Здесь уже было достаточно тем про лазерные дальномеры)) В этой теме я хочу поговорить о технической реализации безотражательного дальномера, т.е. никаких вебок. В простейшем случае - это лазер с фотоприемником. Выстреливаем импульсом и запускаем счетчик. Когда импульс возвращается - тормозим счетчик и выводим значение на экран. Все бы хорошо, только учитывая скорость света, наш счетчик должен генерировать гигагерцовые импульсы чтобы получить разрешения хотя бы в 1м. Есть, конечно, альтернативный вариант - стрелять ультразвуком, но в таком случае сильно падает точность измерения и возможность точного "прицеливания" - так что этот вариант мы здесь даже не рассматриваем. Вернемся к лазеру. Есть мысль перед приемником поставить бипризму френеля, подавать на нее исходный луч вместе с отраженным, и наблюдать интерференционную картину. Анализируя ее, получаем информацию о расстоянии до объекта.
Еще я слышал о фазовом методе локации. Для этого сканирующий луч модулируют синусоидальным сигналом частотой пару десятков МГц, а отраженный луч вместе со сканирующим подают на фазовый детектор. Разность фаз будет показывать расстояние до объекта.
Честно говоря, в этот способ я не въезжаю, хотя знаю, что он реально используется при лазерном дальнометрировании. Или он построен на эффекте доплера? Тогда возможен пеленг только при движущемся объекте...
roboforum.ru
Технический форум по робототехнике.
принцип работы лазерного дальномера
Re: принцип работы лазерного дальномера
С бипризмой не покатит, попробуй поймай зайчик, а еще его надо будет усилить.
А вот с фазовым детектором вполне возможно и получится.
А вот с фазовым детектором вполне возможно и получится.
Re: принцип работы лазерного дальномера
Есть ведь в продаже бытовые дальномеры. У них точность сантиметрами. Надо бы купить один и посмотреть как сделан. Переодически облизываюсь в магазине... Если не повторить так может как-то прикрутить его можно для своих целей.
Re: принцип работы лазерного дальномера
Ошибочка - точность у них миллиметры! Но цены... 
Ну так я и думал:
Ну так я и думал:
Принцип работы лазерного дальномера (лазерной рулетки, как его еще называют) состоит в том, что прибор измеряет сдвиг фазы отраженного сигнала, источником которого является полупроводниковый лазер
Re: принцип работы лазерного дальномера
Strijar писал(а):Ошибочка - точность у них миллиметры! Но цены...
Ну так я и думал:Принцип работы лазерного дальномера (лазерной рулетки, как его еще называют) состоит в том, что прибор измеряет сдвиг фазы отраженного сигнала, источником которого является полупроводниковый лазер
гдето...
пока шарился по сэмплам
встречал спец микрухи высокоскоростные как раз для этих делов
там всё ацки сложно и быстро
с сантиметровой точностью это бытовые дальномеры ультразвуковые
они по габаритам как и оптические но конечно точность меньше и удобство
зато и цена ниже
Re: принцип работы лазерного дальномера
Я тут накопал довольно много инфы по лазерным дальномерам.
Вот что я узнал. Дальномеры, как измерительные приборы, существуют отдельно и в составе других, более сложных приборов (тахеометры, теодолиты).
Все они применяются в строительстве, геодезии, картографии, и т.д.
Промышленные Дальномеры делают двух типов: импульсные и фазовые.
Импульсные измеряют время прохождения импульса влоб, поэтому они применяются для измерения больших расстояний (порядка 6-7км) и точность у них тем выше, чем больше измеряемое расстояние. В них ставят импульсные лазеры класса 3R - к которым допускают только специально обученный персонал))
Фазовые лазеры измеряют время через разность фаз. У них выше точность, которая не зависит от расстояния. Но максимальное расстояние меньше чем у импульсных, т.к. лазер здесь работает в постоянном режиме.
Про Тахеометры хочу сказать отдельно.
По сути это многофункциональный комплекс для геодезических измерений. Кроме дальномера в него входит теодолит(измерение углов), визир. Меня он заинтересовал как возможность построения трехмерной модели местности. Но все же промышленные тахеометры (кстати, взгляните на их цены - от 100 до хххх тыс.р.
) неспособны "выстреливать" своим дальномером чтобы сканировать местность - время измерения у них не больше 0.4 с !
Ссылки по теме:
Вот что я узнал. Дальномеры, как измерительные приборы, существуют отдельно и в составе других, более сложных приборов (тахеометры, теодолиты).
Все они применяются в строительстве, геодезии, картографии, и т.д.
Промышленные Дальномеры делают двух типов: импульсные и фазовые.
Импульсные измеряют время прохождения импульса влоб, поэтому они применяются для измерения больших расстояний (порядка 6-7км) и точность у них тем выше, чем больше измеряемое расстояние. В них ставят импульсные лазеры класса 3R - к которым допускают только специально обученный персонал))
Фазовые лазеры измеряют время через разность фаз. У них выше точность, которая не зависит от расстояния. Но максимальное расстояние меньше чем у импульсных, т.к. лазер здесь работает в постоянном режиме.
Про Тахеометры хочу сказать отдельно.
По сути это многофункциональный комплекс для геодезических измерений. Кроме дальномера в него входит теодолит(измерение углов), визир. Меня он заинтересовал как возможность построения трехмерной модели местности. Но все же промышленные тахеометры (кстати, взгляните на их цены - от 100 до хххх тыс.р.
) неспособны "выстреливать" своим дальномером чтобы сканировать местность - время измерения у них не больше 0.4 с !Ссылки по теме:
Re: принцип работы лазерного дальномера
Принесли сейчас каталог с дальномерами Bosh, вот и заинтересовался
Модулировать лазер мне не улыбается. Но, при ботовских расстояниях можно попробовать фокусировать и модулировать обычный ИК диод. А фазу этих 38кГц отлавливать тем же TSOP'ом. Кто что думает?
При фазовом методе дальнометрирования лазерное излучение модулируется по синусоидальному закону с помощью модулятора (электрооптического кристалла, изменяющего свои параметры под воздействием электрического сигнала). Обычно используют синусоидальный сигнал с частотой 10...150 МГц (измерительная частота). Отраженное излучение попадает в приемную оптику и фотоприемник, где выделяется модулирующий сигнал. В зависимости от дальности до объекта изменяется фаза отраженного сигнала относительно фазы сигнала в модуляторе. Измеряя разность фаз, определяют расстояние до объекта.
Модулировать лазер мне не улыбается. Но, при ботовских расстояниях можно попробовать фокусировать и модулировать обычный ИК диод. А фазу этих 38кГц отлавливать тем же TSOP'ом. Кто что думает?
Re: принцип работы лазерного дальномера
Идея бредовая. Это очевидно если понимать взаимосвязь между длиной волны, расстоянием и фазой. Чтобы на таких частотах получить точность порядка 1 метра, надо измерять время с точностью порядка 3нс.
Re: принцип работы лазерного дальномера
Тут есть еще одна беда - стабильность генератора и отношение сигнал/шум для принимаемого сигнала.
Но ведь делают же люди. =)
Но ведь делают же люди. =)
Re: принцип работы лазерного дальномера
На 38 кГц? Не верю.
Re: принцип работы лазерного дальномера
Нет, на ту частоту с которой уже можно что-то мерить. На 38кГц ничего померять нельзя. Частота я думаю должна быть десятки мегагерц.
Re: принцип работы лазерного дальномера
А от шума хорошо помогает усреднение. А фазовый детектор хорошо умеет ловить небольшие изменения фазы. Так что, взяв например генератор на 10 МГц (длина волны 30 М, четверть волны - 7.5 метра, расстояние до препятствия 3.75 м) с 2 выходами со сдвигом 90 градусов, подав один выход на лазер, а второй - на ФД, на второй вход ФД сигнал с приемника, получим что напряжение на выходе ФД будет меняться от нуля до максимума на расстоянии от 0 до 3.75 м. Зависимость будет синусоидальная, это значит на 3.75 метра чувствительность будет никакая, а вот от 0 до 2 метров - нормальная. И точность измерения будет определяться точностью генератора и ФД. Удастся получить 0.5% - будет 1 см. Шум? Так усреднить за 0.1 сек простым ФНЧ - это миллион периодов.
Главная задача - сделать генератор с хорошей точностью генерации двух сигналов, сдвинутых на 90 градусов.
Щас идейка пришла - а ведь нам синус не особо нужен, можно валить и на лазер, и на ФД прямоугольник, с ним даже линейность повысится, и вообще всю эту фигню на быстрой логике сделать. Кварцевый генератор, два делителя пополам на счетных триггерах - вот вам генератор. С него один сигнал на лазер, второй на ФД на элементе XOR. На второй вход XOR - сигнал с усилителя фотодиода. На выходе XOR - ФНЧ и с него сигнал на АЦП.
Добавлено спустя 3 минуты 51 секунду:
А - ну еще потом откалибровать это все надо будет, бо нелинейность и смещение будет полюбому. Лишь бы от температуры и питания это смещение не плавало. Но от этого можно защититься, подавая на тот же ФД свой собственный сигнал.
А, еще на усилителе приемника фазовый сдвиг будет. Тоже надо аккуратно с ним быть.
Главная задача - сделать генератор с хорошей точностью генерации двух сигналов, сдвинутых на 90 градусов.
Щас идейка пришла - а ведь нам синус не особо нужен, можно валить и на лазер, и на ФД прямоугольник, с ним даже линейность повысится, и вообще всю эту фигню на быстрой логике сделать. Кварцевый генератор, два делителя пополам на счетных триггерах - вот вам генератор. С него один сигнал на лазер, второй на ФД на элементе XOR. На второй вход XOR - сигнал с усилителя фотодиода. На выходе XOR - ФНЧ и с него сигнал на АЦП.
Добавлено спустя 3 минуты 51 секунду:
А - ну еще потом откалибровать это все надо будет, бо нелинейность и смещение будет полюбому. Лишь бы от температуры и питания это смещение не плавало. Но от этого можно защититься, подавая на тот же ФД свой собственный сигнал.
А, еще на усилителе приемника фазовый сдвиг будет. Тоже надо аккуратно с ним быть.
Re: принцип работы лазерного дальномера
остаётся один вопрос
почему до сих пор нет в природе дешового(до 600р.) лазерного дальномера с дальностью до 3х метров?
мб всёже есть какието трудности?
почему до сих пор нет в природе дешового(до 600р.) лазерного дальномера с дальностью до 3х метров?
мб всёже есть какието трудности?
Re: принцип работы лазерного дальномера
Вот и мне так кажется. Чтобы точно измерить нужно иметь длину волны соизмеримую с расстоянием, а это слишком высокие частоты. Во всяком случае для прямой модуляции ИК диодаИдея бредовая. Это очевидно если понимать взаимосвязь между длиной волны, расстоянием и фазой.
Re: принцип работы лазерного дальномера
Да и приемничек может не справиться... =)