Зрительные оптико-электронные навигационные комплексы на основе полупроводниковых источников света

• Автор: Васильев, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 301 с. : ил.

ф Глава первая. Анализ литературных данных характеристик источников света

и их применение в зрительных навигационных системах

1.1. Применение ламп и суперярких светодиодов

1.2. Применение лазерных источников света

1.3. Применение полупроводниковых источников света: лазера с накачкой сканирующим электронным пучком и суперярких светодиодов
Глава вторая. Метод расчета параметров диаграммы направленности монохроматического светового поля

2.1. Уравнение Аллара

2.2. Разработка метода расчета параметров диаграммы направленности монохроматического светового поля
2.3. Расчет параметров диаграммы направленности монохроматического светового поля зрительного оптико - электронного навигационного комплекса на основе полупроводникового лазера с накачкой сканируюф щим электронным пучком
2.4. Расчет параметров диаграммы направленности монохроматического светового поля зрительного оптико - электронного навигационного

комплекса на основе суперярких светодиодов

2.5 Определение параметров переходного сектора
® Глава третья. Метод построения зрительного оптико - электронного
навигационного комплекса на основе полупроводникового лазера с накачкой сканирующим электронным пучком

3.1. Анализ методов построения зрительного навигационного комплекса
3.2. Разработка канала наблюдения
Глава четвертая. Метод построения зрительного оптико - электронного навигационного комплекса на основе суперярких светодиодов
Глава IIятая. Создание и внедрение зрительных оптико - электронных навигационных комплексов
5.1. Навигационный комплекс на основе полупроводникового лазера с накачкой сканирующим электронным пучком
5.2. Навигационный комплекс на основе суперярких светодиодов
5.3. Результаты проведения натурных исследований зрительных оптико -электронных навигационных комплексов
5.3.1. Результаты исследований комплекса на основе полупроводникового лазера
5.3.2. Навигационный комплекс на основе суперярких светодиодов
Заключение (основные результаты и выводы)
Список литературы
Приложение
Приложение

Введение Актуальность работы
Развитие средств зрительной навигации зависит от совершенствования применяемых для их создания источников света. Со второй половины XX века и до настоящего времени применялись, в основном, различные типы электрических ламп. Начиная с 60 - х годов, ведутся работы по использоваию для этих целей лазерных источников света, а в последнее десятилетие - полупроводнковых суперярких светодиодов. Первый лазерный маяк был испытан в 1965 году в порту Карумба (Кливленд, Австралия).
Свойства лазерного излучения, определяющие предпочтительность его использования в средствах зрительной навигации по сравнению с электрическими лампами, следующие: высокая степень монохроматичности, спектральная яркость и малая угловая расходимость пучка излучения.
Конструкции лазерных маяков, обеспечивающих визуальную ориентацию по прямому излучению, предусматривают применение:
- дефлекторов (маяки «Анемон», 1990 г. и «Анемон - 2», 2000 г., Московской государственной академии водного транспорта);
- механических модуляторов (отечественный маяк ЛСУ - 56, 80-е годы и маяки фирмы DessaSurwey Limited, 1972 г.);
- диспергирующих оптических систем (лазерный створный маяк, порт РоттерГлава

T0L[yx ,vy } , Фос[ух yV,') - МПФ (модуляционная передаточная функция) и ФПФ (функция передачи фазы) оптической системы;
Tv.a{yx >vy ) « Фр.а(У* >уу ) ' МПФ (модуляционная передаточная
функция) и ФПФ (функция передачи фазы) рассеивающей (аэрозольной) атмосферы;
TmXv* ’УУ ) ’ фтХ?х *vr') * МПФ (модуляционная передаточная
функция) и ФПФ (функция передачи фазы) турбулентной атмосферы.
Распределение освещенности в плоскости расположения зрачка глаза наблюдателя определяется обратным преобразованием Фурье от спектра изображения.
Распределение освещенности в плоскости наблюдателя (плоскости построения изображения) определяется выражением [10, 11]:
| 00 00 f V ,
E,(x„y„d,) = ПГ J JSvx ,vy Jexp|
I -CO
где d, - длина трассы (расстояние от оптической системы до плоскости расположения наблюдателя - плоскости построения изображения) (м).
Выражение (2.38), полученная на основе выражений (2.4) -ь (2.33) и (2.35) -Ц2.37), используется при расчетах параметров диаграмм направленности монохроматических световых полей. Контур визуально воспринимаемого светового поля представляет собой место в пространстве, характеризующееся снижением освещенности зрачка глаза наблюдателя до порогового уровня, определяемого условиями наблюдения. Процесс построения контура светового поля по распределениям освещенности в плоскостях, перпендикулярных оптической оси навигационного комплекса, рассчитанным по выражению (2.38), представлен на рисунке 2-4.
Т-Ч

+ У у у,-
d,.
dvxdv . (2.38)