Setiap desain yang diterbitkan untuk pengukuran jarak laser waktu penerbangan

21

Adakah yang punya referensi / contoh untuk sirkuit terperinci untuk pengukuran jarak laser waktu penerbangan - skema, catatan aplikasi, dll.?

laser  distance 
— mikeselectricstuff
sumber
Oh wow. Rekayasa RF di sini kita datang!
— Connor Wolf 6-10
Saya tertarik pada jarak dalam kisaran 1-5 meter - Saya telah melihat beberapa trik rapi untuk konversi lebar-pulsa ke tegangan tetapi tidak ada skema penuh. Bandwidth GHz tidak diperlukan karena Anda melihat perubahan dalam keterlambatan tepi pulsa. Anda dapat membeli pita laser genggam yang memiliki akurasi ~ 2mm untuk $ 100, dan saya agak ragu bahwa itu adalah 300GHz elektronik di dalamnya.
— mikeselectricstuff
5
Semua alat ukur "Laser" genggam yang Anda temukan umumnya adalah pita pengukur sonar dengan penunjuk laser yang menempel padanya.
— Connor Wolf
Oh, ini OT, tetapi tautan laman web profil pengguna Anda salah eja, mikeselectricstuff. (Ans saya tidak bisa menemukan cara untuk mengirim PM)
— Connor Wolf
3
Sangat mungkin bahwa solusi apa pun untuk hal semacam ini akan menggunakan interferometri. Seperti yang saya pahami, kebanyakan sistem pengukuran "Time-of-flight" jarak pendek sebenarnya memodulasi laser pada frekuensi tinggi, dan menggunakan perbedaan fase yang dihasilkan oleh periode waktu yang diperlukan laser untuk menempuh jarak untuk benar-benar menghitung berapa jauh objek itu jauh.
— Connor Wolf

Jawaban:

11

Saya juga bertanya-tanya bagaimana perangkat yang terjangkau ini bekerja.

Mencari 'paten pengukuran jarak laser', saya menemukan: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Perhatikan bahwa paten ini sudah diajukan pada tahun 1973 sehingga saya bisa membayangkan bahwa perangkat pengukuran jarak laser hari ini menggunakan beberapa metode lain.

Dari apa yang saya pahami adalah ini menggunakan target sebagai salah satu reflektor dari rongga laser dan kemudian memodulasi laser yang mencoba untuk menemukan frekuensi resonansi yang tampaknya terkait dengan panjang gelombang gelombang elektromagnetik dengan frekuensi ini (misalnya 1 meter tampaknya sesuai dengan 150 MHz, membawa ini ke rentang frekuensi yang lebih 'dikelola').

Saya harus mengakui bahwa saya tidak sepenuhnya memahami rincian dalam abstrak paten.

Namun saya tidak yakin seberapa baik ini bekerja dengan 'permukaan dunia nyata' ... Saya akan berpikir bahwa misalnya permukaan dinding saja tidak cukup reflektif untuk menjaga sistem tetap lentur.

EDIT: Saya menemukan halaman lain di sini: http://www.acuitylaser.com/resources/principles-measurement.shtml . Melihat bagian 'Waktu terbang', mereka sedikit lebih spesifik: sinar laser yang dipantulkan difokuskan ke dioda cahaya yang sinyal (terbalik) kemudian digunakan untuk memodulasi laser. Ini akan membentuk osilator. Pergeseran fase ditentukan oleh jarak yang akan diukur (terlepas dari penundaan tetap di dalam perangkat), sehingga frekuensi 'osilator' ini ditentukan oleh jarak dan dapat diukur.

(Sekali lagi, waktu yang diperlukan untuk melakukan perjalanan ke objek pada jarak 1,5 m misalnya dan kembali adalah 3m / 3E8 m / s = 10ns yang sesuai dengan frekuensi osilasi 100 MHz).

— Andre Holzner
sumber
4
Saya pikir Anda akan menemukan bahwa komponen 150MHz bukan bagian dari penguat seperti itu. Rupanya, kekuatan seluruh laser dimodulasi pada frekuensi itu, dan idenya adalah untuk memperlakukan jalur optik sebagai garis penundaan, dan menggunakan penundaan itu untuk mengatur frekuensi osilasi. Mati pintar. Objek 1m jauhnya memberikan penundaan 6,667ns, 150MHz. Objek 2mm lebih jauh, 6,680 ns, atau 149,7MHz. Mencoba mengukur waktu penerbangan yang sebenarnya akan membutuhkan elektronik berperforma tinggi, tetapi buatlah hal itu menjadi osilator, dan Anda dapat dengan mudah membedakan 149,7MHz dari 150MHz. Cemerlang!
— JustJeff
2
Pada dasarnya, semua pita pengukur "Laser" yang Anda beli di Home depot sebenarnya adalah ultrasonik sonar ranger dengan penunjuk laser yang menempel padanya.
— Connor Wolf
1
Ya - ada banyak ultrasonik murah dengan pointer, tetapi sekitar $ 100 ada beberapa laser yang nyata, misalnya dari Bosch. Saya baru saja membeli satu Ebay untuk diselidiki.
— mikeselectricstuff
— tyblu
2
Wow, tautan sains jernih itu memiliki teori operasi yang sepenuhnya salah. panel jendela yang memodulasi sinar laser yang dipantulkan. Cukup banyak photophone tetapi dengan laser bukan matahari. Pergerakan kaca jendela memodulasi-amplitudo sinar laser yang diterima.
— akohlsmith
9

Hubungi Maxim-IC dan minta nomor whitepaper mereka "HFRD40". Ini menjelaskan pengintai laser menggunakan waktu penerbangan. Mudah dibangun. Ini pada dasarnya menggunakan konverter waktu-ke-tegangan (mengisi tutup) untuk mengukur TOF dari sekelompok pulsa laser (untuk mengeluarkan suara rata-rata) kemudian menggunakan ADC untuk mengukur tegangan pada tutup. Papan tulis mereka memiliki desain yang lengkap. Mereka mengirimi saya salah satu unit pengujian beberapa waktu lalu, karena saya sedang melihat membangun satu untuk sistem pemindaian lidar, tetapi kehabisan waktu. Anda dapat melihat beberapa diskusi lebih lanjut di sini: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357

— gallamine
sumber
Mm ... sangat keren !?
— tyblu
Teknik ini juga berfungsi untuk rentang pemotretan tunggal.
— Tim Williscroft
2
Terima kasih - pada akhirnya mendapatkan dokumen ini dari Maxim. Berbasiskan pada chip MAX3806 mereka. Masih cukup rumit, dan menggunakan pulsa laser IR 5 watt (!) Yang sangat pendek. Saya sebagian besar tertarik pada front-end Rx, jadi ini adalah titik awal yang berguna. Karena saya hanya tertarik pada rentang yang lebih pendek, saya bertanya-tanya apakah pendekatan yang lebih sederhana mungkin dilakukan dengan meletakkan jalur TOF di loop amplifier, untuk membuatnya berosilasi pada frekuensi proporsional TOF.
— mikeselectricstuff
Pepatah Maxim juga merujuk makalah akademis ini yang terlihat menarik: herkules.oulu.fi/isbn9514269667/isbn9514269667.pdf
— mikeselectricstuff
12
Ya, saya orang yang bekerja di Maxim yang mengelola produk ini. Kirim saya email ke: mike.roberts @ maxim-ic.com dan saya akan meneruskan makalah ev kit ini kepada Anda. Mike
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.