УДК: 535.31, 681.7 53.082.5

Выбор сканера для лазерной локационной системы

Артамонов С.И., Грязнов Н.А., Купренюк В.И., Романов Н.А., Соснов Е.Н.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Артамонов С.И., Грязнов Н.А., Купренюк В.И., Романов Н.А., Соснов Е.Н. Выбор сканера для лазерной локационной системы // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 9. С. 51–59.

Artamonov S.I., Gryaznov N.A., Kuprenyuk V.I., Romanov N.A., Sosnov E.N. Selection of scanners for use in lidar systems [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2016. V. 83. № 9. P. 51–59.

Ссылка на англоязычную версию:

S. I. Artamonov, N. A. Gryaznov, V. I. Kuprenyuk, N. A. Romanov, and E. N. Sosnov, "Selection of scanners for use in lidar systems," Journal of Optical Technology. 83(9), 549-555 (2016). https://doi.org/10.1364/JOT.83.000549

Аннотация:

Проведен сравнительный анализ параметров сканеров трех типов для лазерных локационных систем, предназначенных для определения рельефа с целью обеспечения безопасной посадки космических аппаратов на поверхность космического объекта. Рассмотрены следующие схемы двухкоординатного сканирования: сканер проходного типа на основе вращающихся клиньев (сканер Рисли), сканер с 12-гранной призмой строчной развертки и кадровым дефлектором на основе одноосного качающегося зеркала, сканер на основе качающегося зеркала в двухосевом кардановом подвесе. Проведены расчеты траекторий сканирования и оценки необходимой программной коррекции координат пучка в предметной плоскости по отношению к координатам, соответствующим измеряемым углам отклонения дефлекторов системы сканирования.

Ключевые слова:

лазерная локация, траектория сканирования, искажения растра, компенсация искажений траектории сканирования, управление частотой лазерных импульсов

Благодарность:

Статья подготовлена при финансовой поддержке прикладных научных исследований Министерством образования и науки Российской Федерации (Соглашение от 08.07.2014 г. № 14.575.21.0055, уникальный идентификатор прикладных научных исследований RFMEFI57514X0055).

Коды OCIS: 280.3640

Список источников:

1. Старовойтов Е.И. Бортовые лазерные локационные системы космических аппаратов: Учебное пособие. Королев: ОАО “РКК “Энергия”, 2015. 120 с.
2. Pfennigbauer M., Ullrich A., do Carmo J.P. High precision, accuracy, and resolution of 3D laser scanner employing pulsed time-of-flight measurement // Proc. SPIE. 2011. V. 8037. P. 803708–803715.
3. Christian J., Hinkel H., D’Souza C., Maguire S., Patangan M. The Sensor Test for Orion RelNav Risk Mitigation (STORRM) Development Test Objective // Proc. AIAA Guidance, Navigation, and Control Conf. Portland, 2011. P. 21–40.
4. do Carmo J.P., Moebius B., Pfennigbauer M., Bond R., Bakalski I., Foster M., Bellis S., Humphries M., Fisackerly R., Houdou B. Imaging LIDARs for space applications // Proc. SPIE. 2008. V. 7061. P. 70610J-1–70610J-12.
5. Dissly R.W., Weimer C., Masciarelli J., Weinberg J., Miller K.L., Rohrschneider R. Flash lidars for planetary missions // Proc. International Workshop on Instrumentation for Planetary Missions. 2012. P. 1–10.
6. Albota M.A., Aull B.F., Fouche D.G., Heinrichs R.M., Kocher D.G., Marino R.M., Mooney J.G., Newbury N.R., O’Brien M.E., Player B.E., Willard B.C., Zayhowski J.J. Three-dimensional imaging laser radars with Geigermode avalanche photodiode arrays // Lincoln Laboratory Journal. 2002. V. 13. P. 351–370.
7. Halmos M.J., Jack M., Asbrock J., Anderson C., Bailey S.L., Chapman G., Gordon E., Herning P.E., Kalisher M.H., Klaras L.F., Kosai K., Liquori V., Pines M., Randall V., Reeder R., Rosbeck J.P., Sen S., Trotta P.A., Wetzel P., Hunter A.T., Jensen J.E., DeLyon, Charlie W., Trussell T.J., Hutchinson J.A.,
Balcerak R.S. 3-D flash lidar at Raytheon // Proc. SPIE. 2001. V. 4377.
8. RIEGL VQ-820-G. Data sheet. 2014.
9. Kameyama S., Imaki M., Tamagawa Y., Akino Y., Hirai A., Ishimura E., Hirano Y. 3D imaging LIDAR with linear array devices: Laser, detector and ROIC // Proc. SPIE. 2009. V. 7382. P. 738209–738216.
10. Marino R.M., Davis W.R. Jr. Jigsaw: A foliage-penetrating 3D imaging laser radar system // Lincoln Laboratory Journal. 2005. V. 15. № 1. P. 23–36.
11. Грязнов Н.А., Купренюк В.И., Соснов Е.Н. Лазерная информационная система обеспечения сближения и стыковки космических аппаратов // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 5. С. 27–34.
12. Ларченко Ю.В., Леонов А.М., Жук С.М. Современные сканирующие системы на основе электромеханических дефлекторов света // Журнал Лазер-информ. 2003. № 9–10. С. 8–12.
13. Грязнов Н.А., Панталеев С.М., Иванов А.Е., Куликов Д.С. Высокопроизводительный метод измерений координат объектов в условиях космического пространства // Научно-техн. ведомости СПбГПУ. Математические методы. Моделирование. Экспериментальные исследования. 2013. № 2 (171). С. 197–202.
14. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Л.: Машиностроение, 1977. 600 с.
15. Родионов С.А. Основы оптики. Конспект лекций. СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2000. 173 c.
16. Michel K., Ullrich A. Scanning time-of-flight laser sensor for rendezvous manoeuvres // Proc. 8th ESA Workshop on Advanced Space Technologies for Robotics and Automation. 2004. P. 1–6.
17. Liadsky J. Recent advancements in commercial LIDAR mapping and imaging systems // NPS Lidar Workshop. 2007. P. 1–41.
18. Панов В.А., Кругер М.Я., Кулагин В.В., Погарев Г.В., Левинзон А.М., Долинский И.М., Михайлов Н.А., Резницкий Б.Г., Калинин М.И., Рагузин Р.М. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Л.: Машиностроение, 1980. 742 c.