Меня интересуют расстояния в диапазоне 1-5 метров - я видел несколько хитрых трюков для преобразования ширины импульса в напряжение, но нет полных схем. Полосы в ГГц не нужны, так как вы смотрите на изменения задержки фронта импульса. Вы можете купить портативные лазерные рулетки с точностью ~ 2 мм за 100 долларов, и я несколько сомневаюсь, что они с электроникой 300 ГГц внутри.
mikeselectricstuff
5
Все портативные «лазерные» рулетки, которые вы обычно находите, - это рулетка с гидролокатором, к которой прикреплена лазерная указка.
Коннор Вольф
О, это ОТ, но ссылка на вашу страницу профиля пользователя написана с ошибкой, mikeselectricstuff. (И я не могу найти способ отправить сообщение)
Коннор Вольф
3
Весьма вероятно, что любое решение для такого рода вещей будет использовать интерферометрию. Насколько я понимаю, большинство систем измерения «времени пролета» на коротких расстояниях фактически модулируют лазер на высокой частоте и используют разность фаз, генерируемую периодом времени, который требуется лазеру, для прохождения расстояния, чтобы фактически вычислить, как далеко объект далеко.
Коннор Вольф
Ответы:
11
Мне также было интересно, как работают эти доступные устройства.
В поисках «патента лазерного измерения расстояния» я наткнулся: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Обратите внимание, что этот патент был подан еще в 1973 году, поэтому я могу себе представить, что в современных лазерных приборах для измерения расстояния используется какой-то другой метод.
Из того, что я понял, это использование цели в качестве одного из отражателей лазерного резонатора, а затем модулирование лазера, пытающегося найти резонансную частоту, которая, по-видимому, связана с длиной волны электромагнитной волны с этой частотой (например, 1 метр кажется соответствует 150 МГц, что приводит к более «управляемому» частотному диапазону).
Я должен признать, что я не полностью понял детали в патенте.
Я не уверен , хотя , насколько хорошо это на самом деле работает с «реальными поверхностями» ... Я думаю , что , например, поверхность стены в одиночку не отражает достаточно , чтобы поддерживать систему генерации.
РЕДАКТИРОВАТЬ: я нашел еще одну страницу здесь: http://www.acuitylaser.com/resources/principles-measurement.shtml . Глядя на раздел «Время полета», они немного конкретнее: отраженный лазерный свет фокусируется на светодиод, чей (инвертированный) сигнал затем используется для модуляции лазера. Это сформирует генератор. Сдвиг фазы определяется измеряемым расстоянием (кроме фиксированных задержек внутри устройства), поэтому частота этого «генератора» определяется расстоянием и может быть измерена.
(Опять же, время, необходимое для перемещения к объекту, например, на расстояние 1,5 м и обратно, составляет 3 м / 3E8 м / с = 10 нс, что соответствует частоте колебаний 100 МГц).
Я думаю, вы обнаружите, что компонент с частотой 150 МГц не является частью лазера как такового. По-видимому, мощность всего лазера модулируется на этой частоте, и идея состоит в том, чтобы рассматривать оптический путь как линию задержки и использовать эту задержку для установки частоты колебаний. Мертвый умный. Объект на расстоянии 1 м дает 6,667 нс задержки, 150 МГц. Объект на 2 мм дальше, 6,680 нс или 149,7 МГц. Попытка измерить фактическое время полета потребует высокопроизводительной электроники, но превратит ее в генератор, и вы сможете легко отличить 149,7 МГц от 150 МГц. Brilliant!
JustJeff
2
По сути, любая «Лазерная» рулетка, которую вы покупаете в Хоум-депо, на самом деле представляет собой ультразвуковой эхолот с прикрепленной к нему лазерной указкой.
Коннор Вольф
1
Да, есть много дешевых ультразвуков с указателями, но около 100 долларов есть настоящие лазерные, например, от Bosch. Я только что купил один Ebay для расследования.
Ничего себе, эта ясная научная связь совершенно неверна. оконное стекло является модуляция отраженного лазерного света. Это в значительной степени просто фотофон, но с лазером вместо солнца. Движение оконного стекла амплитудно-модулирует принимаемый лазерный свет.
akohlsmith
9
Свяжитесь с Maxim-IC и запросите номер технической документации "HFRD40". Он описывает лазерный дальномер с использованием времени пролета. Просто построить. Он в основном использует преобразователь времени в напряжение (заряжает крышку) для измерения TOF пучка лазерных импульсов (для усреднения шума), а затем использует АЦП для измерения напряжения на крышке. Их технический документ имеет законченный дизайн. Некоторое время назад они прислали мне один из своих испытательных образцов, потому что я искал их для сканирующей лидарной системы, но у меня не хватило времени. Вы можете увидеть дальнейшее обсуждение здесь: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357
Эта техника также работает для одиночного выстрела.
Тим Уиллискрофт
2
Спасибо - в итоге получил этот документ от Максима. Он основан на их чипе MAX3806. Все еще довольно сложный и использует очень короткие 5-ваттные (!) ИК лазерные импульсы. Меня больше всего интересовал внешний интерфейс Rx, так что это полезная отправная точка. Поскольку меня интересуют только более короткие диапазоны, мне интересно, возможен ли более простой подход, поместив путь TOF в контур усилителя, чтобы он колебался с частотой, пропорциональной TOF.
Да, я парень из Максима, который управляет этим продуктом. Пришлите мне электронное письмо по адресу: mike.roberts @ maxim-ic.com, и я перешлю вам этот комплект документов. Майк
На самом деле это более сложная проблема, потому что вам нужно временное разрешение ниже наносекунды, которое будет хорошим по сравнению с интервалами второго масштаба.
Ответы:
Мне также было интересно, как работают эти доступные устройства.
В поисках «патента лазерного измерения расстояния» я наткнулся: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Обратите внимание, что этот патент был подан еще в 1973 году, поэтому я могу себе представить, что в современных лазерных приборах для измерения расстояния используется какой-то другой метод.
Из того, что я понял, это использование цели в качестве одного из отражателей лазерного резонатора, а затем модулирование лазера, пытающегося найти резонансную частоту, которая, по-видимому, связана с длиной волны электромагнитной волны с этой частотой (например, 1 метр кажется соответствует 150 МГц, что приводит к более «управляемому» частотному диапазону).
Я должен признать, что я не полностью понял детали в патенте.
Я не уверен , хотя , насколько хорошо это на самом деле работает с «реальными поверхностями» ... Я думаю , что , например, поверхность стены в одиночку не отражает достаточно , чтобы поддерживать систему генерации.
РЕДАКТИРОВАТЬ: я нашел еще одну страницу здесь: http://www.acuitylaser.com/resources/principles-measurement.shtml . Глядя на раздел «Время полета», они немного конкретнее: отраженный лазерный свет фокусируется на светодиод, чей (инвертированный) сигнал затем используется для модуляции лазера. Это сформирует генератор. Сдвиг фазы определяется измеряемым расстоянием (кроме фиксированных задержек внутри устройства), поэтому частота этого «генератора» определяется расстоянием и может быть измерена.
(Опять же, время, необходимое для перемещения к объекту, например, на расстояние 1,5 м и обратно, составляет 3 м / 3E8 м / с = 10 нс, что соответствует частоте колебаний 100 МГц).
источник
Свяжитесь с Maxim-IC и запросите номер технической документации "HFRD40". Он описывает лазерный дальномер с использованием времени пролета. Просто построить. Он в основном использует преобразователь времени в напряжение (заряжает крышку) для измерения TOF пучка лазерных импульсов (для усреднения шума), а затем использует АЦП для измерения напряжения на крышке. Их технический документ имеет законченный дизайн. Некоторое время назад они прислали мне один из своих испытательных образцов, потому что я искал их для сканирующей лидарной системы, но у меня не хватило времени. Вы можете увидеть дальнейшее обсуждение здесь: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357
источник
Вы можете посмотреть на современное состояние измерения Лунного расстояния http://en.wikipedia.org/wiki/Apache_Point_Observatory_Lunar_Laser-ranging_Operation Я думаю, что эти материалы являются публичной собственностью. Там есть еще одна ссылка на однофотонные лавинные фотодиоды
источник