Interesują mnie odległości w zakresie 1-5 metrów - widziałem kilka ciekawych sztuczek do konwersji szerokości impulsu na napięcie, ale nie mam pełnych schematów. Pasma GHz nie są konieczne, ponieważ patrzysz na zmiany opóźnienia zbocza impulsu. Możesz kupić ręczne mierniki laserowe, które mają dokładność ~ 2 mm za 100 USD, i wątpię, czy zawierają one elektronikę 300 GHz.
mikeselectricstuff
5
Wszystkie powszechnie stosowane przenośne taśmy miernicze „Laser” to taśmy miernicze z przymocowanym do nich wskaźnikiem laserowym.
Connor Wolf,
Och, to OT, ale link do strony profilu użytkownika jest błędnie napisany, mikeselectricstuff. (Odp. Nie mogę znaleźć sposobu na wysłanie wiadomości)
Connor Wolf,
3
Jest bardzo prawdopodobne, że każde rozwiązanie tego rodzaju będzie wykorzystywać interferometrię. Jak rozumiem, większość systemów pomiaru „czasu przelotu” na krótkich odcinkach faktycznie moduluje laser z wysoką częstotliwością i wykorzystuje różnicę faz generowaną przez czas potrzebny na przebycie odległości przez laser, aby obliczyć, w jaki sposób obiekt jest daleko.
Connor Wolf,
Odpowiedzi:
11
Zastanawiałem się również, jak działają te niedrogie urządzenia.
Szukając „patentu na laserowy pomiar odległości” natknąłem się na: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Zauważ, że patent ten został złożony już w 1973 roku, więc mogłem sobie wyobrazić, że dzisiejsze laserowe urządzenia do pomiaru odległości wykorzystują inną metodę.
Z tego, co zrozumiałem, to użycie celu jako jednego z reflektorów wnęki lasera, a następnie modulowanie lasera, próbując znaleźć częstotliwość rezonansową, która wydaje się być związana z długością fali fali elektromagnetycznej o tej częstotliwości (np. 1 metr wydaje się odpowiadają 150 MHz, co sprowadza to do bardziej „możliwego do zarządzania” zakresu częstotliwości).
Muszę jednak przyznać, że nie w pełni zrozumiałem szczegóły w streszczeniu patentowym.
Nie jestem jednak przekonany, jak dobrze to faktycznie działa z „powierzchniami świata rzeczywistego” ... Sądzę, że np. Sama powierzchnia ściany nie jest wystarczająco odblaskowa, aby utrzymać działanie systemu.
EDYCJA: Znalazłem inną stronę tutaj: http://www.acuitylaser.com/resources/principles-measurement.shtml . Patrząc na sekcję „Czas lotu”, są one nieco bardziej szczegółowe: odbite światło lasera jest skupiane na diodzie świetlnej, której (odwrócony) sygnał jest następnie wykorzystywany do modulacji lasera. To utworzy oscylator. Przesunięcie fazowe zależy od mierzonej odległości (oprócz stałych opóźnień wewnątrz urządzenia), więc częstotliwość tego „oscylatora” jest określana przez odległość i może być mierzona.
(Ponownie czas podróży do obiektu w odległości np. 1,5 m iz powrotem wynosi 3 m / 3E8 m / s = 10ns, co odpowiada częstotliwości oscylacji 100 MHz).
Myślę, że przekonasz się, że komponent 150 MHz nie jest częścią lasingu jako takiego. Najwyraźniej moc całego lasera jest modulowana przy tej częstotliwości, a ideą jest potraktowanie ścieżki optycznej jako linii opóźniającej i użycie tego opóźnienia do ustawienia częstotliwości oscylacji. Dead sprytnie. Obiekt oddalony o 1 m daje opóźnienie 6.667ns, 150 MHz. Obiekt 2 mm dalej, 6,680 ns lub 149,7 MHz. Próba zmierzenia rzeczywistego czasu lotu wymagałaby wysokowydajnej elektroniki, ale przekształciła go w oscylator i można łatwo odróżnić 149,7 MHz od 150 MHz. Znakomity!
JustJeff,
2
Zasadniczo każda taśma „laserowa”, którą kupujesz w Home depot, jest w rzeczywistości ultradźwiękowym tropicielem sondy z przyczepionym do niej wskaźnikiem laserowym.
Connor Wolf,
1
Tak - istnieje wiele tanich ultradźwięków ze wskaźnikami, ale przy około 100 USD są prawdziwe laserowe, np. Bosch. Właśnie kupiłem jednego Ebaya do zbadania.
Wow, ten przejrzysty związek naukowy ma całkowicie błędną teorię działania. szyba jest modulowanie odbite światło lasera. To właściwie tylko fotofon, ale z laserem zamiast słońca. Ruch szyby okiennej moduluje amplitudę odbieranego światła laserowego.
akohlsmith,
9
Skontaktuj się z Maxim-IC i poproś o numer białej księgi „HFRD40”. Opisuje dalmierz laserowy wykorzystujący czas lotu. Prosty w budowie. Zasadniczo wykorzystuje przetwornik czasu na napięcie (ładuje nasadkę) do pomiaru TOF wiązki impulsów laserowych (aby uśrednić szum), a następnie używa ADC do pomiaru napięcia na nasadce. Ich biała księga ma kompletny wygląd. Jakiś czas temu wysłali mi jedną ze swoich jednostek testowych, ponieważ chciałem zbudować jedną dla skaningowego systemu lidar, ale zabrakło mi czasu. Więcej dyskusji można znaleźć tutaj: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357
Ta technika działa również w przypadku pojedynczego strzału.
Tim Williscroft
2
Dzięki - w końcu dostałem ten dokument od Maxima. Opiera się na układzie MAX3806. Wciąż dość skomplikowany i wykorzystuje bardzo krótkie 5-watowe (!) Impulsy lasera IR. Najbardziej interesował mnie front-end Rx, więc jest to przydatny punkt wyjścia. Ponieważ interesują mnie tylko krótsze zakresy, zastanawiam się, czy możliwe jest prostsze podejście, umieszczając ścieżkę TOF w pętli wzmacniacza, aby oscylowała przy częstotliwości proporcjonalnej do TOF.
Tak, jestem facetem, który pracuje w Maxim, który zarządza tym produktem. Wyślij mi e-mail na adres: mike.roberts @ maxim-ic.com, a ja przekażę ci ten papier ev kit. Mike
Jest to w rzeczywistości trudniejszy problem, ponieważ potrzebujesz rozdzielczości czasowej poniżej nanosekundy, która byłaby dobra w przypadku zakresów drugiej skali.
Odpowiedzi:
Zastanawiałem się również, jak działają te niedrogie urządzenia.
Szukając „patentu na laserowy pomiar odległości” natknąłem się na: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Zauważ, że patent ten został złożony już w 1973 roku, więc mogłem sobie wyobrazić, że dzisiejsze laserowe urządzenia do pomiaru odległości wykorzystują inną metodę.
Z tego, co zrozumiałem, to użycie celu jako jednego z reflektorów wnęki lasera, a następnie modulowanie lasera, próbując znaleźć częstotliwość rezonansową, która wydaje się być związana z długością fali fali elektromagnetycznej o tej częstotliwości (np. 1 metr wydaje się odpowiadają 150 MHz, co sprowadza to do bardziej „możliwego do zarządzania” zakresu częstotliwości).
Muszę jednak przyznać, że nie w pełni zrozumiałem szczegóły w streszczeniu patentowym.
Nie jestem jednak przekonany, jak dobrze to faktycznie działa z „powierzchniami świata rzeczywistego” ... Sądzę, że np. Sama powierzchnia ściany nie jest wystarczająco odblaskowa, aby utrzymać działanie systemu.
EDYCJA: Znalazłem inną stronę tutaj: http://www.acuitylaser.com/resources/principles-measurement.shtml . Patrząc na sekcję „Czas lotu”, są one nieco bardziej szczegółowe: odbite światło lasera jest skupiane na diodzie świetlnej, której (odwrócony) sygnał jest następnie wykorzystywany do modulacji lasera. To utworzy oscylator. Przesunięcie fazowe zależy od mierzonej odległości (oprócz stałych opóźnień wewnątrz urządzenia), więc częstotliwość tego „oscylatora” jest określana przez odległość i może być mierzona.
(Ponownie czas podróży do obiektu w odległości np. 1,5 m iz powrotem wynosi 3 m / 3E8 m / s = 10ns, co odpowiada częstotliwości oscylacji 100 MHz).
źródło
Skontaktuj się z Maxim-IC i poproś o numer białej księgi „HFRD40”. Opisuje dalmierz laserowy wykorzystujący czas lotu. Prosty w budowie. Zasadniczo wykorzystuje przetwornik czasu na napięcie (ładuje nasadkę) do pomiaru TOF wiązki impulsów laserowych (aby uśrednić szum), a następnie używa ADC do pomiaru napięcia na nasadce. Ich biała księga ma kompletny wygląd. Jakiś czas temu wysłali mi jedną ze swoich jednostek testowych, ponieważ chciałem zbudować jedną dla skaningowego systemu lidar, ale zabrakło mi czasu. Więcej dyskusji można znaleźć tutaj: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357
źródło
Możesz spojrzeć na aktualny stan techniki pomiaru odległości Księżyca http://en.wikipedia.org/wiki/Apache_Point_Observatory_Lunar_Laser-ranging_Operation Myślę, że te materiały są własnością publiczną. Jest tam inne łącze do fotodiod lawinowych pojedynczych fotonów
źródło