Alle veröffentlichten Designs für die Flugzeit-Laser-Entfernungsmessung

Hat jemand Referenzen / Beispiele für detaillierte Schaltungen für Flugzeitlaser-Entfernungsmessungen - Schaltpläne, Anmerkungen usw.?

laser distance

— mikeselectricstuff
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Oh wow. RF Engineering hier kommen wir!

— Connor Wolf

Ich interessiere mich für Entfernungen im Bereich von 1 bis 5 Metern - ich habe ein paar nette Tricks für die Umwandlung von Impulsbreite in Spannung gesehen, aber keine vollständigen Pläne. GHz-Bandbreiten sind nicht erforderlich, da Änderungen in der Impulsflankenverzögerung angezeigt werden. Sie können tragbare Laser-Maßbänder mit einer Genauigkeit von ~ 2 mm für 100 US-Dollar kaufen, und ich bezweifle etwas, dass sie eine 300-GHz-Elektronik enthalten.

— mikeselectricstuff

Alle handgehaltenen "Laser" -Bandmaße, die Sie normalerweise finden, sind Sonarbandmaße mit einem daran befestigten Laserpointer.

— Connor Wolf

Oh, es ist OT, aber der Link zu Ihrer Benutzerprofil-Webseite ist falsch geschrieben, mikeselectricstuff. (Ans Ich kann keine Möglichkeit finden, eine PM zu senden)

— Connor Wolf

Es ist sehr wahrscheinlich, dass eine Lösung für diese Art von Dingen Interferometrie verwendet. Wie ich es verstehe, modulieren die meisten "Flugzeit" -Messsysteme für kurze Entfernungen den Laser tatsächlich mit einer hohen Frequenz und verwenden die Phasendifferenz, die durch die Zeitspanne erzeugt wird, die der Laser benötigt, um die Entfernung zu fahren, um tatsächlich zu berechnen, wie weit ist das Objekt weg.

— Connor Wolf

Antworten:

Ich habe mich auch gefragt, wie diese erschwinglichen Geräte funktionieren.

Auf der Suche nach dem Patent für die Laserentfernungsmessung bin ich auf Folgendes gestoßen: http://www.freepatentsonline.com/3733129.html . Beachten Sie, dass dieses Patent bereits 1973 angemeldet wurde, so dass ich mir vorstellen kann, dass die heutigen Laserentfernungsmessgeräte eine andere Methode verwenden.

Soweit ich weiß, wird das Target als einer der Reflektoren des Laserresonators verwendet und der Laser moduliert, wobei versucht wird, eine Resonanzfrequenz zu finden, die mit der Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle mit dieser Frequenz in Beziehung zu stehen scheint (zB 1 Meter scheint zu sein) entspricht 150 MHz, wodurch der Frequenzbereich überschaubarer wird).

Ich muss zugeben, dass ich die Details in der Patentzusammenfassung nicht vollständig verstanden habe.

Ich bin jedoch nicht davon überzeugt, wie gut dies tatsächlich mit "realen Oberflächen" funktioniert ... Ich würde denken, dass z. B. eine Wandoberfläche alleine nicht reflektierend genug ist, um das System am Laufen zu halten.

BEARBEITEN: Ich fand eine andere Seite hier: http://www.acuitylaser.com/resources/principles-measurement.shtml . Im Abschnitt "Flugzeit" sind sie etwas genauer: Das reflektierte Laserlicht wird auf eine Leuchtdiode fokussiert, deren (invertiertes) Signal dann zur Modulation des Lasers verwendet wird. Dies wird einen Oszillator bilden. Die Phasenverschiebung wird durch die zu messende Entfernung bestimmt (abgesehen von festen Verzögerungen innerhalb des Geräts), sodass die Frequenz dieses "Oszillators" durch die Entfernung bestimmt wird und gemessen werden kann.

(Wiederum beträgt die Zeit, die benötigt wird, um zu einem Objekt in z. B. 1,5 m Entfernung und zurück zu gelangen, 3 m / 3E8 m / s = 10 ns, was einer Oszillationsfrequenz von 100 MHz entspricht.)

— Andre Holzner
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Ich denke, Sie werden feststellen, dass die 150-MHz-Komponente nicht Teil des Lasens als solches ist. Anscheinend wird die Leistung des gesamten Lasers bei dieser Frequenz moduliert, und die Idee ist, den optischen Weg als Verzögerungsleitung zu behandeln und diese Verzögerung zum Einstellen einer Oszillationsfrequenz zu verwenden. Ganz schlau. Ein Objekt in 1 m Entfernung liefert eine Verzögerung von 6,667 ns (150 MHz). Ein Objekt 2 mm weiter, 6,680 ns oder 149,7 MHz. Der Versuch, die tatsächliche Flugzeit zu messen, würde eine Hochleistungselektronik erfordern, aber machen Sie das Ding zu einem Oszillator, und Sie können 149,7 MHz von 150 MHz leicht unterscheiden. Brillant!

— JustJeff

Grundsätzlich ist jedes "Laser" -Bandmaß, das Sie im Home Depot kaufen, ein Ultraschall-Sonar-Ranger, an dem ein Laserpointer befestigt ist.

— Connor Wolf

Ja - es gibt eine Menge billiger Ultraschallgeräte mit Zeigern, aber für etwa 100 US-Dollar gibt es einige echte Lasergeräte, z. B. von Bosch. Ich habe gerade ein Ebay gekauft, um das zu untersuchen.

— mikeselectricstuff

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

— tyblu

Wow, diese klare wissenschaftliche Verbindung hat die Theorie der Funktionsweise völlig falsch. die Fensterscheibe wird die Modulation der Laserlicht reflektiert. Es ist so ziemlich nur ein Fotophon, aber mit einem Laser anstelle der Sonne. Die Bewegung der Fensterscheibe moduliert die Amplitude des empfangenen Laserlichts.

— Akohlsmith

Wenden Sie sich an Maxim-IC und fragen Sie nach der Whitepaper-Nummer "HFRD40". Es beschreibt einen Laser-Entfernungsmesser unter Verwendung der Flugzeit. Einfach zu bauen. Grundsätzlich wird ein Zeit-Spannungs-Wandler (Aufladen einer Kappe) verwendet, um die TOF einer Reihe von Laserimpulsen zu messen (um das Rauschen zu mitteln). Anschließend wird mit einem ADC die Spannung an der Kappe gemessen. Ihr Whitepaper hat ein vollständiges Design. Sie haben mir vor einiger Zeit eine ihrer Testeinheiten geschickt, weil ich eine für ein Lidar-Scan-System bauen wollte, aber die Zeit knapp wurde. Weitere Diskussionen finden Sie hier: http://forums.trossenrobotics.com/showthread.php?t=4357

— Gallamin
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Ähm ... verdammt cool !?

— Tyblu

Diese Technik funktioniert auch für die Einzelschussentfernung.

— Tim Williscroft

Vielen Dank - habe dieses Dokument schließlich von Maxim bekommen. Es basiert auf dem MAX3806-Chip. Immer noch ziemlich komplex und verwendet sehr kurze 5 Watt (!) IR-Laserpulse. Ich habe mich hauptsächlich für das Rx-Frontend interessiert, daher ist dies ein nützlicher Ausgangspunkt. Da ich mich nur für kürzere Bereiche interessiere, frage ich mich, ob ein einfacherer Ansatz möglich ist, indem man den TOF-Pfad in die Schleife eines Verstärkers einfügt, damit er mit einer TOF-proportionalen Frequenz schwingt.

— mikeselectricstuff

Das Maxim-Dokument verweist auch auf diese wissenschaftliche Arbeit, die interessant aussieht: herkules.oulu.fi/isbn9514269667/isbn9514269667.pdf

— mikeselectricstuff

Ja, ich bin der Typ, der bei Maxim arbeitet und dieses Produkt verwaltet. Schicken Sie mir eine E-Mail an: mike.roberts@maxim-ic.com und ich leite Ihnen dieses Ev-Kit-Papier weiter. Mike

Sie können sich den aktuellen Stand der Technik für die Messung der Mondentfernung ansehen . Dort gibt es einen weiteren Link zu Single Photon Avalanche Photodiodes

Dies ist tatsächlich ein schwierigeres Problem, da Sie eine Timing-Auflösung im Sub-Nanosekundenbereich benötigen, die über Bereiche im zweiten Maßstab gut ist.

— dmckee