[发明专利]一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置及探测方法在审
申请号: | 201811358194.7 | 申请日: | 2018-11-15 |
公开(公告)号: | CN109343073A | 公开(公告)日: | 2019-02-15 |
发明(设计)人: | 王鹏飞 | 申请(专利权)人: | 北京遥感设备研究所 |
主分类号: | G01S17/58 | 分类号: | G01S17/58;G01S7/481;G01P3/68 |
代理公司: | 中国航天科工集团公司专利中心 11024 | 代理人: | 张镇 |
地址: | 100854*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 条纹板 发射光学系统 光电探测器 信号处理器 光电流 高速磁悬浮列车 激光探测装置 接收光学系统 磁悬浮列车 光纤传输 速度测量 暗条纹 明条纹 调制 行进 激光器输出激光 电磁屏蔽盒 调制频率 反射激光 光电转换 光线会聚 激光扩束 交替频率 明暗条纹 激光器 发散角 推算 照射 探测 传输 发射 | ||
1.一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,包括:激光器(1),发射光学系统(2),接收光学系统(3),光电探测器(4),信号处理器(5),电磁屏蔽盒(6),还包括:条纹板(7),用于设置在磁悬浮列车上;
其特征在于,所述的条纹板(7),包括:暗条纹(8)和明条纹(9);
激光器(1)与发射光学系统(2)通过光纤连接,接收光学系统(3)与光电探测器(4)通过光纤连接,信号处理器(5)通过线缆与光电探测器(5)连接;
所述激光探测装置计算出磁悬浮列车的行进速度。
2.根据权利要求1所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,所述的激光器(1)为近红外波段半导体激光二极管。
3.根据权利要求1所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,所述的光电探测器(4)为硅光电二极管。
4.根据权利要求1所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,所述激光探测装置计算磁悬浮列车的行进速度:激光器(1)输出激光通过光纤传输至发射光学系统(2),发射光学系统(2)将激光扩束后发射出去照射条纹板(7);磁悬浮列车行进时,条纹板(7)的暗条纹(8)、明条纹(9)依次交替反射激光形成被调制的光信号,所述光信号进入接收光学系统(3)发生光线会聚之后传输至光电探测器(4),光电探测器(4)完成光电转换产生被调制的光电流,光电流传输至信号处理器(5),信号处理器(5)判别光电流调制频率,从而利用下式计算出磁悬浮列车的行进速度:
列车行进速度V的计算公式为:V=2d×f,
d为条纹宽度,f为光电流调制频率。
5.根据权利要求4所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,所述光电流调制频率是条纹板明暗条纹的交替频率。
6.根据权利要求1或4所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,所述的暗条纹(8)为低反光材料。
7.根据权利要求1或4所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,所述的明条纹(9)为高反光材料。
8.根据权利要求1或4所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,激光器(1),光电探测器(4)和信号处理器(5)固定安装在电磁屏蔽盒(6)内。
9.根据权利要求8所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,电磁屏蔽盒(6)为金属盒。
10.根据权利要求1或4所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,发射光学系统(2)、接收光学系统(3)放置于电磁屏蔽盒(6)外。
11.根据权利要求1或4所述的一种用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置,其特征在于,条纹板(7)固定安装在磁悬浮列车上,暗条纹(8)和明条纹(9)的宽度相同。
12.一种根据权利要求1所述的用于高速磁悬浮列车速度测量的激光探测装置的探测方法,其特征在于,所述激光探测装置计算磁悬浮列车的行进速度:激光器(1)输出激光通过光纤传输至发射光学系统(2),发射光学系统(2)将激光扩束后发射出去照射条纹板(7);磁悬浮列车行进时,条纹板(7)的暗条纹(8)、明条纹(9)依次交替反射激光形成被调制的光信号,所述光信号进入接收光学系统(3)发生光线会聚之后传输至光电探测器(4),光电探测器(4)完成光电转换产生被调制的光电流,光电流传输至信号处理器(5),信号处理器(5)判别光电流调制频率,从而利用下式计算出磁悬浮列车的行进速度:
列车行进速度V的计算公式为:V=2d×f,
d为条纹宽度,f为光电流调制频率。
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