[发明专利]一种用激光对目标物进行定位的装置及方法

说明书

本发明涉及一种用激光对目标物进行定位的装置及方法。该装置包括激光发射器、陀螺仪、激光接收器、距离计算模块和坐标计算模块。本发明首次利用激光分布函数的形式实现水下目标的定位，且与利用传输时间或时间差的传统测量方法不同的是，仅仅利用激光传输的属性进行测量，并借助陀螺仪对目标的连接方向进行微调，使得测量的距离数据准确度高，且可以在激光传输的有效范围内，实现任意距离目标的定位，定位精度高，定位方便，成本低。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种用激光对目标物进行定位的装置及方法。

背景技术

当与水下目标进行通信的时候，可以采用激光通信以提高安全性。

激光通信的前提是要能够对水下目标进行定位。现有的一种对水下目标进行定位的装置及方法是采用将水下目标上浮至接近水面位置，然后释放由电缆或光纤连接的GPS接收器，使GPS接收器的天线浮出水面以接收GPS卫星信号，从而确定水下目标的位置。

上述的现有技术存在的主要问题是：定位的准确性不高。因为定位得到的实际上是水面GPS卫星信号接收器的位置，而不是水下目标的真实位置。

发明内容

针对于上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种用激光对目标物进行定位的装置及方法，以解决现有技术中水下目标定位难以实现且定位精度不高的问题。

本发明的一个实施例是提供一种用激光对目标物进行定位的装置，包括：

激光发射器，其位于水下或浮于水面，所述激光发射器用于向所述水下或水上目标发射激光；

陀螺仪，与所述激光发射器相连接，用于测量所述激光发射器发射激光时的旋转角度；

激光接收器，其安装于所述水下目标上，用于接收激光发射器发射的激光；

距离计算模块，其与激光接收器相连接，用于根据激光接收器接收到的激光的理论分布函数与激光在激光接收器处的实际分布函数值计算激光发射器与目标物之间的距离；以及

坐标计算模块，用于根据所述距离和所述旋转角度，计算所述目标物的坐标位置。

本发明的有益效果为：本发明首次利用激光分布函数实现水下目标的定位，且与利用传输时间或时间差的传统测量方法不同的是仅仅利用激光传输的属性进行测量，并借助陀螺仪对目标的连接方向进行微调，使得测量的距离数据准确度高，且可以在激光传输的有效范围内，实现任意距离目标的定位，定位精度高，定位方便，成本低。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

所述距离计算模块进一步包括：

功率测量模块，用于测量激光在所述激光接收器的接收屏上的功率；

第一判断模块，用于判断所述功率是否超过预先设定的第一门限值；以及

实际分布函数值计算模块，用于当所述功率超过预先设定的第一门限值时，根据所述功率和所述接收屏的面积计算所述激光在所述激光接收器处的实际分布函数值；

第二判断模块，用于判断所述激光发射器发射的激光在激光接收器处的实际分布函数值是否近似相等，所述近似相等即为激光发射器发射的激光在激光接收器处的实际分布函数值的差值是否超过预先设定的第二门限值，所述第二门限值按照以下公式计算得到：

其中，PW1为首次扫描到大于第一门限值的实际分布函数值，PW2为第二次扫描到的大于第一门限值且与PW1近似相等的实际分布函数值，PW_th为阈值精度，取10％；以及