具體地說是一種用于水下對接的激光導引裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，對海洋的開發(fā)越來越受到重視，由于受到人生理條件的限制，水下開發(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，越來越被重視，具有廣泛的應用前景和重要的科研價值。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，長時間作業(yè)時必須與對接平臺建立連接以補充能量并交換信息。目前常用的水下對接導引方式有兩種，一種是基于聲納的導航一一導引一一對接一體化方法，這種方法直接利用水下航行器自身的導航設(shè)備進行導引定位。雖然這種方法作用距離遠，但聲納導引的精度較低，在近距離對接式需要復雜的機械結(jié)構(gòu)來保證對接得可靠性。另一種是基于視覺伺服的導引對接方法，這種方法需要對標志物高質(zhì)量的成像和高精度數(shù)據(jù)測量算法等作為技術(shù)支撐，故實施成本較高，解算較復雜。
[0003]因此設(shè)計一種靈活、可靠的用于水下對接的激光導引裝置是非常必要的，有利于推動海洋開發(fā)和水下工程的發(fā)展。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供的用于水下對接的激光導引裝置，能夠在水下航行器駛來的方向上產(chǎn)生空間錐形的掃描導引激光束，增大了對水下航行器搜索的成功率，且該導引激光束帶有角度編碼，水下航行器可通過處理導引激光束的角度編碼，得到其相對于對接平臺的空間位置信息，不斷調(diào)整自身姿態(tài)駛向?qū)悠脚_。
[0005]為了解決上述的技術(shù)問題，本實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接平臺上，包含可調(diào)制激光模塊、平行準直模塊、高速二維掃描振鏡和中央處理模塊，所述平行準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接收鏡頭和光電探測器。
[0008]光電探測器為光電倍增管也可以是光電二極管，完成對導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)制模塊對激光器發(fā)出的激光束進行發(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)光實現(xiàn)激光束發(fā)射角度信息編碼。
[0010]采用本實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，將導引激光束進行調(diào)制使其具有該時刻的發(fā)射角度編碼信息，在水下航行器中預置導引激光束編碼信息所對應的其相對于對接平臺的角度，當水下航行器端對獲得的導引激光束進行判讀后，通過查詢預置的信息便可得出相對于對接平臺的角度信息，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。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型所述一種用于水下對接的激光導引裝置的示意圖；
[0012]圖2是本實用新型所述一種用于水下對接的激光導引裝置中可調(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、光學接收鏡頭22、光電探測器
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0015]實施例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安裝在對接平臺上，包含外調(diào)制激光模塊11、平行準直模塊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對激光器111發(fā)出的激光束進行發(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接收鏡頭21和光電探測器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，光電探測器22完成對該激光束角度編碼的獲取，在水下航行器中預置導引激光束編碼信息所對應的其相對于對接平臺的角度，當水下航行器端對光電探測器22獲得的角度編碼進行判讀后，通過查詢預置的信息便可得出相對于對接平臺的角度信息，依此角度信息不斷調(diào)整自身姿態(tài)駛向?qū)悠脚_，最終完成對接。
[0020]實施例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)光實現(xiàn)激光束發(fā)射角度信息編碼。
[0022]當水下航行器通過水聲導航到水下對接平臺區(qū)域時，水下對接平臺開始對其進行導引，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，光電探測器22完成對該激光束角度編碼的獲取，在水下航行器中預置導引激光束編碼信息所對應的其相對于對接平臺的角度，當水下航行器端對光電探測器22獲得的角度編碼進行判讀后，通過查詢預置的信息便可得出相對于對接平臺的角度信息，依此角度信息不斷調(diào)整自身姿態(tài)駛向?qū)悠脚_，最終完成對接。故本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對水下航行器對接的導引任務(wù)，且可大幅提高精度和成功率。
[0023]須陳明，以上所述乃是本實用新型的較佳實施例，若以本實用新型的構(gòu)想所作的改變，其產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應在本實用新型的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于水下對接的激光導引裝置，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)安裝在對接平臺上，包含可調(diào)制激光模塊(11)、平行準直模塊(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接收鏡頭(21)和光電探測器(22)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下對接的激光導引裝置，其特征是:所述光電探測器(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接的激光導引裝置，其特征是:所述光電探測器(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接的激光導引裝置，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)對激光器(111)發(fā)出的激光束進行發(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接的激光導引裝置，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)光實現(xiàn)激光束發(fā)射角度信息編碼。
【文檔編號】G05D1/08GK205540283SQ201620113783
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】溫亞楠, 田維堅, 朱建鑫
【申請人】青島市光電工程技術(shù)研究院