Qualsiasi progetto pubblicato per la misurazione della distanza del laser al momento del volo

Qualcuno ha riferimenti / esempi per i circuiti dettagliati per le misurazioni della distanza laser nel tempo di volo - schemi, note ecc.?

laser distance

— mikeselectricstuff
fonte

Oh wow RF Engineering, arriviamo!

— Connor Wolf,

Sono interessato a distanze nella gamma di 1-5 metri - ho visto alcuni trucchi accurati per la conversione da larghezza di impulso a tensione, ma nessuno schema completo. Le larghezze di banda GHz non sono necessarie poiché si stanno osservando cambiamenti nel ritardo del bordo degli impulsi. È possibile acquistare misure di nastro laser portatili con una precisione di ~ 2 mm per $ 100 e dubito in qualche modo che abbiano un'elettronica a 300 GHz all'interno.

— mikeselectricstuff

Tutte le misure portatili "Laser" che trovi comunemente sono misure sonar con un puntatore laser incollato su di esso.

— Connor Wolf,

Oh, è OT, ma il link alla pagina web del tuo profilo utente è errato, mikeselectricstuff. (Ans non riesco a trovare alcun modo per inviare un PM)

— Connor Wolf,

È molto probabile che qualsiasi soluzione per questo genere di cose utilizzerà l'interferometria. A quanto ho capito, la maggior parte dei sistemi di misurazione "Time-of-flight" a breve distanza modula effettivamente il laser ad alta frequenza e usa la differenza di fase generata dal periodo di tempo impiegato dal laser per percorrere la distanza per calcolare effettivamente come lontano l'oggetto è lontano.

— Connor Wolf,

Risposte:

Mi sono anche chiesto come funzionano questi dispositivi convenienti.

Alla ricerca del "brevetto di misurazione della distanza laser" mi sono imbattuto in: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Si noti che questo brevetto è stato depositato già nel 1973, quindi potrei immaginare che i dispositivi di misurazione della distanza laser di oggi utilizzino un altro metodo.

Da quello che ho capito è questo usando il bersaglio come uno dei riflettori della cavità laser e quindi modula il laser cercando di trovare una frequenza di risonanza che sembra essere correlata alla lunghezza d'onda di un'onda elettromagnetica con questa frequenza (ad esempio 1 metro sembra corrisponde a 150 MHz, portando questo a una gamma di frequenza più "gestibile").

Devo ammettere che non ho compreso appieno i dettagli nell'abstract del brevetto.

Non sono convinto, tuttavia, di quanto funzioni effettivamente con le "superfici del mondo reale" ... Penserei che, ad esempio, una sola superficie del muro non sia abbastanza riflettente per mantenere il sistema a laser.

EDIT: ho trovato un'altra pagina qui: http://www.acuitylaser.com/resources/principles-measurement.shtml . Osservando la sezione "Tempo di volo", sono un po 'più specifici: la luce laser riflessa viene focalizzata su un diodo luminoso il cui segnale (invertito) viene quindi utilizzato per modulare il laser. Questo formerà un oscillatore. Lo sfasamento è determinato dalla distanza da misurare (a parte i ritardi fissi all'interno del dispositivo), quindi la frequenza di questo "oscillatore" è determinata dalla distanza e può essere misurata.

(Ancora una volta, il tempo necessario per viaggiare verso un oggetto ad es. 1,5 m di distanza e ritorno è di 3m / 3E8 m / s = 10ns che corrisponde a una frequenza di oscillazione di 100 MHz).

— Andre Holzner
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Penso che scoprirai che il componente 150MHz non fa parte del laser in quanto tale. Apparentemente, la potenza dell'intero laser è modulata a quella frequenza e l'idea è di trattare il percorso ottico come una linea di ritardo e usare quel ritardo per impostare una frequenza di oscillazione. Intelligente morto. Un oggetto a 1 m di distanza fornisce 6,667 n di ritardo, 150 MHz. Un oggetto 2 mm più lontano, 6,680 ns o 149,7 MHz. Cercare di misurare il tempo di volo effettivo richiederebbe un'elettronica ad alte prestazioni, ma trasformerebbe la cosa in un oscillatore e puoi facilmente distinguere 149,7 MHz da 150 MHz. Brillante!

— JustJeff

Fondamentalmente, qualsiasi metro a nastro "Laser" che acquisti nel deposito di casa è in realtà un ranger sonar ad ultrasuoni con un puntatore laser incollato su di esso.

— Connor Wolf,

Sì, ci sono molti ultrasuoni economici con puntatori, ma a circa $ 100 ce ne sono di veri e propri laser, ad esempio Bosch. Ne ho appena comprato uno su eBay per indagare.

— mikeselectricstuff

lucidscience.com/pro-laser%20spy%20device-1.aspx

— tyblu

Caspita, quel lucido collegamento scientifico ha la teoria dell'operazione completamente sbagliata. il riquadro della finestra sta modulando la luce laser riflessa. È praticamente solo un fotofono ma con un laser al posto del sole. Il movimento del vetro della finestra modula l'ampiezza della luce laser ricevuta.

— akohlsmith il

Contatta Maxim-IC e chiedi il numero del white paper "HFRD40". Descrive un telemetro laser utilizzando il tempo di volo. Semplice da costruire. Utilizza fondamentalmente un convertitore tempo-tensione (carica un tappo) per misurare il TOF di un gruppo di impulsi laser (per eliminare il rumore in media), quindi utilizza un ADC per misurare la tensione sul cappuccio. Il loro white paper ha un design completo. Mi hanno inviato una delle loro unità di test un po 'di tempo fa, perché stavo cercando di costruirne una per un sistema lidar di scansione, ma non avevo più tempo. Puoi vedere qualche altra discussione qui: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357

— Gallamine
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Ehm ... fighissimo !?

— Tyblu,

Questa tecnica funziona anche per la gamma a colpo singolo.

— Tim Williscroft,

Grazie - alla fine ho ricevuto questo documento da Maxim. È basato sul loro chip MAX3806. Ancora piuttosto complesso, e utilizza impulsi laser IR molto brevi da 5 watt (!). Ero principalmente interessato al front-end Rx, quindi questo è un utile punto di partenza. Poiché sono interessato solo a intervalli più brevi, mi chiedo se sia possibile un approccio più semplice inserendo il percorso TOF nel loop di un amplificatore, per farlo oscillare a una frequenza proporzionale TOF.

— mikeselectricstuff

Il documento Maxim fa riferimento anche a questo documento accademico che sembra interessante: herkules.oulu.fi/isbn9514269667/isbn9514269667.pdf

— mikeselectricstuff

Sì, sono il ragazzo che lavora in Maxim e gestisce questo prodotto. Inviami un'e-mail a: mike.roberts @ maxim-ic.com e ti inoltrerò questo documento del kit ev. Mike

Puoi vedere lo stato dell'arte attuale per la misurazione della distanza lunare http://it.wikipedia.org/wiki/Apache_Point_Observatory_Lunar_Laser-ranging_Operation Penso che questo materiale sia di proprietà pubblica. Esiste un altro collegamento ai fotodiodi a valanga a singolo fotone

Questo è in realtà un problema più difficile, perché hai bisogno di una risoluzione di temporizzazione al di sotto dei nanosecondi che sia buona su campate di seconda scala.

— dmckee,