Bất kỳ thiết kế được công bố để đo khoảng cách laser thời gian bay


21

Có ai có bất kỳ tài liệu tham khảo / ví dụ nào cho mạch chi tiết để đo khoảng cách laser trong thời gian bay - sơ đồ, chú thích, v.v. không?


Tuyệt vời. Kỹ thuật RF ở đây chúng tôi đến!
Sói Connor

Tôi quan tâm đến khoảng cách trong phạm vi 1-5 mét - Tôi đã thấy một vài thủ thuật gọn gàng để chuyển đổi độ rộng xung sang điện áp nhưng không có sơ đồ đầy đủ. Băng thông GHz không cần thiết vì bạn đang xem xét các thay đổi về độ trễ cạnh xung. Bạn có thể mua các biện pháp băng laser cầm tay có độ chính xác ~ 2 mm với giá 100 đô la, và tôi hơi nghi ngờ rằng chúng có các thiết bị điện tử 300GHz bên trong.
đồ điện tử

5
Tất cả các biện pháp băng "Laser" cầm tay mà bạn tìm thấy thường là một biện pháp băng sonar với một con trỏ laser được dán vào nó.
Sói Connor

Ồ, đó là OT, nhưng liên kết trang web hồ sơ người dùng của bạn bị sai chính tả, mike Electrical ware. (Ans tôi không thể tìm thấy bất kỳ cách nào để gửi PM)
Connor Wolf

3
Rất có khả năng là bất kỳ giải pháp nào cho loại điều này sẽ sử dụng giao thoa kế. Theo tôi hiểu, hầu hết các hệ thống đo "Thời gian bay" khoảng cách ngắn thực sự điều chỉnh laser ở tần số cao và sử dụng độ lệch pha được tạo ra bởi khoảng thời gian mà laser sử dụng để di chuyển khoảng cách để thực sự tính toán như thế nào xa đối tượng là xa.
Sói Connor

Câu trả lời:


11

Tôi cũng tự hỏi làm thế nào những thiết bị giá cả phải chăng này hoạt động.

Tìm kiếm 'bằng sáng chế đo khoảng cách bằng laser' tôi đã tìm thấy: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Lưu ý rằng bằng sáng chế này đã được nộp vào năm 1973 vì vậy tôi có thể tưởng tượng rằng các thiết bị đo khoảng cách laser ngày nay sử dụng một số phương pháp khác.

Từ những gì tôi hiểu là việc sử dụng mục tiêu này như là một trong những vật phản xạ của khoang laser và sau đó điều chỉnh tia laser cố gắng tìm tần số cộng hưởng dường như có liên quan đến bước sóng của sóng điện từ có tần số này (ví dụ 1 mét tương ứng với 150 MHz, đưa tần số này xuống dải tần số 'dễ quản lý' hơn).

Tôi phải thừa nhận rằng tôi đã không hiểu đầy đủ các chi tiết trong bản tóm tắt bằng sáng chế.

Tôi không thuyết phục mặc dù như thế nào điều này thực sự làm việc với 'bề mặt thế giới thực' ... Tôi sẽ nghĩ rằng ví dụ như một bề mặt tường một mình không đủ phản chiếu để giữ cho hệ thống phát laser.

EDIT: Tôi đã tìm thấy một trang khác ở đây: http://www.acuitylaser.com/resource/principles-measousing.shtml . Nhìn vào phần 'Thời gian của chuyến bay', chúng cụ thể hơn một chút: ánh sáng laser phản xạ được tập trung vào một diode ánh sáng có tín hiệu (đảo ngược) sau đó được sử dụng để điều chỉnh laser. Điều này sẽ tạo thành một bộ dao động. Sự thay đổi pha được xác định bởi khoảng cách cần đo (ngoài độ trễ cố định bên trong thiết bị), do đó tần số của 'bộ dao động' này được xác định bởi khoảng cách và có thể đo được.

(Một lần nữa, thời gian cần thiết để di chuyển đến một vật thể ở khoảng cách 1,5 m và ngược lại là 3m / 3E8 m / s = 10ns tương ứng với tần số dao động 100 MHz).


4
Tôi nghĩ bạn sẽ thấy rằng thành phần 150 MHz không phải là một phần của sự phát triển như vậy. Rõ ràng, sức mạnh của toàn bộ laser được điều chế ở tần số đó và ý tưởng là coi đường quang là một đường trễ và sử dụng độ trễ đó để đặt tần số dao động. Chết thông minh. Một vật cách xa 1m cho độ trễ 6,667ns, 150 MHz. Một đối tượng cách xa hơn 2 mm, 6.680 ns hoặc 149,7 MHz. Cố gắng đo thời gian thực tế của chuyến bay sẽ yêu cầu các thiết bị điện tử hiệu suất cao, nhưng biến mọi thứ thành một bộ dao động và bạn có thể dễ dàng phân biệt 149,7 MHz với 150 MHz. Rực rỡ!
JustJeff

2
Về cơ bản, bất kỳ biện pháp băng "Laser" nào bạn mua tại kho của Home thực sự là một kiểm lâm viên siêu âm với một con trỏ laser được dán vào nó.
Sói Connor

1
Có - có rất nhiều siêu âm giá rẻ với con trỏ, nhưng ở mức khoảng 100 đô la, có một số laser thực sự, ví dụ như từ Bosch. Tôi mới mua một cái Ebay để điều tra.
đồ điện tử


2
Wow, liên kết khoa học sáng suốt đó có lý thuyết hoạt động hoàn toàn sai. khung cửa sổ đang điều chỉnh ánh sáng laser phản xạ. Nó gần như chỉ là một máy phát quang nhưng với tia laser thay vì mặt trời. Chuyển động của kính cửa sổ là điều chỉnh biên độ của ánh sáng laser nhận được.
akohlsmith

9

Liên lạc với Maxim-IC và hỏi số whitepaper của họ "HFRD40". Nó mô tả một máy đo khoảng cách laser sử dụng thời gian bay. Đơn giản để xây dựng. Về cơ bản, nó sử dụng bộ chuyển đổi thời gian sang điện áp (sạc một nắp) để đo TOF của một loạt các xung laser (để giảm nhiễu trung bình) sau đó sử dụng ADC để đo điện áp trên nắp. Whitepaper của họ có một thiết kế hoàn chỉnh. Họ đã gửi cho tôi một trong những đơn vị thử nghiệm của họ một thời gian trước, bởi vì tôi đang xem xét việc xây dựng một đơn vị cho một hệ thống quét quét, nhưng đã hết thời gian. Bạn có thể xem thêm một số thảo luận tại đây: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357


Ừm ... tuyệt vời!?
tyblu

Kỹ thuật này cũng hoạt động cho các kiểu bắn đơn.
Tim Williscroft

2
Cảm ơn - cuối cùng đã nhận được tài liệu này từ Maxim. Nó dựa trên chip MAX3806 của họ. Vẫn còn khá phức tạp và sử dụng các xung laser IR 5 watt (!) Rất ngắn. Tôi chủ yếu quan tâm đến front-end Rx, vì vậy đây là điểm khởi đầu hữu ích. Vì tôi chỉ quan tâm đến các phạm vi ngắn hơn nên tôi tự hỏi liệu có thể tiếp cận đơn giản hơn bằng cách đặt đường dẫn TOF vào vòng lặp của bộ khuếch đại, để làm cho nó dao động ở tần số tỷ lệ TOF.
đồ điện tử

Tài liệu Maxim cũng tham khảo tài liệu học thuật này có vẻ thú vị: herkules.oulu.fi/vdn9514269667/vdn9514269667.pdf
mike Electrical ware

12
Vâng, tôi là người làm việc tại Maxim, người quản lý sản phẩm này. Gửi cho tôi một email đến: mike.roberts @ maxim-ic.com và tôi sẽ chuyển tiếp giấy ev kit này cho bạn. Mike

1

Bạn có thể xem trạng thái hiện tại của nghệ thuật để đo khoảng cách âm lịch http://en.wikipedia.org/wiki/Apache_Point_Observatory_Lunar_Laser-ranging_Operation Tôi nghĩ rằng tài liệu này là tài sản công cộng. Có một liên kết khác ở đó với Photodiodes đơn Photon


2
Đây thực sự là một vấn đề khó khăn hơn, bởi vì bạn cần độ phân giải thời gian dưới nano giây, tốt hơn so với các nhịp ở quy mô thứ hai.
dmckee
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.