Me preguntaba cómo los sensores LIDAR pueden medir distancias de menos de 2 mm. No veo cómo pueden hacer eso.
La velocidad de la luz es de 300,000,000 m / s, por lo que el tiempo de ida y vuelta debe estar dentro de los 14ps, lo que está mucho más allá de las capacidades de la electrónica moderna (> 71 GHz).
Entonces cómo lo hacen?
distance
range-detector
Ron Vais
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Respuestas:
A 2 mm, no se utiliza el tiempo de vuelo. La interferometría es. A diferencia del tiempo de vuelo que solo puede determinar realmente la distancia (y la velocidad indirectamente), la interferometría se puede usar para medir muchas otras propiedades y tiene una frecuencia de muestreo mucho más alta. Se han hecho algunas cosas sorprendentes utilizando este principio, incluido LIGO o verificar la influencia de la gravedad de la Tierra en la velocidad de los fotones que viajan hacia y desde la superficie de la Tierra. O espiando a alguien desde fuera de la casa midiendo las vibraciones de algo en la habitación.
La interferometría mide más directamente la velocidad. Es un poco menos sencillo medir la distancia.
Puede jugar con esto usted mismo de manera bastante simple (siempre que tenga un osciloscopio) utilizando la técnica de automezcla que requiere un diodo láser con un diodo de monitor integrado, de lo contrario, necesita una gran cantidad de ópticas costosas que luego lo ponen fuera del alcance de su típico hobbiest.
Es super guay. Deberías probarlo. Los diodos láser necesarios con fotodiodo integrado se pueden comprar por unos pocos dólares (1/10 del precio normal) si observa tiendas electrónicas excedentes como Jameco, en lugar de lugares como Mouser o Digikey. Solo asegúrate de revisar la hoja de datos para asegurarte de que haya un fotodiodo adentro. Tampoco desea un módulo láser que ya esté conectado para monitorear el fotodiodo para mantener una potencia óptica constante, ya que necesita acceso al diodo láser.
Video demostrativo de Layman: https://www.youtube.com/watch?v=MUdro-6u2Zg
Un documento que tiene mucho más sentido después de ver el video si aún no lo sabe: http://sci-hub.tw/http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1464-4258/ 4/6/371 / pdf, que también se puede leer en semanticscholar.org y se paga aquí . Giuliani y col. J. Opt. A: aplicación pura. Optar. 4 (2002) S283 – S294
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Si bien esta respuesta dice "interferómetros", esos solo cuentan franjas, no miden distancias absolutas. Puede mover algo y contar franjas y fracciones de los mismos y decir "se movió en 42 longitudes de onda" y verificar la presión y la humedad del aire y estimar la longitud de onda actual en el aire, pero no puede usar uno para decir que se movió de 2 mm a 2 mm más 42 longitudes de onda.
Hay interferómetros de doble longitud de onda que pueden tratar de resolver esta ambigüedad, pero a menudo hay otras ambigüedades.
Al medir distancias de milímetros a un metro más o menos con un láser, lo que se usa con frecuencia es un sensor de desplazamiento láser . Ese enlace y los tres enlaces a continuación explican el principio.
El rayo láser proporciona un haz de luz colimado y la pureza de la longitud de onda no es de importancia primordial, excepto que puede usar un filtro para bloquear la luz ambiental intensa. Proyecta un punto de aproximadamente 1 mm en su objetivo en una amplia gama de distancias, y utiliza una lente de imagen y un sensor de imagen 1D o 2D desde una posición desviada del haz.
El láser a menudo se pulsa y se pueden restar pares de imágenes "activadas" y "desactivadas" para mejorar aún más el punto del láser en relación con el desorden de imágenes.
El desplazamiento a lo largo del sensor corresponde al desplazamiento lejos de la unidad. Una vez que se pone a cero cuidadosamente, puede apagarlo y luego medir la distancia absoluta a otro objeto, incluso si no hay movimiento. Esto es mucho más útil que contar franjas con un interferómetro, donde siempre debes comenzar desde cero y luego muuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu como rumo hasta alcancelo hasta su posición final, contando franjas todo el tiempo.
Este comentario menciona la tomografía de coherencia, y esa es otra medición de distancia absoluta sin contacto, óptica. Pero generalmente no usa láser.
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