Estoy interesado en distancias en el rango de 1 a 5 metros: he visto algunos buenos trucos para la conversión de ancho de pulso a voltaje, pero no hay esquemas completos. Los anchos de banda de GHz no son necesarios ya que está viendo cambios en el retraso del borde del pulso. Puede comprar cintas métricas láser de mano que tienen una precisión de ~ 2 mm por $ 100, y dudo un poco que tengan componentes electrónicos de 300 GHz en su interior.
mikeselectricstuff
55
Todas las cintas métricas "láser" de mano que se encuentran comúnmente son una cinta métrica de sonda con un puntero láser pegado.
Connor Wolf
Oh, es OT, pero el enlace de la página web de tu perfil de usuario está mal escrito, mikeselectricstuff. (Respuesta: No puedo encontrar ninguna manera de enviar un PM)
Connor Wolf
3
Es muy probable que cualquier solución para este tipo de cosas utilice interferometría. Según tengo entendido, la mayoría de los sistemas de medición de "Tiempo de vuelo" de corta distancia en realidad modulan el láser a una frecuencia alta, y usan la diferencia de fase generada por el período de tiempo que tarda el láser en recorrer la distancia para calcular realmente cómo lejos el objeto está lejos.
Connor Wolf
Respuestas:
11
También me preguntaba cómo funcionan estos dispositivos asequibles.
Buscando la 'patente de medición de distancia láser' me encontré con: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Tenga en cuenta que esta patente ya se presentó en 1973, por lo que me imagino que los dispositivos de medición de distancia láser actuales utilizan algún otro método.
Por lo que entendí es que esto usa el objetivo como uno de los reflectores de la cavidad del láser y luego modula el láser tratando de encontrar una frecuencia de resonancia que parece estar relacionada con la longitud de onda de una onda electromagnética con esta frecuencia (por ejemplo, 1 metro parece corresponde a 150 MHz, reduciéndolo a un rango de frecuencia más 'manejable').
Sin embargo, tengo que admitir que no entendí completamente los detalles en el resumen de la patente.
Sin embargo, no estoy convencido de lo bien que esto realmente funciona con las 'superficies del mundo real' ... Creo que, por ejemplo, una superficie de pared por sí sola no es lo suficientemente reflectante para mantener el sistema en funcionamiento.
EDITAR: Encontré otra página aquí: http://www.acuitylaser.com/resources/principles-measurement.shtml . Mirando la sección 'Tiempo de vuelo', son un poco más específicos: la luz láser reflejada se enfoca en un diodo luminoso cuya señal (invertida) se usa para modular el láser. Esto formará un oscilador. El cambio de fase está determinado por la distancia a medir (aparte de los retrasos fijos dentro del dispositivo), por lo que la frecuencia de este 'oscilador' está determinada por la distancia y puede medirse.
(Nuevamente, el tiempo que lleva viajar a un objeto, por ejemplo, a una distancia de 1,5 my hacia atrás es de 3 m / 3E8 m / s = 10 ns, que corresponde a una frecuencia de oscilación de 100 MHz).
Creo que encontrarás que el componente de 150MHz no es parte del láser como tal. Aparentemente, la potencia de todo el láser se modula a esa frecuencia, y la idea es tratar la ruta óptica como una línea de retardo y usar ese retardo para establecer una frecuencia de oscilación. Muerto inteligente. Un objeto a 1 m de distancia da 6.667ns de retraso, 150MHz. Un objeto 2 mm más lejos, 6.680 ns, o 149.7MHz. Intentar medir el tiempo real de vuelo requeriría electrónica de alto rendimiento, pero convertirlo en un oscilador, y puede distinguir fácilmente 149.7MHz de 150MHz. ¡Brillante!
JustJeff
2
Básicamente, cualquier cinta métrica "láser" que compre en Home Depot es en realidad un sonar ultrasónico con un puntero láser pegado.
Connor Wolf
1
Sí, hay muchos ultrasonidos baratos con punteros, pero a alrededor de $ 100 hay algunos láser reales, por ejemplo, de Bosch. Acabo de comprar un Ebay para investigar.
Wow, ese lúcido vínculo científico tiene la teoría de la operación completamente equivocada. El cristal de la ventana está modulando la luz láser reflejada. Es prácticamente un fotófono, pero con un láser en lugar del sol. El movimiento del cristal de la ventana modula la amplitud de la luz láser recibida.
akohlsmith
9
Póngase en contacto con Maxim-IC y solicite su número de documento técnico "HFRD40". Describe un telémetro láser que utiliza el tiempo de vuelo. Fácil de construir. Básicamente, utiliza un convertidor de tiempo a voltaje (cargue una tapa) para medir el TOF de un grupo de pulsos láser (para promediar el ruido) y luego usa un ADC para medir el voltaje en la tapa. Su documento técnico tiene un diseño completo. Me enviaron una de sus unidades de prueba hace un tiempo, porque estaba buscando construir uno para un sistema lidar de escaneo, pero se me acabó el tiempo. Puede ver más discusión aquí: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357
Esta técnica también funciona para el rango de disparo único.
Tim Williscroft el
2
Gracias, finalmente obtuve este documento de Maxim. Se basa en su chip MAX3806. Sigue siendo bastante complejo y utiliza pulsos láser IR muy cortos de 5 vatios (!). Estaba principalmente interesado en el front-end de Rx, por lo que este es un punto de partida útil. Como solo estoy interesado en rangos más cortos, me pregunto si es posible un enfoque más simple al poner la ruta TOF en el bucle de un amplificador, para que oscile a una frecuencia proporcional a TOF.
Sí, soy el tipo que trabaja en Maxim que administra este producto. Envíeme un correo electrónico a: mike.roberts @ maxim-ic.com y le enviaré este documento del kit ev. Mike
En realidad, este es un problema más difícil, porque necesita una resolución de temporización por debajo de nanosegundos que sea buena en tramos de segunda escala.
Respuestas:
También me preguntaba cómo funcionan estos dispositivos asequibles.
Buscando la 'patente de medición de distancia láser' me encontré con: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Tenga en cuenta que esta patente ya se presentó en 1973, por lo que me imagino que los dispositivos de medición de distancia láser actuales utilizan algún otro método.
Por lo que entendí es que esto usa el objetivo como uno de los reflectores de la cavidad del láser y luego modula el láser tratando de encontrar una frecuencia de resonancia que parece estar relacionada con la longitud de onda de una onda electromagnética con esta frecuencia (por ejemplo, 1 metro parece corresponde a 150 MHz, reduciéndolo a un rango de frecuencia más 'manejable').
Sin embargo, tengo que admitir que no entendí completamente los detalles en el resumen de la patente.
Sin embargo, no estoy convencido de lo bien que esto realmente funciona con las 'superficies del mundo real' ... Creo que, por ejemplo, una superficie de pared por sí sola no es lo suficientemente reflectante para mantener el sistema en funcionamiento.
EDITAR: Encontré otra página aquí: http://www.acuitylaser.com/resources/principles-measurement.shtml . Mirando la sección 'Tiempo de vuelo', son un poco más específicos: la luz láser reflejada se enfoca en un diodo luminoso cuya señal (invertida) se usa para modular el láser. Esto formará un oscilador. El cambio de fase está determinado por la distancia a medir (aparte de los retrasos fijos dentro del dispositivo), por lo que la frecuencia de este 'oscilador' está determinada por la distancia y puede medirse.
(Nuevamente, el tiempo que lleva viajar a un objeto, por ejemplo, a una distancia de 1,5 my hacia atrás es de 3 m / 3E8 m / s = 10 ns, que corresponde a una frecuencia de oscilación de 100 MHz).
fuente
Póngase en contacto con Maxim-IC y solicite su número de documento técnico "HFRD40". Describe un telémetro láser que utiliza el tiempo de vuelo. Fácil de construir. Básicamente, utiliza un convertidor de tiempo a voltaje (cargue una tapa) para medir el TOF de un grupo de pulsos láser (para promediar el ruido) y luego usa un ADC para medir el voltaje en la tapa. Su documento técnico tiene un diseño completo. Me enviaron una de sus unidades de prueba hace un tiempo, porque estaba buscando construir uno para un sistema lidar de escaneo, pero se me acabó el tiempo. Puede ver más discusión aquí: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357
fuente
Puede consultar el estado actual de la técnica para la medición de la distancia lunar http://en.wikipedia.org/wiki/Apache_Point_Observatory_Lunar_Laser-ranging_Operation Creo que estos materiales son de propiedad pública. Hay otro enlace allí para fotodiodos de avalancha de fotón único
fuente