Daljinomer je uređaj koji je dizajniran da odredi tačnu udaljenost od posmatrača do određenog objekta. Uređaj je jednostavno neophodan u inženjerskoj geodeziji, izgradnji dalekovoda i komunikacionih puteva, poljoprivredi, turizmu, navigaciji, vojnim poslovima...
Klasifikacija instrumenata za određivanje dometa
Kada i gdje su se pojavili prvi mjerači dometa? Prvi put u prodaji ovaj uređaj je pušten 1992. godine na Zapad, ali je njegova cijena dostigla nekoliko hiljada dolara. I samo četiri godine kasnije ovi uređaji su postali dostupni širem krugu korisnika. Tada su mnoge firme počele da rade u ovom pravcu. I danas postoji dosta varijanti ovog instrumenta, najprecizniji u svom radu koriste princip lasera, dalekomjer za zalijevanje (Leica) se smatra poznatim modelom, postoje i drugi uređaji za sličnu namjenu u asortiman, na primjer, na laserima.
Koji je princip djelovanja? Aktivni modeli mjere udaljenost koristeći vrijeme potrebno poslanom signalu da putuje do i od objekta. Brzina kojom se ovaj signal širi je, naravno, unaprijed poznata (brzina zvuka i svjetlosti). Određivanje udaljenosti pomoću pasivnih verzija uređaja zasniva se na izračunavanju visine jednakokračnog trokuta. Aktivni su podijeljeni u tri vrste: zvučni, svjetlosni, laserski. I pasivno za dvoje: optički i filament.
Daljinomjeri aktivnog tipa - proučavamo rad instrumenata
Zvučni modeli mjere udaljenost do objekata koji reflektiraju zvučne valove. Rade na principu eho-findera, odnosno prvo se emituje kratak zvučni impuls koji ima vrlo visoku frekvenciju. Zatim se uključuje mikrofon i računa se vrijeme za koje će se zvučni puls vratiti nazad, reflektiran od bilo kojeg objekta. Kada vraćeni signal stigne do senzora, rezultat će biti poznat. Svjetlosni tipovi uređaja za mjerenje udaljenosti koriste svjetlosnu modulaciju svjetline sa konstantnom ili promjenjivom frekvencijom.
Udaljenost se izračunava iz fazne razlike između reflektirane i poslane svjetlosti. To zahtijeva prisutnost sofisticiranih elektronskih i električnih uređaja u uređaju. Uz pomoć svjetlosnih modela utvrđena je tačna udaljenost od Zemlje do Mjeseca. Laserski instrumenti uključuju glavne elemente uređaja - reflektor i emiter. Pomoću posebnih funkcijskih tipki možete postaviti referentnu točku i koristiti sve softverske mogućnosti uređaja. Takođe, neki modeli su opremljeni dodatnim funkcijama - reflektujućim panelom za testiranje, merenjem temperature vazduha, izborom sistema merenja, podešavanjem automatskog isključivanja, indikatorom baterije.
U procesu rada s laserskim uređajem nije potrebna pomoć druge osobe, kao na primjer u slučaju s. Da biste izračunali udaljenost do određenog objekta, morate na njega usmjeriti laserski snop. Uređaj mjeri vrijeme koje je potrebno da snop putuje od njega do objekta, a nakon refleksije se vraća nazad. Kao rezultat, vrše se proračuni i podaci se prikazuju. Možete mjeriti i horizontalne i vertikalne ravnine. Laserski daljinomjer također može mjeriti volumen prostorije i njenu ukupnu površinu.
Osim toga, takav uređaj pruža jedinstvenu priliku za mjerenje samo određenog fragmenta zida, a ne cijelog. Također možete definirati širinu i visinu objekta.
Veliki plus je što laser može izračunati prosječnu vrijednost nekoliko mjerenja, a tačnost će biti na vrlo visokom nivou. Također je moguće pronaći površinu i okrugle objekte, a ne samo pravokutne ili kvadratne. Ako soba ima nagnuti strop, tada će alat odrediti ne samo površinu, već i kut nagiba i dužinu nagiba. Sva mjerenja se mogu vršiti na udaljenosti do 200 metara. Ako vam je potreban uređaj za mjerenje samo prostorija, dovoljno je kupiti uređaj čiji raspon mjerenja ne prelazi 50 metara. Ako ćete raditi na velike udaljenosti, također ćete morati koristiti stativ i reflektirajuću ploču za preciznije rezultate. Ali ne mogu se svi modeli postaviti na stativ, to treba provjeriti kod prodavca.
Glavne karakteristike laserskih instrumenata ne zavise samo od dizajna, na primer, opseg merenja zavisi od snage izvora zračenja i od spoljašnjih uslova rada, na primer, na opseg će uticati osvetljenje. Posebno treba napomenuti da se smanjuje ako se mjerenja vrše na otvorenom. Modeli za domaćinstvo imaju male greške, a ove greške se povećavaju s mjerenjima na velikim udaljenostima. Ali čak i takve opcije za laserske uređaje su relativno skupe.
Domet mjerimo pasivnim metodama
Optički daljinomjer može biti dva tipa - stereoskopski i monokularni. Unatoč činjenici da se razlikuju u dizajnu dijelova, imaju istu osnovnu shemu, osim toga, principi rada su identični. Iz dva poznata ugla trougla, kao i jedne poznate stranice, određuje se njegova nepoznata stranica. Dva teleskopa prave sliku objekta. Čini se da se objekt promatra u različitim smjerovima. Osim toga, takvi instrumenti mogu biti ili s punim preklapanjem polja, ili sa polovinom - gornja polovica slike s jednog teleskopa kombinira se s donjom polovinom drugog.
Monokularni modeli su svojevrsni optički, rade i na principu poravnanja slike, vrlo često se ugrađuju u fotografsku opremu radi dobijanja oštrije slike.... Prednosti monokularnih daljinomera su u tome što nema potrebe za preciznim horizontalnim poravnanjem, a slika se pomera tokom merenja u desnom i levom polju. Nedostaci monokularnih uređaja uključuju veliki zamor operatera, budući da se rad obavlja jednim okom, sa njima je praktično nemoguće raditi sa pokretnim objektima, a objekt mora imati jasnu generatricu, koja se nalazi devedeset stepeni u odnosu na polje. linija razdvajanja, inače će se tačnost mjerenja značajno smanjiti.
Stereoskopski modeli su također vrsta optičkih, imaju dvostruki teleskop. U fokalnoj ravni postoje oznake, a slika objekta je usklađena sa slikom ovih oznaka, udaljenost je potpuno proporcionalna ofsetu kompenzatora. Glavna prednost stereoskopskog instrumenta nad monokularnim je preciznije mjerenje udaljenosti. Koriste se za određivanje dometa, kao i visine leta i njenih ugaonih koordinata. Najmoćniji stereoskopski uređaji sposobni su da rade na udaljenostima do 50.000 metara, što se tiče mjerenja nadmorske visine, ovdje su brojke nešto manje - do 20.000 metara.
Filamentna verzija mjerača dometa je najjednostavniji tip instrumenta za ovu namjenu, koji ima konstantan ugao paralakse, zbog čega možete napraviti takav daljinomjer vlastitim rukama ako iznenada trebate izmjeriti domet, ali ne. imate vremena za kupovinu ili vam je žao novca. Može detektovati udaljenosti do 300 metara. Kao osnovu, ovaj uređaj koristi šinu za nivelaciju sa centimetarskom podjelom, a u vidnom polju cijevi vidljive su posebne linije. Princip rada: za precizno određivanje udaljenosti izračunava se broj podjela između linija, a željena, u konačnici, bit će udaljenost u metrima. Uređaj za urezivanje navoja ima vrlo jednostavnu strukturu i vrlo jednostavan princip rada, a također je sposoban izračunati udaljenost bez velike greške. Ali elektronski daljinomjer i dalje pobjeđuje u svojoj preciznosti.
hundert 16-01-2007 14:34
Pa, stvarno želim imati takav uređaj, ali vodozemac se davi kada pogledam cijene u trgovini.
U svijetu postoji tako nešto, čak i ne laserski, već neka vrsta optičko-mehaničke niti koja se može reproducirati kod kuće.
Py-Sy. pretraga nije dala ništa razumljivo :-(
ober 16-01-2007 14:41
daljinomjerna skala će vam pomoći
Sana 16-01-2007 14:42
Najjednostavniji daljinomjer je mjerač trake. Postoje modeli do 100 metara! i kakva preciznost!
Kainyn 16-01-2007 14:48
postoje optički daljinomjeri - princip rada je isti kao kod starih kamera.
one koje sam vidio izgledaju kao VHS kaseta i koštaju oko 2000r.
posljednji put viđeno u Sportaktivu na Zvenigorodskom autoputu (Moskva)
tačnost određivanja je dobra do 30-40m, zatim pada - naime, nakon 50m je samo potrebna.
ober 16-01-2007 14:59
Zaboravio sam na laserske rulete
julbu 16-01-2007 15:01
Uzmi dva šahta. pokazivače (ili bolje, laserski modul), razmaknite ih 20 centimetara sa 20 centimetara, fiksirajte jedan nepomično, drugi na osi okretanja. Princip mjerenja je jednostavan - poravnajte dvije oznake na objektu, a udaljenost se može odrediti iz ugla rotacije pokretnog laserskog modula. Ali Kainyn, ispravno je napisao, kako se udaljenost povećava, točnost mjerenja će pasti - stoga je sranje, bolje je kupiti normalan.
Kainyn 16-01-2007 15:01
citat: Originalno postavio ober:jeftiniji od konvencionalnih daljinomjera?
Zaboravio sam na laserske rulete
ober 16-01-2007 15:03
OVDE, iskreno, ne znam cijenu. Video sam ultrazvučni. Za oko 1900 rubalja.
Kainyn 16-01-2007 15:09
citat: prvobitno postavio julbu:postojao je lakši način.
Uzmi dva šahta. pokazivače (ili bolje, laserski modul), odvojite ih za 20 centimetara.
da li je ideja jasna?
hundert 16-01-2007 15:10
to ober
raspon ultrazvučnih ruleta je mali
to sana
i zakucaj cekic i set eksera, da kazne ne odlete dok im mere razdaljinu :-)))
julbu 16-01-2007 15:15
postojao je lakši način.stavite pokazivač iznad (ispod) nišana što je dalje moguće.
i dovedite tačku sa mjerne trake i križa na nulto rastojanje - 50m, na primjer.
na drugim udaljenostima, tačka će biti iznad (ispod) nišana za iznos koji jasno zavisi od dometa. dajte znak - to je sve.da li je ideja jasna?
Kainyn, još je lakše - pucaš - gledaš gdje pogađaš - ispravljaš
ober 16-01-2007 15:22
2 hundert: Reći ću još više - do male mete, uz-rulet se ne može izmjeriti. Ali na streljani sam vidio laserski rulet u akciji. Znak za demaskiranje - crvena mrlja - poništit će sve pokušaje mjerenja udaljenosti tokom lova.
KVK 16-01-2007 15:30
Pomnizzo je u školskom udžbeniku imao opciju daljinomjera
hundert 16-01-2007 15:43
to ober
mjeri ne metom nego okolnim detaljima terena, ali za mjernu traku je istina - ona ne može ni da označi udaljenost do stuba, neće vidjeti stub
Peacemaker 16-01-2007 15:57
citat: Izvorno objavio Kainin:
stavite pokazivač iznad (ispod) nišana što je dalje moguće.
i dovedite tačku sa mjerne trake i križa na nulto rastojanje - 50m, na primjer.
na drugim udaljenostima, tačka će biti iznad (ispod) nišana za iznos koji jasno zavisi od dometa. dajte znak - to je sve.
Ja sam na pacovskom 1377PSP i provjerim udaljenost, za poen od LCC-a.
30m-nula. tačka nije uvek primetna tokom dana
ober 16-01-2007 16:47
ako je vrana na grani, onda metar miruje. Ako je patka na vodi, mjerna traka miruje.
Igor_IVS 16-01-2007 21:00
Postoji način da dobijete dobar (veoma) dalekomet, tražite zastavnika i kupite nišan sa dalekometom od npr T72, postoji čak i automatski unos korekcija i izbor vrste municije Ali malo je težak, pa cn...
CEMEHbi4 16-01-2007 21:51
Pa, o optomehaničkom već rečeno.
Laserski daljinomjer se može napraviti i kod kuće, ali će njegova cijena znatno premašiti cijenu kineskog i bit će nešto veća od nikona - stoga je neisplativa.
Upravo. I onda će sa njim u auto servis i neće ga zabiti u krov auta.
Demetriu $ 17-01-2007 12:19
Da, kupite kineski za 5 kg rubalja i radujte se, kada sam shvatio da nema načina bez njega, odlučio sam ga uzeti i još uvijek nisam požalio.
Konatsky 17-01-2007 07:53
citat: KVK prvobitno postavio:Rulezno.
Pomnizzo je u školskom udžbeniku imao opciju daljinomjeraKartonska traka sa trouglastom rupom. Kao da uperite trokut u osobu tako da je upisan između katete i hipotenuze i bam - vi i udaljenost na skali koja je povučena blizu katete
Master_pj 17-01-2007 12:43
Drugi način. Tačnije, sve će se završiti na ovaj način...
1) Zadaviti žabu.
2) Pogodi ostavu.
3) kupiti uređaj za 5-7 godina.
I bićete srećni...
ober 17-01-2007 13:55
citat: Konatsky prvobitno postavio:
Rulezno.
Zar ne liči ni na šta?
CORNET 17-01-2007 18:41
Storag 17-01-2007 19:50
citat: Originalno postavio Igor_IVS:
Postoji način da dobijete dobar (veoma) dalekomet, tražite zastavnika i kupite nišan sa dalekometom od npr T72, postoji čak i automatski unos korekcija i izbor vrste municije Ali malo je težak, pa cn...
Joj, DAK-2 (ili DAK-2M) upravlja, pri mjerenju dometa auti padaju sami od sebe, zaslijepi ih Više puta su oboreni na vježbama!
EagleB3 17-01-2007 22:36
Sve!!! hitno mijenjam: PSP za DAK-2 (ili DAK-2M)
Lesha 18-01-2007 12:46
citat: Originalno objavio St. Sergeant:Nekako sam uzeo "JJ" da "izmjerim" konstantne udaljenosti, dugo sam se pitao zasto "BK" ne radi kako treba
I ne tako davno sam ponovo uzeo N-440 da ga isprobam, oh, mislio sam da imam 78 metara, ali se ispostavilo da je 67 ... i "BK" je počeo da radi ispravno
Možda se pokazivao u dvorištima?
Storag 18-01-2007 16:34
Obavezno zatražite vlastitu fabričku bombonjeru u kompletu.
Pa onaj sa gusjenicama...
Ovo su ranacni daljinomjeri Mogu se nositi na leđima, iako su dimenzije i težina nešto veće od radio stanice tipa R-108
hundert 19-01-2007 17:37
ne nah...
Bolje da treniram svoje oko, i ohrabrujem telo da štedi novac (za tačno definisanu razdaljinu) sa hladnoćom :-)))
england66 21-01-2007 15:52
Ne znam koliko je to tačno, ali nišan koji sam dobio juče (HAwke SR 4-16, 50 IR) ima skalu daljinomjera. I pored toga, možete preuzeti program (Hawkeoptics/brc). Idem snimati, reci mi koliko vjeruju Moni...
hundert 22-01-2007 13:35
citat: Originalno postavio england66:
Ne znam koliko je to tačno, ali nišan koji sam dobio juče (HAwke SR 4-16, 50 IR) ima skalu daljinomjera. I pored toga, možete preuzeti program (Hawkeoptics/brc). Idem snimati, reci mi koliko vjeruju Moni...
cekamo rezultat...
Gaydamak 22-01-2007 15:44
DAK ima tri chela. Jedan Akum teži 68 kg. Srebro, međutim...
Piston_Po 22-01-2007 18:39
Sredinom 80-ih bavio sam se fotografijom (Smena-8m) i od tada imam daljinomjer. Izgleda kao 2 kutije šibica u dužinu, 0,5 kutije u širinu. Postoji prozor za gledanje, na dnu se nalazi nosač za utičnicu za blic i kotač sa snimkom - od 1 do 15 m, zatim beskonačno. Kako to radi: pogledaš kroz prozor, unutra je žuta mrlja koju uperiš u predmet, unutar mrlje se predmet "udvostruči", zatim okrećeš kotač dok se predmet ne udvostruči i snimaš snimak. Sve je u redu ali do 15 m.Princip je optičko-mehanički pa razmišljam da promijenim koji navoj ugao ogledala i kalibriram metre do 100. Ko misli da će proći?
EagleB3 22-01-2007 20:21
citat: Originalno objavio Piston_Po:I kuda će to ići. Upalit će. Samo postoje 2 "ALI" (oba proizilaze iz činjenice da za običnu kameru, za koju je razvijena ta pribluda, "beskonačnost" počinje od 10..12m, tj. svi objekti od 10m pa nadalje dobijaju se naglo => nikome ne treba za mjerenje više od 10 metara). Tako će raditi, ali:
Princip je optičko-mehanički pa razmišljam da promijenim koji navoj ugao ogledala i kalibriram do 100 metara.Ko misli da će to raditi?
1) nije potrebno menjati ugao ogledala, već BASE (razmak između optičkih osa prijemnika zraka). Ako ne povećate bazu, greška mjerenja će se povećati sa povećanjem udaljenosti. Da biste imali istu grešku na udaljenosti od 100 metara, koju ovaj uređaj sada ima za 10, morate povećati bazu za 100/10 = 10 puta. Ako je sada razmak između prozora 8 cm, onda bi trebao biti 80 cm. Ugao podešavanja, tada ga, inače, nećete morati mijenjati. Čista geometrija.
2) treba da vidite šta ciljate. Povećanje do 15 metara nije bolno. A na 50 metara ćete vidjeti da li gavran ima dvostruki obris ili ne?
d! k 24-01-2007 03:23
citat: Originalno postavio EagleB3:
Obavezno zatražite vlastitu fabričku bombonjeru u kompletu.
Pa onaj sa gusjenicama...
Predradnik objašnjava strukturu oklopnog transportera, napominjući da ima voki-toki. Neko
od vojnika pita:
- Druže zastavniče, da li je ovo radio na lampama ili poluprovodnicima?
- Ponavljam za idiote. Ovaj voki-toki je na oklopnom transporteru.
Nr45 24-01-2007 17:35
a optički jesu ili su bili na krstarici Aurora, mozes li da zakopas tamo?
~ Dimon ~ 06-02-2007 06:06
Takva misao luta na nivou koncepta.
Da, možete to učiniti, ali jeftino, ali!
Čak i za sastavljanje i otklanjanje grešaka gotove strukture, potreban vam je barem nivo "iskusnog radio amatera", za dizajn - malo više.
Suština je prilično jednostavna, a proizilazi iz zadatka:
1. Udaljenosti 0 ... 100 (150) metara.
2. Preciznost +/- 0,5m (+/- 1m).
3. Jeftino.
Kao optički nišan - kineska "olovka" 4x20.
Potreban je infracrveni laserski modul (dioda sa sočivom) snage najmanje 5mW, kvarcni sinusni generator od 455 ili 465 kHz, laserski drajver.
U prijemnom kanalu - stvarni fotodetektor, pojačalo sa AGC-om, fazni detektor, zatim kontroler sa ADC-om i potrebnim firmverom (PIC / ATmega).
Pa, zar se još nisi predomislio?
To je unatoč činjenici da se koristi pojednostavljena metoda s jednom nosećom frekvencijom (u markiranim, preciznijim uređajima, postoje dva nosioca).
Nisam posebno jak u analognim sklopovima, tako da je ideja i dalje na začelju, na dnevnom redu (i u procesu) je izgradnja egzaktnog krona sa bazom od 1000 mm, ali ako se neko uhvati za analogni dio razvoja, uradiću digitalni.
Marauder_64 06-02-2007 15:35
Potreban je infracrveni laserski modul (dioda sa sočivom) snage najmanje 5mW, ....
U prijemnom kanalu - stvarni fotodetektor ...
Podešavanje čak i tako jednostavnog sistema neće biti lako (pokušajte uhvatiti zeca, pa čak i fokusirati ga). Najvjerovatnije će se ispostaviti da je sistem ili teško ponoviti ili ga je teško prilagoditi. Plus mjere za mehaničku čvrstoću... IMHO Leika Disto je lakše slomiti. Usput, teško da će biti moguće ponoviti njegovu "mehaniku / optiku" - potreban vam je pristup tehnologiji preciznog livenja. Devedesetih su pokušali da kopiraju Microsoft miša u našoj kancelariji - opljačkali su sve: softver, konstruktivnu... čak i gumirana lopta, tako gruba zaslijepili su točak s prorezima i nisu mogli - ili utori različite debljine, pa se vrte kao jaje - napustili su ga ... a kancelarija (prema svojim mogućnostima) je i dalje uvrštena na listu vodećih istraživačkih instituta MinAtoma (zeli su se - Ministarstvo srednjih megatona) .....
~ Dimon ~ 06-02-2007 17:51
Potrebno je koristiti module sa normalizovanim uglom divergencije i
poravnanje grede i tijela, takvih ima, a mogu se naći relativno
jeftino.
Hvatanje povratnog zraka je nepotrebno, u stvarnom svijetu, u stvarnim objektima,
uvijek postoji mikroreljef, refleksija će uvijek biti jako raspršena.
Jedini ozbiljan problem je staviti krst na nevidljivu
mrlja, ovde ćeš morati da razbiješ glavu i da patiš...
Alternativa - prelazak na vidljivi opseg, podešavanje u režimu
kontinuirano zračenje, ali rade s pulsnim. Prvenstveno za
sigurnost vida, i naravno da se Vorontus ne uplaši,
ali to primjetno komplikuje elektronski dio.
šapnuti 26-02-2007 06:10
Hvala unaprijed.
xopxe 26-02-2007 10:57
citat: Originalno postavio whisper:
Zdravo svima. Na nivou ideje, raditi lijenost. Uzimamo čeljust na šipku, ugrađujemo kineski laserski pokazivač (u daljem tekstu LU) na nonius, postavljamo drugi LU pod uglom i kombiniramo dvije točke na udaljenosti od 10 do sto metara tako da omjer na kompasu je metar do milimetar. Ostaje da gađamo metu i precizno poravnamo tačke sa LU. Razumijem da vam je i dalje potreban monokul sa velikim povećanjem da biste kombinirali tačke. Šta mislite da će ispasti?
Sigurno je neko već uradio nešto vrijedno truda?
Hvala unaprijed.
I još uvijek možete ovo (ja sam to uradio tako nehotice). Postavite kolimatorski nišan i lasersku metu. Podesite lasersku metu i kolimator, na primjer, na 20 m. Na svim udaljenostima, osim na 20 m, oznake nišana će se razilaziti, a udaljenost između njih se može koristiti za određivanje udaljenosti. (Poželjno nišan sa končanicom, Ne znam da li ima takvih.)
Doktor77 26-02-2007 12:54
Svaki goniometrijski uređaj na kratkoj (tj. maloj) bazi će besramno lagati, jer je tačnost mjerenja ugla nedovoljna (od onih koji su stvarno ostvarivi). Da li će ugao biti određen - kombinovanjem slika ili zraka - više nije toliko važno.
Srdačan pozdrav - Doktor77
šapnuti 26-02-2007 15:40
U potpunosti se slazem sa Doktor77, ovo svakako nije bas ozbiljno
Bilo je interesantno, mozda je neko probao sa LU, postavio eksperiment i pitam se sta se desava, mozda i ja to uradim
S poštovanjem.
ZombY238 26-02-2007 19:04
dovraga..pa ne razumijem..
puška, za koju je potreban daljinomjer, koštat će najmanje 4-6k .. ili čak više od 10k .. za kupovinu uređaja, ali jednostavno "radne" jedinice - od 4)
a rad na izradi domaceg laserskog daljinomjera je prekompliciran i naporan i dugotrajan pothvat IMHO.. (sam optičar, imam neku ideju o ovom uređaju)
U ovom članku govorit ću o tome kako sam napravio domaći laserski daljinomjer za skeniranje pomoću triangulacijskog principa mjerenja udaljenosti, te o iskustvu korištenja na robotu.
Zašto vam je potreban daljinomjer za skeniranje?
Danas u robotici nema mnogo metoda unutrašnje navigacije. Određivanje položaja robota u prostoru pomoću laserskog skenera je jedan od njih. Važna prednost ove metode je da ne zahtijeva ugradnju svjetionika u prostoriju. Za razliku od sistema koji koriste prepoznavanje slike sa kamera, obrada podataka iz daljinomjera nije toliko zahtjevna za resurse. Ali postoji i nedostatak - složenost i, shodno tome, cijena daljinomjera.
Tradicionalno, robotika koristi laserske skenere koji koriste princip faze ili vremena leta za mjerenje udaljenosti do objekata. Implementacija ovih principa zahtijeva prilično složena kola i skupe dijelove, iako su karakteristike također pristojne - koristeći ove principe, možete postići veliku brzinu skeniranja i raspon mjerenja na velikim udaljenostima.
Ali za kućne eksperimente u robotici takvi skeneri nisu prikladni - njihove cijene počinju od 1000 dolara.
U pomoć priskaču daljinomjeri koji koriste triangulacijski princip mjerenja udaljenosti. Ova vrsta daljinomjera se prvi put pojavila u Neato robotskim usisivačima:
Vrlo brzo, amateri su dešifrirali protokol ovog daljinomjera i počeli ga koristiti u svojim projektima. Sami daljinomjeri pojavili su se na ebayu u malim količinama kao rezervni dijelovi za oko 100 dolara. Nekoliko godina kasnije, kineska kompanija je uspjela izbaciti RPLIDAR skenirajući daljinomjer, koji je isporučen kao punopravni uređaj, a ne kao rezervni dio. Samo se cijena ovih daljinomjera pokazala prilično visokom - 400 dolara.
Domaći daljinomjer
Čim sam saznao za Neato daljinomjere, poželio sam i sam da napravim sličan. Na kraju sam uspio, a proces sklapanja sam opisao na Roboforumu.
Prva verzija daljinomjera: 
Kasnije sam napravio još jednu verziju daljinomjera, pogodniju za korištenje na pravom robotu, ali mi kvalitet rada nije u potpunosti odgovarao. Došlo je vrijeme za treću verziju daljinomjera, a ona je ta koja će biti opisana u nastavku.
Skenirajući triangulacijski laserski daljinomjer
Princip mjerenja udaljenosti do objekta zasniva se na mjerenju ugla između laserskog snopa koji udara u predmet i sočiva daljinomjera. Poznavajući udaljenost laserskog sočiva (h) i izmjereni ugao, možete izračunati udaljenost do objekta - što je ugao manji, to je udaljenost veća.
Princip je dobro ilustrovan slikom iz članka:
Dakle, ključne optičke komponente takvog daljinomjera su laser, sočivo i fotoprijemna linija.
Budući da daljinomjer skenira, svi ovi dijelovi, kao i upravljačka elektronika, ugrađeni su na rotirajuću glavu.
Ovdje se može postaviti pitanje - zašto trebate rotirati optiku i elektroniku, jer možete ugraditi rotirajuće ogledalo? Problem je što tačnost daljinomjera zavisi od udaljenosti između sočiva i lasera (referentna udaljenost), tako da mora biti dovoljno velika. U skladu s tim, za kružno skeniranje bit će potrebno ogledalo čiji je promjer veći od osnovne udaljenosti. Daljinomjer s takvim ogledalom ispada prilično glomazan.
Glava za skeniranje daljinomjera je postavljena na fiksnu osnovu pomoću ležaja. Na njemu je također fiksiran motor koji rotira glavu. Također, daljinomjer bi trebao uključivati enkoder dizajniran za dobivanje informacija o položaju glave.
Kao što vidite, daljinomjeri Neato, RPLIDAR i moji domaći su napravljeni po ovoj shemi.
Najteži dio kod domaćeg daljinomjera je napraviti mehanički dio. Upravo je njen rad izazvao najviše kritika u ranim verzijama daljinomjera. Poteškoća je u izradi glave za skeniranje, koja mora biti čvrsto pričvršćena na ležaj, rotirati bez udaranja, a istovremeno ne treba nekako prenositi električne signale.
U drugoj verziji daljinomjera sam prva dva problema riješio korištenjem dijelova starog HDD-a - sam disk je korišten kao osnova glave za skeniranje, a motor na koji je montiran već je sadržavao visokokvalitetne ležajeve. Istovremeno se pojavio i treći problem - električni vodovi mogli su se provući samo kroz malu rupu na osovini motora. Uspio sam napraviti domaću 3-linsku četku fiksiranu u ovu rupu, ali rezultirajući dizajn je bučan i nepouzdan. Istovremeno se pojavio još jedan problem - nije bilo linije za prosljeđivanje signala enkodera, a senzor enkodera u takvom dizajnu trebao bi biti instaliran na glavi, a disk enkodera s oznakama na fiksnoj bazi. Disk enkodera nije bio čvrst i to je često izazivalo probleme.
Fotografija druge verzije daljinomjera:
Još jedan nedostatak rezultirajućeg daljinomjera je njegova mala brzina skeniranja i snažan pad tačnosti na udaljenosti većoj od 3 m.
Upravo sam te nedostatke odlučio ukloniti u trećoj verziji daljinomjera.
Elektronika
U principu, elektronski dio triangulacionog daljinomjera je prilično jednostavan i sadrži samo dvije ključne komponente - ravnalo osjetljivo na svjetlost i mikrokontroler. Ako nema problema s odabirom kontrolera, onda je s ravnalom sve mnogo složenije. Ravnilo osjetljivo na svjetlo koje se koristi u takvom daljinomjeru mora istovremeno imati dovoljno visoku osjetljivost na svjetlost, omogućiti čitanje signala velikom brzinom i imati malu veličinu. Različite CCD linije koje se koriste u potrošačkim skenerima obično su prilično dugačke. Ravnila koja se koriste u skenerima bar kodova također nisu najkraća i najbrža.
U prvoj i drugoj verziji daljinomjera koristio sam liniju TSL1401 i njen analogni iC-LF1401. Ova ravnala se dobro uklapaju i jeftina su, ali sadrže samo 128 piksela. Za precizno mjerenje udaljenosti do 3 metra, to nije dovoljno, a štedi samo mogućnost analize podpikselne slike.
U trećoj verziji daljinomjera odlučio sam koristiti liniju ELIS-1024:
Međutim, nije ga bilo lako kupiti. Glavni dobavljači elektronike jednostavno nemaju ove linije.
Prva linija koju sam mogao kupiti na Taobao-u pokazala se neispravnom. Drugi sam kupio na Aliexpressu (za 18 dolara), pokazalo se da radi. Oba ravnala su izgledala zalemljena - oba su imala kalajisane kontakte i, sudeći po oznakama, proizvedena su 2007. godine. Štaviše, čak i na fotografijama većina kineskih prodavaca linije je upravo takva. Izgleda da se zaista nova linija ELIS-1024 može kupiti samo direktno od proizvođača.
Fotoosetljivi lenjir ELIS-1024, kako samo ime kaže, sadrži 1024 piksela. Ima analogni izlaz i jednostavan je za rukovanje.
Linija DLIS-2K ima još bolje karakteristike. Sa sličnim dimenzijama, sadrži 2048 piksela i ima digitalni izlaz. Koliko ja znam, to se koristi u Neato daljinomjeru, a možda i u RPLIDAR-u. Međutim, vrlo ga je teško pronaći na slobodnom tržištu, čak se ni u kineskim trgovinama ne pojavljuje često i skupo je - više od 50 dolara.
Budući da sam odlučio koristiti ravnalo s analognim signalnim izlazom, mikrokontroler daljinomjera bi trebao sadržavati prilično brz ADC. Stoga sam odlučio koristiti seriju kontrolera - STM32F303, koji po relativno niskoj cijeni imaju nekoliko brzih ADC-a koji mogu raditi istovremeno.
Kao rezultat toga, dobio sam sljedeću shemu: 
Signal iz linije (pin 10) ima dovoljno visok nivo jednosmerne komponente i mora se filtrirati pomoću kondenzatora za blokiranje.
Zatim je potrebno pojačati signal - za to se koristi AD8061 operacijsko pojačalo. Daleki objekti daju prilično slab signal, pa sam morao podesiti pojačanje na 100.
Kako se pokazalo kao rezultat eksperimenata, čak i u nedostatku signala, na izlazu odabranog op-pojačala je iz nekog razloga stalno prisutan napon od oko 1,5V, što ometa obradu rezultata i pogoršava tačnost mjerenja amplitude signala. Da bih se riješio ovog ofseta, morao sam primijeniti dodatni napon na invertirajući ulaz op-pojačala.
3D render rutiranog PCB-a: 
Koristio sam dvostranu ploču, prilično je teško napraviti takvu ploču kod kuće sa visokim kvalitetom, pa sam naručio proizvodnju ploča u Kini (morao sam naručiti 10 komada odjednom):
U ovom daljinomjeru koristio sam jeftino 16mm M12 navojno sočivo. Objektiv se pričvršćuje na štampanu ploču pomoću gotovog držača objektiva (koristi se u raznim fotoaparatima).
Laser u ovom daljinomjeru je infracrveni (780 nm) laserski modul snage 3,5 mW.
U početku sam pretpostavio da će lasersko zračenje trebati modulirati, ali se kasnije pokazalo da sa korištenim ravnalom u tome nema smisla, pa je stoga laser sada stalno uključen.
Da bi se provjerila funkcionalnost elektronike, sastavljen je sljedeći dizajn koji simulira glavu za skeniranje daljinomjera:
Već u ovom obliku bilo je moguće provjeriti kakvu točnost mjerenja udaljenosti daljinomjer može pružiti.
Za analizu signala koji generiše ravnalo, napisani su testni programi za mikrokontroler i PC.
Primjer signala sa ravnala (predmet na udaljenosti od 3 m).
U početku, dijagram nije bio potpuno isti kao što je prikazano gore. Tokom eksperimenata, morao sam djelomično preraditi originalnu shemu, tako da su, kao što se vidi na fotografijama, neki od detalja morali biti montirani na zid.
Mehanički dio
Nakon što je elektronika fino podešena, vrijeme je za izradu mehaničkog dijela.
Ovaj put se nisam zamarao mehanikom sa HDD-a, već sam odlučio da napravim mehaničke dijelove od tečne plastike, izlivene u silikonski kalup. Ova tehnologija je detaljno opisana na Internetu, uključujući i Giktime.
Nakon što sam napravio dijelove, postalo je jasno da će izrada dijelova na 3D štampaču biti lakša, mogli bi izaći teže, a možda bi se mogao napraviti jedan dio umjesto dva. Nemam pristup 3D štampaču, pa bih morao da naručim izradu dela od neke firme.
Fotografija jednog od dijelova glave za skeniranje daljinomjera:
Ovaj dio je osnova glave. Sastoji se od čahure, na koju se kasnije stavlja ležaj, i diska. Disk je namijenjen za pričvršćivanje drugog dijela tornja, osim toga, disk enkodera je zalijepljen na njega odozdo.
Čaura i disk sadrže prolaznu rupu u koju je umetnut kupljeni sklop četkice od 6 redova - možete vidjeti na fotografiji. Žice koje su vidljive na fotografiji mogu se rotirati u odnosu na tijelo ove jedinice. 2 para četkica koriste se za prijenos GND i UART TX signala radi poboljšanja stabilnosti rada. Preostale 2 linije se koriste za napon napajanja i signal enkodera.
Silikonski kalup za livenje ovog dela:
Drugi dio glave za skeniranje napravljen je na isti način. Dizajniran je za pričvršćivanje PCB-a i lasera na disk. Nažalost, nisam sačuvao nijednu fotografiju kako je ovaj dio napravljen, tako da se može vidjeti samo kao dio daljinomjera.
Kuglični ležaj se koristi za pričvršćivanje glave za skeniranje na bazu daljinomjera. Koristio sam jeftin kineski ležaj 6806ZZ. Da budem iskren, nije mi se svidio kvalitet ležaja - os njegove unutrašnje čahure je mogla odstupiti u odnosu na vanjsku os za mali ugao, zbog čega se glava daljinomjera također malo naginje. Pričvršćivanje ležaja na dio diska i bazu će biti prikazano ispod.
Osnovu sam napravio od prozirnog pleksiglasa debljine 5 mm. Na osnovu su pričvršćeni ležaj, senzor enkodera, motor daljinomjera i mali PCB. Sama baza se postavlja na bilo koju prikladnu površinu pomoću postolja.
Ovako izgleda donji dio daljinomjera: 
Štampana ploča sadrži podesivi linearni regulator napona za napajanje motora i jastučiće za povezivanje žica sklopa četkica. Ovdje se isporučuje i napajanje daljinomjera.
Kao i kod drugih daljinomjera, motor rotira glavu za skeniranje pomoću remena. Da ne bi ispao iz čahure, na njemu je posebno udubljenje.
Kao što možete vidjeti na fotografiji, ležaj je pričvršćen za bazu sa tri vijka. Na glavi za skeniranje, ležaj se drži izbočenjem na čahuri i pritisnuto uz njega drugim zavrtnjima koji istovremeno drže sklop četkice.
Enkoder se sastoji od papirnog diska sa ispisanim linijama i optokaplera sa reflektirajućim fototranzistorom. Optokapler je pričvršćen postoljem na postolje tako da je ravan diska pored njega:
Signal sa optokaplera se preko četkica prenosi na ulaz komparatora mikrokontrolera. DAC mikrokontrolera djeluje kao referentni izvor napona za komparator.
Da bi daljinomjer odredio položaj nultog ugla, na disku enkodera je nacrtana duga linija koja označava nulti položaj glave (vidljivo je desno na gornjoj fotografiji).
Ovako izgleda sklopljeni daljinomjer: 
Pogled odozgo: 
Konektor na poleđini daljinomera se koristi za flešovanje mikrokontrolera.
Za balansiranje glave za skeniranje, ispred nje je postavljena velika matica - gotovo potpuno eliminira vibracije kada se glava okreće.
Sastavljeni daljinomjer treba podesiti - postaviti laser u takav položaj da svjetlost reflektirana od objekata udari u liniju foto-prijema. Oba plastična dijela sadrže koaksijalne rupe smještene ispod laserskog žljeba. Vijci za podešavanje su ušrafljeni u rupe, prislonjeni uz tijelo lasera. Okretanjem ovih vijaka, nagib lasera se može promijeniti.
Posmatrajući oblik i amplitudu primljenog signala u programu na računaru i mijenjajući nagib lasera, potrebno je postići maksimalnu amplitudu signala.
Također, triangulacijski daljinomjeri zahtijevaju kalibraciju, o čemu sam pisao ranije:
Da bi senzor mogao izmjeriti udaljenost potrebno ga je kalibrirati, tj. odrediti zakon koji povezuje rezultat koji senzor daje i stvarnu udaljenost. Sam proces kalibracije je niz mjerenja, kao rezultat kojih se formira skup udaljenosti od senzora do određenog objekta i odgovarajući rezultati.
U ovom slučaju kalibracija je bila serija mjerenja udaljenosti do različitih objekata pomoću daljinomjera domaće izrade i laserske vrpce, nakon čega se pomoću dobivenih parova mjerenja vrši regresiona analiza i sastavlja se matematički izraz.
Rezultirajući daljinomjer ima značajan nedostatak - zbog nedostatka modulacije laserskog zračenja, ne radi ispravno ni pod jakim osvjetljenjem. Uobičajena rasvjeta prostorije (čak i kada se koristi snažan luster) ne utiče na rad daljinomjera, ali daljinomjer pogrešno mjeri udaljenost do površina koje su direktno osvijetljene suncem. Da bi se riješio ovaj problem, u daljinomjer mora biti uključen filter interferencije, koji prenosi svjetlosno zračenje samo određene valne dužine - u ovom slučaju 780 nm.
Evolucija domaćih daljinomjera:
Ukupne dimenzije rezultirajućeg daljinomjera:
Veličina osnove: 88 × 110 mm.
Ukupna visina daljinomjera: 65 mm (može se smanjiti na 55 smanjenjem visine nosača).
Prečnik glave skeniranja: 80 mm (kao mini-CD).
Kao i svaki drugi triangulacijski daljinomjer, tačnost mjerenja udaljenosti ovog daljinomjera dramatično opada s povećanjem udaljenosti.
Prilikom mjerenja udaljenosti do objekta s koeficijentom refleksije od oko 0,7, dobio sam otprilike sljedeće karakteristike tačnosti:
| Razdaljina | Scatter |
|---|---|
| 1m | |
| 2 m | 2 cm |
| 5 m | 7 cm |
Cijena proizvodnje daljinomjera:
| Uradi sam, $ | Opt., $ | |
|---|---|---|
| Baza | ||
| Osnovna ploča | 1,00 | 0,50 |
| Motor | 0,00 | 1,00 |
| Ležaj | 1,50 | 1,00 |
| Sklop četke | 7,50 | 5,00 |
| Fasteners | 0,00 | 2,00 |
| Glava za skeniranje | ||
| STM32F303CBT6 kontroler | 5,00 | 4,00 |
| Fotodetektorski lenjir | 18,00 | 12,00 |
| Ostala elektronika | 4,00 | 3,00 |
| Plati | 1,50 | 0,50 |
| Objektiv | 2,00 | 1,50 |
| Držač sočiva | 1,00 | 0,50 |
| Laser | 1,00 | 0,80 |
| Plastični dijelovi | 3,00 | 2,00 |
| Fasteners | 0,00 | 1,00 |
| Skupština | 0,00 | 20,00 |
| Ukupno: | 45,50 | 54,80 |
U prvom stupcu - koliko me je daljinomjer koštao, u drugom - koliko bi mogao koštati u industrijskoj proizvodnji (procjena vrlo približno).
Softver za daljinomjer
Prije pisanja programa potrebno je izračunati frekvenciju takta na kojoj će raditi fotodetektorska linija.
U starim verzijama daljinomjera, frekvencija skeniranja bila je ograničena na 3 Hz, u novom daljinomjeru odlučio sam je povećati - 6 Hz (ovo je uzeto u obzir pri odabiru ravnala). Daljinomjer vrši 360 mjerenja po obrtaju, tako da bi pri naznačenoj brzini trebao biti u mogućnosti da izvrši 2160 mjerenja u sekundi, odnosno jedno mjerenje treba da traje manje od 460 μs. Svako merenje se sastoji od dve faze – ekspozicije (akumulacija svetlosti lenjirom) i očitavanja podataka sa lenjira. Što se signal čita brže, to može biti duže vrijeme ekspozicije, a samim tim i veća amplituda signala. Sa frekvencijom takta linije od 8 MHz, vrijeme očitavanja od 1024 piksela biće 128 μs, sa 6 MHz - 170 μs.
Na frekvenciji takta mikrokontrolera STM32F303 od 72 MHz, maksimalna brzina uzorkovanja ADC-a je 6 MSPS (sa 10-bitnom konverzijom). Pošto sam želio da testiram rad daljinomjera na taktnoj frekvenciji linije od 8 MHz, odlučio sam da koristim način rada ADC-a, u kojem dva ADC-a rade istovremeno (Dual ADC mod - Interleaved mode). U ovom načinu rada, signal iz vanjskog izvora pokreće ADC1, a zatim, nakon konfigurabilnog vremena, ADC2:
Kao što možete vidjeti iz dijagrama, ukupna brzina uzorkovanja ADC-a je dvostruko veća od frekvencije okidača (u ovom slučaju to je signal sa TIM1 tajmera).
U ovom slučaju, TIM1 takođe mora formirati takt signal za fotodetektorski niz, sinhroni sa ADC uzorcima.
Da biste primili dva signala od jednog tajmera sa frekvencijama koje se razlikuju dva puta, možete prebaciti jedan od kanala tajmera u TIM_OCMode_Toggle mod, a drugi kanal mora generirati regularni PWM signal.
Blok dijagram programa daljinomjera: 
Ključni dio programa je upravo hvatanje podataka sa lenjira i njegovo upravljanje. Kao što možete vidjeti iz dijagrama, ovaj proces se odvija na hardverskom nivou, zbog zajedničkog rada TIM1, ADC1/2 i DMA. Za održavanje konstantnog vremena ekspozicije ravnala, koristi se TIM17 tajmer koji radi u režimu Single Pulse.
TIM3 tajmer generiše prekide kada se pokrene komparator spojen na enkoder. Zbog toga se izračunava period rotacije glave za skeniranje daljinomjera i njen položaj. Na osnovu dobijenog perioda rotacije, period tajmera TIM16 se izračunava tako da generiše prekide kada se glava okrene za 1 stepen. Upravo ovi prekidi se koriste za pokretanje izlaganja vladara.
Nakon što DMA prenese svih 1024 vrijednosti koje je ADC uhvatio u memoriju kontrolera, program počinje analizirati ove podatke: prvo traži poziciju maksimuma signala s preciznošću piksela, a zatim, koristeći algoritam pretraživanja centra gravitacije , sa većom preciznošću (0,1 piksela). Rezultirajuća vrijednost se pohranjuje u niz rezultata. Nakon što glava za skeniranje napravi punu revoluciju, u trenutku prolaska kroz nulu, ovaj niz se prenosi na UART modul pomoću drugog DMA kanala.
Korištenje daljinomjera
Kvalitet ovog daljinomjera, kao i prethodnih, provjeren je pomoću samopisnog programa. Ispod je primjer slike koju je generirao ovaj program kao rezultat rada daljinomjera: 
Međutim, daljinomjer nije napravljen tako da samo leži na stolu - postavljen je na stari Roomba 400 usisivač umjesto na drugu verziju: 
Robot je također opremljen Orange Pi PC-om, dizajniranim za kontrolu i komunikaciju s robotom.
Kako se pokazalo, zbog velikog pada napona na linearnom napajanju motora daljinomjera, daljinomjeru je potreban napon napajanja od 6 V da bi radio pri brzini od 6 o/s. Stoga se Orange Pi i daljinomjer napajaju odvojenim DC-DC pretvaračima.
Koristim ROS za kontrolu robota i analizu podataka iz daljinomjera.
Podatke iz daljinomjera obrađuje poseban ROS drajver (baziran na drajveru Neato daljinomjera), koji prima podatke od daljinomjera putem UART-a, pretvara ih u udaljenosti do objekata (pomoću podataka o kalibraciji) i objavljuje ih u standardnom ROS formatu .
Ovako izgleda primljena informacija u rvizu (ROS program za vizualizaciju podataka), robot je instaliran na podu: 
Dužina stranice kaveza je 1 metar.
Nakon što podaci uđu u ROS, mogu se obraditi pomoću gotovih softverskih paketa. Da bih napravio mapu stana, koristio sam hector_slam. Za referencu: SLAM je metoda simultane izgradnje karte područja i određivanja položaja robota na njoj.
Primjer rezultirajuće karte stana (oblik je pomalo neobičan, jer daljinomjer "vidi" namještaj, a ne zidove i nisu prikazane sve sobe): 
ROS vam omogućava da kombinujete više programa („čvorova“ u ROS terminologiji) koji rade na različitim računarima u jedan sistem. Zbog toga se na Orange Pi-ju mogu pokretati samo Roomba i daljinomjerni ROS drajveri, a analiza podataka i kontrola robota mogu se vršiti sa drugog računara. Istovremeno, eksperimenti su pokazali da hector_slam dobro radi i na Orange Pi-u, razumno opterećujući procesor, tako da je sasvim moguće organizirati potpuno autonoman rad robota.
SLAM sistem, zahvaljujući podacima iz daljinomjera, omogućava robotu da odredi svoju poziciju u prostoru. Koristeći podatke o poziciji robota i konstruisanu mapu, moguće je organizovati navigacioni sistem koji omogućava robotu da „usmjeri“ robota do određene tačke na mapi. ROS sadrži softverski paket za rješavanje ovog problema, ali, nažalost, nisam mogao natjerati da radi kako treba.
Video o daljinomjeru:
Detaljniji video o izgradnji mape koristeći hector_slam:
Izvorni kodovi programa kontrolera
U ovom članku ću govoriti o tome kako sam napravio laserski daljinomjer i kako on radi. Odmah napominjem da je dizajn maketa i da se ne može koristiti za praktičnu upotrebu. To je učinjeno samo kako bi se osiguralo da fazni daljinomjer zaista možete sami sastaviti.
Teorija
Često se nailazi na mišljenje da se uz pomoć lasera udaljenost mjeri samo direktnim mjerenjem vremena "leta" laserskog impulsa od lasera do reflektirajućeg objekta i nazad. Zapravo, ova metoda (nazvana pulsirajuća ili vremensko-letna, TOF) se koristi uglavnom u slučajevima kada su udaljenosti do željenog objekta dovoljno velike (> 100m). Budući da je brzina svjetlosti vrlo velika, prilično je teško izmjeriti vrijeme leta svjetlosti, a time i udaljenost, sa velikom preciznošću u jednom laserskom impulsu. Svjetlost putuje 1 metar za oko 3,3 ns, tako da bi tačnost mjerenja vremena trebala biti nanosekunda, iako će tačnost mjerenja udaljenosti i dalje biti desetine centimetara. Za mjerenje vremenskih intervala s takvom preciznošću koriste se FPGA i specijalizirana mikro kola.Video o daljinomjeru:
Radni raspon rezultirajućeg daljinomjera bio je prilično kratak: 1,5-2 m, ovisno o koeficijentu refleksije objekta.
Da biste povećali domet, možete koristiti poseban reflektor na koji ćete morati usmjeriti laserski snop.
Za ovaj eksperiment napravio sam reflektor sočiva koji se sastoji od sočiva s mat papirom u fokusu. Ovaj dizajn reflektira svjetlost do iste tačke odakle je emitovana, međutim, prečnik zraka se povećava.
Reflektor fotografija: 
Korištenje reflektora: 
Kao što vidite, udaljenost do reflektora je 6,4 metra (u stvarnosti je bila oko 6,3). U ovom slučaju, signal se toliko povećava da se mora prigušiti usmjeravanjem laserske zrake na rub reflektora.
Preciznost rezultirajućeg daljinomjera je 1-2 centimetra, što odgovara tačnosti mjerenja faznog pomaka - 0,2-0,5 stepeni. Istovremeno, da bi se postigla ovakva tačnost, podaci moraju biti usredsređeni predugo – jedno merenje traje 0,5 sekundi. Možda je to zbog upotrebe PLL-a za oblikovanje signala - ima prilično veliki podrhtavanje. Iako mislim da je za domaću matičnu ploču, čiji je analogni dio napravljen prilično nezgrapno, u kojoj su prilično dugačke žice, čak i ta preciznost prilično dobra.
Napominjemo da na Internetu nisam mogao pronaći niti jedan postojeći projekat faznog daljinomjera (barem sa projektnim dijagramom), što je bio razlog za pisanje ovog članka.
Tagovi:
- laserski daljinomjer
- stm32
- stm32f4discovery
U ovom članku ću govoriti o tome kako sam napravio laserski daljinomjer i kako on radi. Odmah napominjem da je dizajn maketa i da se ne može koristiti za praktičnu upotrebu. To je učinjeno samo kako bi se osiguralo da fazni daljinomjer zaista možete sami sastaviti.
Teorija
Često se nailazi na mišljenje da se uz pomoć lasera udaljenost mjeri samo direktnim mjerenjem vremena "leta" laserskog impulsa od lasera do reflektirajućeg objekta i nazad. Zapravo, ova metoda (nazvana pulsirajuća ili vremensko-letna, TOF) se koristi uglavnom u slučajevima kada su udaljenosti do željenog objekta dovoljno velike (> 100m). Budući da je brzina svjetlosti vrlo velika, prilično je teško izmjeriti vrijeme leta svjetlosti, a time i udaljenost, sa velikom preciznošću u jednom laserskom impulsu. Svjetlost putuje 1 metar za oko 3,3 ns, tako da bi tačnost mjerenja vremena trebala biti nanosekunda, iako će tačnost mjerenja udaljenosti i dalje biti desetine centimetara. Za mjerenje vremenskih intervala s takvom preciznošću koriste se FPGA i specijalizirana mikro kola.Video o daljinomjeru:
Radni raspon rezultirajućeg daljinomjera bio je prilično kratak: 1,5-2 m, ovisno o koeficijentu refleksije objekta.
Da biste povećali domet, možete koristiti poseban reflektor na koji ćete morati usmjeriti laserski snop.
Za ovaj eksperiment napravio sam reflektor sočiva koji se sastoji od sočiva s mat papirom u fokusu. Ovaj dizajn reflektira svjetlost do iste tačke odakle je emitovana, međutim, prečnik zraka se povećava.
Reflektor fotografija:
Korištenje reflektora:
Kao što vidite, udaljenost do reflektora je 6,4 metra (u stvarnosti je bila oko 6,3). U ovom slučaju, signal se toliko povećava da se mora prigušiti usmjeravanjem laserske zrake na rub reflektora.
Preciznost rezultirajućeg daljinomjera je 1-2 centimetra, što odgovara tačnosti mjerenja faznog pomaka - 0,2-0,5 stepeni. Istovremeno, da bi se postigla ovakva tačnost, podaci moraju biti usredsređeni predugo – jedno merenje traje 0,5 sekundi. Možda je to zbog upotrebe PLL-a za oblikovanje signala - ima prilično veliki podrhtavanje. Iako mislim da je za domaću matičnu ploču, čiji je analogni dio napravljen prilično nezgrapno, u kojoj su prilično dugačke žice, čak i ta preciznost prilično dobra.
Napominjemo da na Internetu nisam mogao pronaći niti jedan postojeći projekat faznog daljinomjera (barem sa projektnim dijagramom), što je bio razlog za pisanje ovog članka.
Oznake: Dodaj oznake
