Daljinomjer je uređaj koji je dizajniran za određivanje točne udaljenosti od promatrača do konkretnog objekta. Uređaj je jednostavno neophodan u inženjerskoj geodeziji, izgradnji dalekovoda i komunikacija, poljoprivredi, turizmu, navigaciji, vojnim poslovima...
Klasifikacija uređaja za mjerenje udaljenosti
Kada i gdje su se pojavili prvi mjerači raspona? Ovaj je uređaj prvi put pušten u prodaju 1992. godine na Zapadu, ali je njegova cijena dosegla nekoliko tisuća dolara. A samo četiri godine kasnije ovi su uređaji postali dostupni širem krugu korisnika. Tada su počele raditi mnoge tvrtke u ovom smjeru. I danas postoji dosta varijanti ovog instrumenta, najprecizniji koriste laserski princip u svom radu, poznati model Daljinomjerom se smatra kantica za zalijevanje (Leica), au asortimanu postoje i drugi uređaji slične namjene, primjerice s laserima.
Koji je princip rada? Modeli aktivni tip izmjerite udaljenost pomoću vremena koje je poslani signal potrošio na putovanje do objekta i natrag. Brzina kojom se taj signal širi je, naravno, unaprijed poznata (brzina zvuka i svjetlosti). Određivanje udaljenosti pomoću pasivnih inačica uređaja temelji se na izračunu visine jednakokračnog trokuta. Aktivni su podijeljeni u tri vrste: zvučni, svjetlosni, laserski. A postoje i dvije pasivne: optička i filamentna.
Daljinomjeri aktivnog tipa - proučavanje rada oruđa
Zvučni modeli mjere udaljenost do objekata koji reflektiraju zvučne valove. Rade na principu eholokatora, odnosno prvo se emitira kratki zvučni impuls koji ima vrlo visoka frekvencija. Zatim se uključi mikrofon i broji se vrijeme tijekom kojeg će se zvučni puls vratiti natrag, reflektiran od nekog objekta. Kada povratni signal stigne do senzora, rezultat će biti poznat. Svjetlosni tipovi uređaja za mjerenje udaljenosti koriste modulaciju svjetlosti u svjetlini s konstantnom ili promjenjivom frekvencijom.
Udaljenost se izračunava faznom razlikom između reflektirane i poslane svjetlosti. To zahtijeva sofisticiranu elektroničku i električni uređaji u uređaju. Upravo uz pomoć svjetlosnih modela utvrđena je točna udaljenost Zemlje od Mjeseca. Laserski instrumenti uključuju glavne elemente uređaja - reflektor i emiter. Uz pomoć posebnih funkcijske tipke možete postaviti početnu točku i koristiti sve softverske mogućnosti uređaj. Također, neki modeli opremljeni su dodatnim funkcijama - reflektirajuća ploča za provjeru, mjerenje temperature zraka, odabir mjernog sustava, podešavanje automatsko isključivanje, indikator baterije.
Pri radu s laserskim uređajem nije potrebna pomoć druge osobe, kao što je npr. Kako bi se izračunala udaljenost do konkretnog objekta, trebate u njega usmjeriti lasersku zraku. Uređaj mjeri vrijeme potrebno da zraka prijeđe od njega do objekta i nakon odbijanja se vrati. Kao rezultat, izrađuju se izračuni i podaci se prikazuju na zaslonu. Možete mjeriti vodoravne i okomite ravnine. Pomoću laserskog daljinomjera također možete izmjeriti volumen prostorije i njezinu ukupnu površinu.
Osim toga, takav uređaj daje jedinstvena prilika mjeriti samo određeni dio zida, a ne cijeli zid. Također možete definirati širinu i visinu objekta.
Veliki plus je to laserski uređaj može izračunati prosjek nekoliko mjerenja, a točnost će biti na vrlo visokoj razini. Također je moguće saznati površinu okruglih predmeta, a ne samo pravokutnih ili kvadratnih. Ako soba ima kosi strop, tada će alat odrediti ne samo područje, već i kut nagiba i duljinu nagiba. Sva mjerenja mogu se provoditi na udaljenosti do 200 metara. Ako vam je uređaj potreban za mjerenje samo prostorija, dovoljno je kupiti uređaj čiji mjerni domet ne prelazi 50 metara. Ako ćete raditi na velikim udaljenostima, trebali biste također koristiti stativ i reflektirajuću ploču, to će vam omogućiti da dobijete preciznije rezultate. Ali ne mogu se svi modeli montirati na tronožac; to je potrebno razjasniti s prodavačem.
Glavne karakteristike laserskih instrumenata ne ovise samo o dizajnu, na primjer, raspon mjerenja ovisi o snazi izvora zračenja i vanjski uvjeti posao, na primjer, rasvjeta će utjecati na domet. Zasebno je napomenuti da se smanjuje ako se mjerenja provode na otvorenom. Modeli za kućanstvo imaju male pogreške, a te se pogreške povećavaju pri mjerenju na velikim udaljenostima. Ali čak i takve opcije laserski uređaji relativno skupo.
Domet mjerimo pasivnim metodama
Optički daljinomjer može biti dvije vrste - stereoskopski i monokularni. Unatoč činjenici da se razlikuju u dizajnu dijelova, njihov osnovni dizajn je isti, osim toga, principi rada su identični. Pomoću dva poznata kuta trokuta, kao i jedne poznate stranice, određuje se njegova nepoznata stranica. Dva teleskopa stvaraju sliku objekta. Čini se da je objekt promatran u različitih smjerova. Osim toga, takvi uređaji mogu biti preklapanje cijelog polja ili preklapanje pola polja - gornja polovica slike s jednog teleskopa kombinira se s donjom polovicom drugog.
Monokularni modeli su vrsta optičkih, također rade na principu kombiniranja slika, a vrlo često se ugrađuju u fotografsku opremu za dobivanje oštrije slike. Prednosti monokularnih daljinomjera su u tome što nema potrebe za preciznim horizontalnim nišanjenjem, a slika se tijekom mjerenja pomiče iu desnom iu lijevom polju. Nedostaci monokularnih uređaja su veliki zamor operatera, budući da se rad obavlja jednim okom, također je praktički nemoguće raditi s pokretnim objektima, a predmet mora imati jasnu generatrisu koja se nalazi pod kutom od devedeset stupnjeva u odnosu na razdjelnu liniju polja, inače će se točnost mjerenja značajno smanjiti.
Stereoskopski modeli također su vrsta optičkih i imaju dvostruki teleskop. U žarišnoj ravnini postoje oznake, a slika objekta kombinirana je sa slikom tih oznaka, udaljenost je potpuno proporcionalna pomaku kompenzatora. Glavna prednost stereoskopskog instrumenta u odnosu na monokularni instrument je točnije mjerenje udaljenosti. Koriste se za određivanje dometa, kao i visine leta i njegovih kutnih koordinata. Najjači stereoskopski uređaji mogu raditi na udaljenostima do 50.000 metara, što se tiče mjerenja nadmorske visine, ovdje su brojke nešto manje - do 20.000 metara.
Navojna verzija daljinomjera je najjednostavniji tip instrumenta za ovu svrhu, koji ima konstantan kut paralakse, zbog čega možete napraviti takav daljinomjer vlastitim rukama ako iznenada trebate izmjeriti domet, ali ne imaj vremena za kupovinu ili ti je žao novca. Može detektirati udaljenosti do 300 metara. Kao baza ovog uređaja koristi se letva za niveliranje sa centimetarskim podjelama, a u vidnom polju cijevi vidljive su posebne linije. Kako radi: za točno određivanje udaljenosti broji se broj podjela između linija, a željena udaljenost u konačnici će biti udaljenost u metrima. Navojni uređaj ima vrlo jednostavan dizajn i vrlo jednostavan princip rada, također je u stanju izračunati udaljenost bez puno pogreške. Ali elektronički daljinomjer ipak pobjeđuje u pogledu točnosti.
hundert 16-01-2007 14:34
Eto, baš želim imati takav uređaj, ali vodozemac se guši kad pogledam cjenike u trgovini.
Možda postoji nešto slično u svijetu, čak nije laser, nego neka vrsta optičko-mehaničke niti, koja se može reproducirati kod kuće.
Py-Sy. Pretraga nije dala ništa razumljivo :-(
ober 16-01-2007 14:41
pomoći će vam vaga daljinomjera
Sana 16-01-2007 14:42
Najjednostavniji daljinomjer je metar. Postoje modeli do 100 metara! i kakva točnost!
Kaynin 16-01-2007 14:48
Postoje optički daljinomjeri - princip rada je isti kao kod starih kamera.
one koje sam vidio izgledale su kao VHS video kaseta i koštale su oko 2000 rubalja.
posljednji put viđen u Sportaktivu na Zvenigorodskoje cesti (Moskva)
Točnost određivanja je dobra do 30-40m, zatim opada - naime, nakon 50m je točno onoliko koliko treba.
ober 16-01-2007 14:59
Zaboravili su na laserske rulete
julbu 16-01-2007 15:01
Uzmite dvije rupe. pokazivači (i bolji modul laser), razmaknite ih 20 centimetara, jednu učvrstite nepomično, drugu na rotirajuću os. Princip mjerenja je jednostavan - spojite dvije oznake na objektu, a udaljenost se može odrediti iz kuta rotacije pokretnog laserskog modula. Ali Kainin je ispravno napisao, kako se udaljenost povećava, točnost mjerenja će se smanjiti - stoga je sranje, bolje je kupiti normalnu.
Kaynin 16-01-2007 15:01
citat: Izvorno objavio ober:jeftiniji od konvencionalnih daljinomjera?
Zaboravili su na laserske rulete
ober 16-01-2007 15:03
Iskreno, ne znam cijenu. Vidio sam ultrazvuk. Za oko 1900 rubalja.
Kaynin 16-01-2007 15:09
citat: Prvotno objavio julbu:postojao je lakši način.
Uzmite dvije rupe. pokazivače (ili još bolje, laserski modul), razmaknite ih 20 centimetara.
Je li ideja jasna?
hundert 16-01-2007 15:10
ober
Raspon ultrazvučnih mjernih traka je kratak
do sane
a također i čekić i set čavala da kazne ne odlete dok se mjeri udaljenost do njih :-)))
julbu 16-01-2007 15:15
postojao je lakši način.postavite pokazivač iznad (ispod) nišana što je više moguće.
i točku s metar i nišan nišana dovesti na daljinu gađanja - na 50m npr.
na drugim udaljenostima, točka će biti viša (niža) od nišana za iznos koji jasno ovisi o rasponu. daj znak - i to je to.Je li ideja jasna?
Kaynin, još je jednostavnije - pucaš - gledaš gdje si pogodio - ispravljaš
ober 16-01-2007 15:22
2 hundert: Reći ću čak i više - metarske trake više ne odgovaraju maloj meti. Ali na streljani sam vidio laserski rulet na djelu. Demaskirajući znak - crvena mrlja - poništit će sve pokušaje mjerenja udaljenosti tijekom lova.
KVK 16-01-2007 15:30
Pomnizzo je u školskom udžbeniku imao opciju daljinomjera
hundert 16-01-2007 15:43
ober
ne mjeri prema meti nego prema detaljima okolnog područja, ali to vrijedi za metar - čak i ako ne označi udaljenost do stupa, neće vidjeti stup
Mirotvorac 16-01-2007 15:57
citat: Izvorno objavio Kainin:
postavite pokazivač iznad (ispod) nišana što je više moguće.
i točku s metar i nišan nišana dovesti na daljinu gađanja - na 50m npr.
na drugim udaljenostima, točka će biti viša (niža) od nišana za iznos koji jasno ovisi o rasponu. daj znak - i to je to.
Ja sam na rat1377PSP i provjeravam udaljenost, na točki od centra lasera.
30m-nula. tijekom dana točka nije uvijek uočljiva
ober 16-01-2007 16:47
ako je vrana na grani, rulet se odmara. Ako je patka na vodi, tada se rulet odmara.
Igor_IVS 16-01-2007 21:00
Postoji način da se nabavi dobar (vrlo) daljinomjer, potraži zastavnik i kupi nišan s daljinomjerom od npr. T72, čak imaju automatski unos dopune i izbor vrste streljiva ali malo je težak pa spavaj....nije išlo
CEMEHbi4 16-01-2007 21:51
Pa, već su rekli za optičko-mehanički.
Laserski daljinomjer također se može napraviti kod kuće, ali njegov će trošak znatno premašiti trošak kineskog i bit će nešto veći od Nikona - stoga nije isplativ.
Točno. A onda ga odnesite u autoservis i neće vam trebati dugo da ga razbijete o krov vašeg automobila.
Demetriu$ 17-01-2007 12:19
Da, kupi kineski za 5 kila rubalja i budi sretan, kad sam shvatio da ne mogu bez njega, odlučio sam ga uzeti i još uvijek nisam požalio.
Konatsky 17-01-2007 07:53
citat: Izvorno objavio KVK:Rulezno.
Pomnizzo je u školskom udžbeniku imao opciju daljinomjeraKartonska traka s trokutastom rupom. Kao da uperiš trokut u osobu tako da je upisan između katete i hipotenuze i bam - dobiješ udaljenost na skali koja je nacrtana blizu kraka
Majstor_pj 17-01-2007 12:43
Drugi način. Najvjerojatnije će ovako sve završiti...
1) Zadavite žabu krastaču.
2) Bavite se gomilanjem.
3) kupiti uređaj za 5-7 rubalja.
I bit ćeš sretan...
ober 17-01-2007 13:55
citat: Izvorno objavio Konatsky:
Rulezno.
Ne podsjeća te ni na što?
KORNET 17-01-2007 18:41
Pohrana 17-01-2007 19:50
citat: Izvorno objavio Igor_IVS:
Postoji način da se nabavi dobar (vrlo) daljinomjer, potražiš zastavnika i kupiš nišan s daljinomjerom od npr. T72, čak ima i automatsku korekciju i izbor vrste streljiva, ali to je malo težak, pa spavaj... nije išlo
Joj, pravila DAK-2 (ili DAK-2M), sami karri padaju pri mjerenju dometa, zasljepljuje ih; oboreni su više puta tijekom vježbi!
Orao B3 17-01-2007 22:36
Svi!!! hitna promjena: PSP u DAK-2 (ili DAK-2M)
Lesha 18-01-2007 12:46
citat: Izvorno objavio stožerni narednik:Jednom sam uzeo “JJ” da “mjerim” stalne udaljenosti, dugo sam se pitao zašto “BK” ne radi ispravno
I ne tako davno ponovno sam uzeo N-440 da ga izmjerim, oh, mislio sam da imam 78 metara, ali pokazalo se da je 67 ... i "BK" je počeo ispravno raditi
Možda je to pokazao u jardi?
Pohrana 18-01-2007 16:34
Obavezno zahtijevajte originalnu tvorničku bombonjeru.
Pa ono s gusjenicama...
Ovo su naprtnjačni daljinomjeri. Možete ih nositi na leđima, iako su dimenzije i težina nešto veće od radiostanica poput R-108.
hundert 19-01-2007 17:37
ne...
Bolje ću trenirati oko, a tijelo potaknuti na štednju (za točno definiranu udaljenost) :-)))
engleska66 21-01-2007 15:52
Ne znam koliko je točan, ali nišan koji sam jučer dobio (HAwke SR 4-16, 50 IR) ima ljestvicu daljinomjera. I dodatno možete preuzeti program (Hawkeoptics/brc).
hundert 22-01-2007 13:35
citat: Izvorno objavio england66:
Ne znam koliko je točan, ali nišan koji sam jučer dobio (HAwke SR 4-16, 50 IR) ima ljestvicu daljinomjera. I dodatno možete preuzeti program (Hawkeoptics/brc).
Čekamo rezultat...
Gaydamak 22-01-2007 15:44
DAK ima posadu od tri osobe. Jedan akum ima 68 kg. Srebro, međutim...
Klip_Po 22-01-2007 18:39
Sredinom 80-ih bavio sam se fotografijom (Smena-8m), a od tada imam daljinomjer. Duljina izgleda kao 2 kutija šibica, širina - 0,5 kutija. Postoji prozor za gledanje, nosač na dnu za utičnicu za bljeskalicu i kotač sa snimkom - od 1 do 15 m pa beskonačno. Princip rada: pogledate kroz prozor, unutra je žuta mrlja koju usmjerite na predmet, unutar mrlje objekt se “udvostruči”, zatim vrtite kotačić dok se objekt ne udvostruči i snimate. Sve je u redu, ali do 15 m je optičko-mehanički, pa razmišljam da promijenim neki kut ogledala i kalibriram ga do 100 metara.
Orao B3 22-01-2007 20:21
citat: Izvorno objavio Piston_Po:Gdje će ići? Radit će. Postoje samo 2 "ALI" (oba proizlaze iz činjenice da u konvencionalnoj kameri, za koju je taj gadget dizajniran, "beskonačnost" počinje na 10..12 m, tj. svi objekti od 10 m nadalje su oštri, => Nitko ne treba mjeriti više od 10 metara). Dakle, radit će, ali:
Princip je optičko-mehanički, pa razmišljam da promijenim neki kut zrcala i kalibriram ga do 100 metara.
1) ne treba mijenjati kut zrcala, već BAZU (razmak između optičkih osi prijemnika zraka). Ako ne povećate bazu, pogreška mjerenja će se povećavati s povećanjem udaljenosti. Da biste imali istu grešku na udaljenosti od 100 metara kao što ovaj uređaj sada ima na 10, morate povećati bazu za 100/10 = 10 puta. Ako je sada razmak između prozora 8 cm, tada bi trebao postati 80 cm, tada se, usput, neće morati mijenjati. Čista geometrija.
2) morate vidjeti na što ciljate. Do 15 metara povećanje nije bolno potrebno. A na 50 metara možete vidjeti je li obris vrane udvostručen ili više nije?
d!k 24-01-2007 03:23
citat: Izvorno objavio EagleB3:
Obavezno zahtijevajte originalnu tvorničku bombonjeru.
Pa ono s gusjenicama...
Narednik objašnjava dizajn oklopnog transportera, spominjući da ima walkie-talkie. Netko
jedan od vojnika pita:
- Druže zastavniče, je li ovaj radio baziran na lampama ili poluvodičima?
- Ponavljam za idiote. Ovaj radio je na oklopnom transporteru.
Nr45 24-01-2007 17:35
A ima i optičkih ili ih je bilo na kruzeru Aurora, možda da malo prokopam?
~Dimon~ 06-02-2007 06:06
Ova ideja lebdi okolo na konceptualnoj razini.
Da, to se može učiniti, i to jeftino, ali!
Čak i za montažu i otklanjanje pogrešaka gotov dizajn, potrebna vam je barem razina "iskusnog radio amatera", za dizajn - malo više.
Suština je vrlo jednostavna, a proizlazi iz problema:
1. Udaljenosti 0...100 (150) metara.
2. Točnost +/- 0,5m (+/- 1m).
3. Jeftino.
Kao optički nišan - kineska "olovka" 4x20.
Potreban je infracrveni laserski modul (dioda s lećom) snage najmanje 5 mW, kvarcni sinusni generator od 455 ili 465 kHz i laserski drajver.
U prijemni kanal- sam fotodetektor, pojačalo s AGC, fazni detektor, zatim kontroler s ADC i potreban firmware(PIC/ATmega).
Pa, jeste li se već predomislili?
To je unatoč činjenici da se koristi pojednostavljena metoda s jednom nosivom frekvencijom (u markiranim, preciznijim uređajima koriste se dvije nosive frekvencije).
Nisam osobito jak u analognim sklopovima, pa je ideja progurana duga kutija, na dnevnom redu (iu tijeku) je izrada preciznog krona s bazom 1000mm, ali ako netko preuzme analogni dio razvoja, ja ću digitalni.
Marauder_64 06-02-2007 15:35
Potreban je infracrveni laserski modul (dioda s lećom) snage minimalno 5 mW, ....
U prijemnom kanalu nalazi se sam fotodetektor...
Podešavanje čak i tako jednostavnog sustava neće biti lako (pokušajte uhvatiti zeca i čak ga fokusirati). Najvjerojatnije će se pokazati da je sustav teško ponoviti ili ga je teško prilagoditi. Plus mjere za mehaničku čvrstoću... IMHO je lakše razbiti Leika Disto. Usput, malo je vjerojatno da će "mehanika/optika" to moći ponoviti - potreban vam je pristup tehnologiji preciznog lijevanja. Devedesetih su u našem uredu pokušali kopirati Microsoftov miš - sve je bilo iščupano: softver, dizajn... čak je i lopta obložena gumom tako gruba složili su kotač s prorezima i nije im išlo - ili su prorezi bili različite debljine, ili se vrtio kao jaje - pa su ga zapustili... a ured (ako je moguće) još je uključen u popis vodećih znanstveno-istraživačkih instituta Ministarstva za atomsku energiju (nekada su se šalili - Ministarstvo srednjih megatona).. .
~Dimon~ 06-02-2007 17:51
Potrebno je koristiti module s normaliziranim kutovima divergencije i
koaksijalnost grede i tijela, takva postoji i može se naći relativno
jeftin.
Nepotrebno je uhvatiti povratnu zraku, u stvarnom svijetu, od stvarnih objekata,
Uvijek postoji mikroreljef, odraz će uvijek biti jako raspršen.
Jedini ozbiljan problem je staviti križ na nevidljivo
mrlja, ovdje ćeš morati razbijati glavu i patiti...
Alternativa je prebaciti se na vidljivo područje i prilagoditi se
kontinuirano zračenje, ali rad s pulsnim zračenjem. Prije svega za
vizualna sigurnost, i naravno, kako ne bi uplašili Vorontus,
ali to značajno komplicira elektronički dio.
šapat 26-02-2007 06:10
Hvala unaprijed.
xopxe 26-02-2007 10:57
citat: Izvorno objavio šapat:
Bok svima. Na razini ideje, previše je lijen za to. Uzimamo čeljust na šipku i ugrađujemo Kineze laserski pokazivač(u daljnjem tekstu LU) na nonijus postavljamo drugi LU pod kutom i spajamo dvije točke na udaljenosti od 10 do sto metara tako da omjer na šestaru bude metar prema milimetar. Ostaje samo naciljati metu i točno poravnati točke s LU. Razumijem da vam je također potreban monokular s velikim povećanjem za kombiniranje točkica. Što misliš da će se dogoditi?
Sigurno je netko već napravio nešto vrijedno?
Hvala unaprijed.
Ili možete to učiniti ovako (učinio sam to nehotice). Ugradite kolimatorski nišan i lasersku metu. Postavite laserski nišan, na primjer, na 20 m, na svim udaljenostima osim na 20 m, možete odrediti udaljenost između njih (najbolje nišan s končanicom). ne znam postoje li takvi.)
doktor77 26-02-2007 12:54
Svaki uređaj za mjerenje kuta na kratkoj (maloj, odnosno maloj) bazi će besramno lagati, jer je točnost mjerenja kuta nedovoljna (od onoga što je zapravo moguće). Kako će se kut odrediti - spajanjem slika ili zrakama - više nije toliko važno.
Srdačan pozdrav - Doktor77
šapat 26-02-2007 15:40
U potpunosti se slažem s doktorom77, ovo sigurno nije ozbiljno
Bilo je zanimljivo, možda je netko probao s LU, napravio eksperiment i zanimljivo je što se događa, možda i ja to napravim
Iskreno.
ZombY238 26-02-2007 19:04
kvragu.. pa ne razumijem nikako..
puška koja zahtijeva daljinomjer će koštati najmanje 4-6k... ili čak više od 10k... ali oni ne mogu skupiti daljinomjer (ako ga mjeriš po nišanici)... (za 6- 8k možete dobiti vrlo dobar uređaj, ali samo "radne" jedinice - od 4)
a rad na izradi domaćeg laserskog daljinomjera je prekompliciran i zahtjevan posao/vrijeme/novac IMHO.. (I sam sam optičar, imam neku ideju o ovom uređaju)
U ovom ću članku govoriti o tome kako sam napravio kućni laserski skenirajući daljinomjer koristeći triangulacijski princip mjerenja udaljenosti te o iskustvu njegove uporabe na robotu.
Zašto vam je potreban daljinomjer za skeniranje?
Do danas nema mnogo metoda za unutarnju navigaciju u robotici. Određivanje položaja robota u prostoru pomoću laserskog skenera jedan je od njih. Važna prednost ove metode je da ne zahtijeva ugradnju svjetionika u zatvorenom prostoru. Za razliku od sustava koji koriste prepoznavanje slike s kamera, obrada podataka s daljinomjera ne zahtijeva toliko resursa. Ali postoji i nedostatak - složenost, a time i cijena daljinomjera.
Tradicionalno, robotika koristi laserske skenere koji koriste princip faze ili vremena leta za mjerenje udaljenosti do objekata. Implementacija ovih principa zahtijeva prilično složen strujni krug i skupe dijelove, iako je izvedba pristojna - pomoću ovih principa možete postići veliku brzinu skeniranja i dalekometni mjerenja udaljenosti.
Ali takvi skeneri nisu prikladni za kućne eksperimente u robotici - njihove cijene počinju od 1000 dolara.
U pomoć dolaze daljinomjeri koji koriste triangulacijski princip mjerenja udaljenosti. Ova vrsta daljinomjera prvi put se pojavila u Neato robotskim usisavačima:
Vrlo brzo amateri su dešifrirali protokol ovog daljinomjera i počeli ga koristiti u svojim projektima. Sami daljinomjeri su se pojavili na ebayu kao rezervni dijelovi u malim količinama po cijeni od oko 100 dolara. Nakon nekoliko godina kineska tvrtka je bio u mogućnosti izdati RPLIDAR skenirajući daljinomjer, koji je isporučen kao potpuni uređaj, a ne rezervni dio. Samo se cijena ovih daljinomjera pokazala prilično visokom - 400 dolara.
Domaći daljinomjer
Čim sam saznao za Neato daljinomjere, poželio sam ga sam napraviti. Na kraju sam uspio, te sam proces sklapanja opisao na Roboforumu.
Prva verzija daljinomjera: 
Kasnije sam napravio drugu verziju daljinomjera, prikladniju za korištenje pravi robot, ali me kvaliteta njezina rada nije u potpunosti zadovoljila. Došlo je vrijeme za treću verziju daljinomjera, a upravo o njoj bit će riječi u nastavku.
Skenirajući triangulacijski laserski daljinomjer
Princip mjerenja udaljenosti do objekta temelji se na mjerenju kuta između laserska zraka udaranje u predmet i leću daljinomjera. Znajući udaljenost lasera od leće (h) i izmjereni kut, možete izračunati udaljenost do objekta - što je manji kut, dulja udaljenost.
Princip je dobro ilustriran slikom iz članka:
Dakle, ključ optičke komponente takav se daljinomjer sastoji od lasera, leće i fotodetektnog niza.
Budući da je daljinomjer skenirajući, svi ti dijelovi, kao i upravljačka elektronika, ugrađeni su na rotirajuću glavu.
Ovdje se može pojaviti pitanje: zašto trebate rotirati optiku i elektroniku, budući da možete instalirati rotirajuće ogledalo? Problem je u tome što točnost daljinomjera ovisi o udaljenosti između leće i lasera (bazna udaljenost), pa mora biti prilično velika. U skladu s tim, za kružno skeniranje trebat će vam zrcalo promjera većeg od bazne udaljenosti. Daljinomjer s takvim ogledalom ispada prilično glomazan.
Glava za skeniranje daljinomjera montirana je na fiksnu podlogu pomoću ležaja. Na njega je pričvršćen motor koji okreće glavu. Daljinomjer također mora sadržavati koder dizajniran za dobivanje informacija o položaju glave.
Kao što vidite, Neato, RPLIDAR i moji domaći daljinomjeri napravljeni su upravo prema ovoj shemi.
Najteža stvar kod daljinomjera kućne izrade je izrada mehaničkog dijela. Upravo je njezin rad izazvao kod mene najviše kritika ranije verzije daljinomjer. Poteškoća je u izradi glave za skeniranje, koja mora biti čvrsto pričvršćena na ležaj, okretati se bez udaranja, a istovremeno se mora nekako prenositi električni signali.
U drugoj verziji daljinomjera sam prva dva problema riješio korištenjem dijelova stari HDD- sam disk korišten je kao baza glave za skeniranje, a motor na koji je montiran već je sadržavao visokokvalitetne ležajeve. Istovremeno se pojavio i treći problem - električni vodovi može se provući samo kroz malu rupu na osovini motora. Uspio sam napraviti domaći sklop četke na liniji 3, fiksiran u ovoj rupi, ali je rezultirajući dizajn bio bučan i nepouzdan. Istodobno se pojavio još jedan problem - nije bilo linije za prosljeđivanje signala enkodera, a senzor enkodera u ovom dizajnu mora biti instaliran na glavi, a disk enkodera s oznakama mora biti instaliran na fiksnoj osnovi. Disk enkodera nije bio čvrst i to je često uzrokovalo probleme.
Fotografija druge verzije daljinomjera:
Drugi nedostatak dobivenog daljinomjera je mala brzina skeniranje i snažan pad točnosti na udaljenostima većim od 3m.
Upravo sam te nedostatke odlučio eliminirati u trećoj verziji daljinomjera.
Elektronika
U osnovi, elektronički dio triangulacijski daljinomjer je prilično jednostavan i sadrži samo dvije ključne komponente - fotoosjetljivo ravnalo i mikrokontroler. Ako nema problema s odabirom regulatora, onda je s vladarom sve mnogo kompliciranije. Ravnalo osjetljivo na svjetlo koje se koristi u takvom daljinomjeru mora istodobno imati dovoljno visoku osjetljivost na svjetlo i omogućiti očitavanje signala s velika brzina i imaju male dimenzije. Razna CCD ravnala koja se koriste u kućanskim skenerima obično su prilično duga. Ravnala koja se koriste u skenerima crtičnog koda također nisu najkraća ni najbrža.
U prvoj i drugoj verziji daljinomjera koristio sam liniju TSL1401 i njen analogni iC-LF1401. Ova ravnala dobro pristaju, jeftina su, ali sadrže samo 128 piksela. Za precizno mjerenje udaljenost do 3 metra nije dovoljna, a spašava samo mogućnost subpikselne analize slike.
U trećoj verziji daljinomjera odlučio sam koristiti liniju ELIS-1024:
Međutim, kupnja se pokazala teškom. Veliki dobavljači elektronike jednostavno nemaju ove linije.
Prva linija koju sam uspio kupiti na Taobaou pokazala se nefunkcionalnom. Kupio sam drugu na Aliexpressu (za 18 dolara), pokazalo se da radi. Oba lenjira su izgledala zalemljena - oba su imala pokositrene kontakte i, sudeći po oznakama, proizvedena su 2007. godine. Štoviše, čak i na fotografijama većina kineskih prodavača ima potpuno iste linije. Izgleda da je stvarno tako nova linija ELIS-1024 može se kupiti samo izravno od proizvođača.
Fotoosjetljiva linija ELIS-1024, kao što ime govori, sadrži 1024 piksela. Ima analogni izlaz i vrlo je jednostavan za upravljanje.
Još više dobre karakteristike ima liniju DLIS-2K. Uz slične dimenzije, sadrži 2048 piksela i ima digitalni izlaz. Koliko ja znam, to je ono što se koristi u Neato daljinomjeru, a moguće iu RPLIDAR-u. Međutim, vrlo ga je teško pronaći na otvorenom tržištu; čak se iu kineskim trgovinama ne pojavljuje često i skupo je - više od 50 dolara.
Budući da sam odlučio koristiti ravnalo s izlazom analognog signala, mikrokontroler daljinomjera mora sadržavati prilično brzi ADC. Stoga sam odlučio koristiti seriju kontrolera - STM32F303, koji uz relativno nisku cijenu imaju nekoliko brzih ADC-ova koji mogu raditi istovremeno.
Kao rezultat, dobio sam sljedeći dijagram: 
Signal iz linije (pin 10) ima prilično visoku razinu istosmjerne komponente i mora se filtrirati pomoću izolacijskog kondenzatora.
Zatim, signal treba pojačati - za to koristimo operacijsko pojačalo AD8061. Daleki objekti pružaju dovoljno slab signal, pa sam pojačanje morao postaviti na 100.
Kao što se pokazalo kao rezultat eksperimenata, čak i u nedostatku signala, iz nekog razloga napon od oko 1,5 V stalno je prisutan na izlazu odabranog op-amp, što ometa obradu rezultata i degradira točnost mjerenja amplitude signala. Kako bih se riješio ovog pomaka, morao sam primijeniti dodatni napon na invertirajući ulaz operacijskog pojačala.
3D render usmjerene tiskane ploče: 
Ploča je dizajnirana da bude dvostrana; prilično je teško napraviti takvu ploču visoke kvalitete kod kuće, pa sam naručio da se ploče izrađuju u Kini (morao sam naručiti 10 komada odjednom):
Za ovaj daljinomjer koristio sam jeftini objektiv s M12 navojem koji ima žarišnu duljinu od 16 mm. Objektiv se montira na tiskanu pločicu pomoću već pripremljenog držača za objektiv (koji se koristi u razne kamere).
Laser u ovom daljinomjeru je infracrveni (780 nm) laserski modul snage 3,5 mW.
U početku sam pretpostavio da će lasersko zračenje trebati modulirati, no kasnije se pokazalo da s korištenim ravnalom to nema smisla, pa je sada laser stalno uključen.
Kako bi se testirala funkcionalnost elektronike, sastavljen je sljedeći dizajn koji simulira glavu za skeniranje daljinomjera:
Već u ovom obliku bilo je moguće provjeriti koju točnost mjerenja udaljenosti može pružiti daljinomjer.
Za analizu signala koji generira ravnalo, napisali smo ispitni programi za mikrokontroler i PC.
Primjer vrste signala s ravnala (predmet na udaljenosti od 3 m).
U početku, shema nije bila potpuno ista kao što je gore prikazano. Tijekom pokusa morao sam djelomično prepravljati originalni sklop, pa su, kao što se vidi na fotografijama, neke dijelove morali montirati zidnom montažom.
Mehanički dio
Nakon što su otklonjene greške u elektronici, došlo je vrijeme za izradu mehaničkog dijela.
Ovaj put se nisam petljao s mehanikom s HDD-a i odlučio sam napraviti mehanički dijelovi od tekuće plastike izlivene u silikonski kalup. Ova tehnologija je detaljno opisana na internetu, uključujući i Giktimes.
Nakon što sam izradio dijelove, postalo je jasno da će dijelove biti lakše napraviti na 3D printeru, da će teže izaći, a možda će biti moguće napraviti jedan dio umjesto dva. Nemam pristup 3D printeru, pa bih morao naručiti izradu dijela od neke tvrtke.
Fotografija jednog od dijelova glave za skeniranje daljinomjera:
Ovaj dio je baza glave. Sastoji se od rukavca na koji se kasnije postavlja ležaj i diska. Disk je namijenjen za pričvršćivanje drugog dijela tornja; osim toga, disk kodera je zalijepljen na njega odozdo.
Navlaka i disk sadrže prolaznu rupu u koju je umetnuta kupljena četkica od 6 linija - vidi se na fotografiji. Upravo te žice koje su vidljive na fotografiji mogu se okretati u odnosu na tijelo ove jedinice. Za poboljšanje radne stabilnosti, 2 para linija četkica koriste se za prijenos GND i UART TX signala. Preostale 2 linije koriste se za prijenos napona napajanja i signala kodera.
Silikonski kalup za lijevanje ovog dijela:
Drugi dio glave za skeniranje napravljen je na isti način. Namijenjen je za pričvršćivanje tiskane ploče i lasera na disk. Nažalost, nemam fotografije izrade ovog dijela, tako da se može vidjeti samo kao dio daljinomjera.
Za pričvršćivanje glave za skeniranje na bazu daljinomjera koristi se kuglični ležaj. Koristio sam jeftini kineski ležaj 6806ZZ. Da budem iskren, nije mi se svidjela kvaliteta ležaja - os njegove unutarnje čahure mogla je odstupiti u odnosu na vanjsku os za mali kut, zbog čega se i glava daljinomjera malo naginje. U nastavku će biti prikazano pričvršćivanje ležaja na dio s diskom i postoljem.
Bazu sam napravio od prozirnog pleksiglasa debljine 5 mm. Na bazu je pričvršćen ležaj, senzor kodera, motor daljinomjera i mala tiskana ploča. Sama baza se postavlja na bilo koju prikladnu površinu pomoću stalaka.
Ovako izgleda baza daljinomjera odozdo: 
Isprintana matična ploča sadrži podesivi linearni regulator napona za napajanje motora i jastučiće za spajanje žica sklopa četkica. Ovdje se također isporučuje napajanje za daljinomjer.
Kao i kod drugih daljinomjera, motor okreće glavu za skeniranje pomoću remena. Da ne bi ispao s čahure, na njemu se nalazi posebno udubljenje.
Kao što se može vidjeti na fotografiji, ležaj je pričvršćen za bazu s tri vijka. Na glavi za skeniranje, ležaj se drži izbočinom na čahuri i pritisnut je na njega drugim vijcima, koji istovremeno drže sklop četke.
Koder se sastoji od papirnatog diska s otisnutim oznakama i optokaplera s fototranzistorom koji radi u refleksiji. Optokapler je fiksiran pomoću postolja na podnožju tako da je ravnina diska pored njega:
Signal iz optocouplera prenosi se preko četkica na ulaz komparatora mikrokontrolera. DAC mikrokontrolera služi kao izvor referentnog napona za komparator.
Kako bi daljinomjer odredio položaj nultog kuta, na disk enkodera stavlja se dugačka oznaka koja označava nulti položaj glave (vidljivo je desno na gornjoj fotografiji).
Ovako izgleda sastavljeni daljinomjer: 
Pogled odozgo: 
Konektor na stražnjoj strani daljinomjera služi za flashanje mikrokontrolera.
Kako bi se glava za skeniranje uravnotežila, na prednjoj strani je postavljena velika matica - gotovo u potpunosti eliminira vibracije kada se glava okreće.
Sastavljeni daljinomjer treba namjestiti - postaviti laser u takav položaj da svjetlost reflektirana od objekata pogodi liniju fotodetekcije. Oba plastična dijela sadrže koaksijalne rupe koje se nalaze ispod laserskog utora. Vijci za podešavanje su uvrnuti u rupe, naslonjeni na tijelo lasera. Okretanjem ovih vijaka možete promijeniti nagib lasera.
Promatranjem oblika i amplitude primljenog signala u kompjuterskom programu i promjenom nagiba lasera potrebno je postići maksimalnu amplitudu signala.
Također, triangulacijski daljinomjeri zahtijevaju kalibraciju, kao što sam ranije napisao:
Da bismo mogli mjeriti udaljenost senzorom, on mora biti kalibriran, tj. odrediti zakon koji povezuje rezultat koji vraća senzor i stvarnu udaljenost. Sam proces kalibracije je niz mjerenja, kao rezultat kojih se formira skup udaljenosti od senzora do nekog objekta, te odgovarajući rezultati.
U u ovom slučaju kalibracija je bila niz mjerenja udaljenosti do različitih objekata kućnim daljinomjerom i laserskom mjernom vrpcom, nakon čega je, koristeći dobivene parove mjerenja, regresijska analiza te se sastavlja matematički izraz.
Dobiveni daljinomjer ima značajan nedostatak- zbog nedostatka modulacije laserskog zračenja, ne radi ispravno ni pod jakim osvjetljenjem. Normalna sobna rasvjeta (čak i kada se koristi jaki luster) ne utječe na rad daljinomjera, ali daljinomjer ne mjeri udaljenost do površina koje su izravno osvijetljene Suncem. Da bi se riješio ovaj problem, daljinomjer mora sadržavati filtar smetnji koji odašilje svjetlosno zračenje samo određena valna duljina - u ovom slučaju 780 nm.
Evolucija kućnih daljinomjera:
Ukupne dimenzije rezultirajućeg daljinomjera:
Veličina baze: 88×110 mm.
Ukupna visina daljinomjera: 65 mm (može se smanjiti na 55 smanjenjem visine postolja).
Promjer glave za skeniranje: 80 mm (kao mini-CD disk).
Kao i kod svakog drugog triangulacijskog daljinomjera, točnost udaljenosti ovog daljinomjera naglo se smanjuje kako se udaljenost povećava.
Prilikom mjerenja udaljenosti do objekta s koeficijentom refleksije od oko 0,7, dobio sam približno sljedeće karakteristike točnosti:
| Udaljenost | Raspršiti |
|---|---|
| 1m | |
| 2 m | 2 cm |
| 5 m | 7 cm |
Cijena proizvodnje daljinomjera:
| Uradi sam, $ | Veleprodaja, $ | |
|---|---|---|
| Baza | ||
| Osnovna ploča | 1,00 | 0,50 |
| Motor | 0,00 | 1,00 |
| Ležaj | 1,50 | 1,00 |
| Jedinica četke | 7,50 | 5,00 |
| Pričvršćivači | 0,00 | 2,00 |
| Glava za skeniranje | ||
| Kontroler STM32F303CBT6 | 5,00 | 4,00 |
| Ravnalo za fotodetekciju | 18,00 | 12,00 |
| Ostala elektronika | 4,00 | 3,00 |
| Platiti | 1,50 | 0,50 |
| Leće | 2,00 | 1,50 |
| Držač objektiva | 1,00 | 0,50 |
| Laser | 1,00 | 0,80 |
| Plastični dijelovi | 3,00 | 2,00 |
| Pričvršćivači | 0,00 | 1,00 |
| Skupština | 0,00 | 20,00 |
| Ukupno: | 45,50 | 54,80 |
U prvom stupcu - koliko me koštao daljinomjer, u drugom - koliko bi mogao koštati u industrijskoj proizvodnji (procjena Vrlo približan).
Softver za daljinomjer
Prije nego što napišete program, morate izračunati frekvenciju takta na kojoj će niz fotodetektora raditi.
U starijim verzijama daljinomjera, frekvencija skeniranja bila je ograničena na 3 Hz u novom daljinomjeru, odlučio sam je povećati - 6Hz (ovo je uzeto u obzir pri odabiru ravnala). Daljinomjer obavlja 360 mjerenja po rotaciji, tako da bi pri ovoj brzini trebao moći napraviti 2160 mjerenja u sekundi, što znači da bi jedno mjerenje trebalo trajati manje od 460 µs. Svako mjerenje sastoji se od dvije faze - ekspozicije (akumulacija svjetla pomoću ravnala) i očitavanja podataka s ravnala. Što se signal brže očitava, to može biti duže vrijeme ekspozicije, a time i veća amplituda signala. Na frekvenciji takta linije od 8 MHz, vrijeme čitanja 1024 piksela bit će 128 μs, na 6 MHz - 170 μs.
S frekvencijom takta mikrokontrolera serije STM32F303 od 72 MHz maksimalna frekvencija ADC uzorci - 6 MSPS (sa širinom pretvorbe od 10 bita). Budući da sam želio testirati rad daljinomjera na linearnoj taktnoj frekvenciji od 8 MHz, odlučio sam koristiti ADC način rada, u kojem dva ADC-a rade istovremeno (Dual ADC mode - Interleaved mode). U ovom načinu rada, na signal od vanjski izvor Prvo se pokreće ADC1, a zatim, nakon konfigurabilnog vremena, ADC2:
Kao što se može vidjeti iz dijagrama, ukupna frekvencija uzorkovanja ADC-a dvostruko je veća od frekvencije okidača (u ovom slučaju, signala iz TIM1 mjerača vremena).
U ovom slučaju, TIM1 bi također trebao generirati signal taktna frekvencija za liniju fotodetektora, sinkronu s ADC uzorcima.
Za primanje dva signala od jednog mjerača vremena s frekvencijama koje se razlikuju za faktor dva, možete prebaciti jedan od kanala mjerača vremena u način rada TIM_OCMode_Toggle, a drugi kanal bi trebao generirati regularni PWM signal.
Blok dijagram programa daljinomjera: 
Ključni dio programa je upravo hvatanje podataka s ravnala i upravljanje njima. Kao što se može vidjeti iz dijagrama, ovaj se proces događa na razini hardvera, zbog suradnja TIM1, ADC1/2 i DMA. Kako bi se osiguralo da je vrijeme ekspozicije ravnala konstantno, koristi se mjerač vremena TIM17 koji radi u načinu rada s jednim impulsom.
TIM3 mjerač vremena generira prekide kada se aktivira komparator spojen na enkoder. Zbog toga se izračunava period rotacije glave za skeniranje daljinomjera i njegov položaj. Na temelju dobivenog perioda rotacije izračunava se period mjerača vremena TIM16 tako da generira prekide kada se glava zakrene za 1 stupanj. Upravo ti prekidi služe za pokretanje izlaganja vladara.
Nakon što DMA prenese svih 1024 vrijednosti koje je uhvatio ADC u memoriju kontrolera, program počinje analizirati ove podatke: prvo se traži položaj maksimalnog signala s točnošću piksela, zatim, pomoću algoritma traženja centra gravitacije, s veća točnost (0,1 piksela). Rezultirajuća vrijednost pohranjuje se u polje rezultata. Nakon što glava za skeniranje napravi puni krug, u trenutku prolaska nule, ovaj niz se prenosi do UART modula koristeći drugi DMA kanal.
Pomoću daljinomjera
Kvaliteta rada ovog daljinomjera, kao i prethodnih, provjerena je pomoću programa koji smo sami napisali. Ispod je primjer slike koju je ovaj program generirao kao rezultat rada daljinomjera: 
No, daljinomjer nije napravljen da samo leži na stolu - ugrađen je na stari usisivač Roomba 400 umjesto daljinomjera druge verzije: 
Također instaliran na robotu narančasto računalo Pi PC, dizajniran za kontrolu i komunikaciju s robotom.
Kako se ispostavilo, zbog velikog pada napona preko linijski izvor napajanje motora daljinomjera radi brzinom od 6 okretaja u sekundi, daljinomjeru je potreban napon napajanja od 6V. Stoga se Orange Pi i daljinomjer napajaju zasebnim DC-DC pretvaračima.
Koristim ROS za upravljanje robotom i analizu podataka s daljinomjera.
Podatke iz daljinomjera obrađuje poseban ROS upravljački program (temeljen na Neato upravljačkom programu daljinomjera), koji prima podatke od daljinomjera putem UART-a, pretvara ih u udaljenosti do objekata (pomoću kalibracijskih podataka) i objavljuje ih u standardni format ROS.
Ovako izgledaju primljene informacije u rvizu (program za vizualizaciju podataka ROS), robot je instaliran na podu: 
Duljina stranice kaveza je 1 metar.
Nakon što podaci uđu u ROS, mogu se obrađivati pomoću gotovih programskih paketa. Kako bih napravio kartu stanova, koristio sam hector_slam. Za referencu: SLAM je metoda simultane konstrukcije karte područja i određivanja položaja robota na njoj.
Primjer dobivene karte stana (oblik je pomalo neobičan, jer daljinomjer “vidi” namještaj, a ne zidove, a nisu prikazane ni sve sobe): 
ROS vam omogućuje kombiniranje više programa ("čvorova" u terminologiji ROS-a) koji rade na različita računala, V jedinstveni sustav. Zahvaljujući tome, samo upravljački programi Roomba i daljinomjer ROS mogu se pokrenuti na Orange Piju, a analiza podataka i upravljanje robotom mogu se provesti s drugog računala. Istodobno, eksperimenti su pokazali da hector_slam normalno radi na Orange Piju, opterećujući procesor prihvatljivo, tako da je sasvim moguće u potpunosti organizirati autonomni rad robot
Sustav SLAM, zahvaljujući podacima iz daljinomjera, omogućava robotu da odredi svoju poziciju u prostoru. Pomoću podataka o položaju robota i izgrađene karte moguće je organizirati navigacijski sustav, koji vam omogućuje da "usmjerite" robota na određenu točku na karti. ROS sadrži programski paket za rješavanje ovog problema, ali ga, nažalost, nikad nisam uspio natjerati da dobro radi.
Video daljinomjera u akciji:
Više detaljan video izrada karte pomoću hector_slam:
Izvorni kodovi programa kontrolera
U ovom članku ću govoriti o tome kako sam napravio laserski daljinomjer i princip njegovog rada. Želio bih odmah napomenuti da je dizajn model i ne može se koristiti za njega praktična aplikacija. Učinjeno je samo kako bismo bili sigurni da je realno sami sastaviti fazni daljinomjer.
Teorija
Često se susreće mišljenje da se uz pomoć lasera udaljenost mjeri samo izravnim mjerenjem vremena "leta" laserskog impulsa od lasera do reflektirajućeg objekta i natrag. Zapravo, ova metoda (koja se naziva puls ili vrijeme leta, TOF) koristi se uglavnom u slučajevima kada su udaljenosti do željenog objekta prilično velike (>100 m). Budući da je brzina svjetlosti vrlo velika, prilično je teško točno izmjeriti vrijeme leta svjetlosti, a time i udaljenost, u jednom laserskom impulsu. Svjetlost putuje 1 metar za približno 3,3 ns, tako da bi točnost mjerenja vremena trebala biti nanosekunda, iako će točnost mjerenja udaljenosti i dalje biti deseci centimetara. Za mjerenje vremenskih intervala s takvom točnošću koriste se FPGA i specijalizirani mikro krugovi.Video daljinomjera u akciji:
Radni domet rezultirajućeg daljinomjera bio je prilično mali: 1,5-2 m, ovisno o refleksiji objekta.
Kako biste povećali domet, možete koristiti poseban reflektor na koji će se morati usmjeriti laserska zraka.
Za pokuse sam napravio reflektor od leće, koji se sastoji od leće s mat papirom u fokusu. Ovaj dizajn reflektira svjetlost do iste točke iz koje je puštena, međutim, promjer snopa se povećava.
Fotografija reflektora: 
Upotreba reflektora: 
Kao što vidite, udaljenost do reflektora je 6,4 metra (u stvarnosti je bila oko 6,3). U tom slučaju signal se toliko pojača da ga je potrebno prigušiti usmjeravanjem laserske zrake na rub reflektora.
Točnost rezultirajućeg daljinomjera je 1-2 centimetra, što odgovara točnosti mjerenja faznog pomaka - 0,2-0,5 stupnjeva. Istovremeno, da bi se postigla takva točnost, podaci se moraju predugo usrednjavati - jedno mjerenje traje 0,5 sekundi. To može biti zbog upotrebe PLL-a za generiranje signala - ima dosta podrhtavanja. Iako vjerujem da za prototip domaće izrade, čiji je analogni dio prilično nespretno napravljen, u kojem ima poprilično duge žice, čak je i ova točnost prilično dobra.
Napominjem da na Internetu nisam mogao pronaći niti jedan postojeći projekt faznog daljinomjera (barem s projektnim dijagramom), što je bio razlog za pisanje ovog članka.
Oznake:
- laserski daljinomjer
- stm32
- stm32f4otkrivanje
U ovom članku ću govoriti o tome kako sam napravio laserski daljinomjer i princip njegovog rada. Odmah da napomenem da je dizajn maketa i da se ne može koristiti u praktične svrhe. Učinjeno je samo kako bismo bili sigurni da je realno sami sastaviti fazni daljinomjer.
Teorija
Često se susreće mišljenje da se uz pomoć lasera udaljenost mjeri samo izravnim mjerenjem vremena "leta" laserskog impulsa od lasera do reflektirajućeg objekta i natrag. Zapravo, ova metoda (koja se naziva puls ili vrijeme leta, TOF) koristi se uglavnom u slučajevima kada su udaljenosti do željenog objekta prilično velike (>100 m). Budući da je brzina svjetlosti vrlo velika, prilično je teško točno izmjeriti vrijeme leta svjetlosti, a time i udaljenost, u jednom laserskom impulsu. Svjetlost putuje 1 metar za približno 3,3 ns, tako da bi točnost mjerenja vremena trebala biti nanosekunda, iako će točnost mjerenja udaljenosti i dalje biti deseci centimetara. Za mjerenje vremenskih intervala s takvom točnošću koriste se FPGA i specijalizirani mikro krugovi.Video daljinomjera u akciji:
Radni domet rezultirajućeg daljinomjera bio je prilično mali: 1,5-2 m, ovisno o refleksiji objekta.
Kako biste povećali domet, možete koristiti poseban reflektor na koji će se morati usmjeriti laserska zraka.
Za pokuse sam napravio reflektor od leće, koji se sastoji od leće s mat papirom u fokusu. Ovaj dizajn reflektira svjetlost do iste točke iz koje je puštena, međutim, promjer snopa se povećava.
Fotografija reflektora:
Upotreba reflektora:
Kao što vidite, udaljenost do reflektora je 6,4 metra (u stvarnosti je bila oko 6,3). U tom slučaju signal se toliko pojača da ga je potrebno prigušiti usmjeravanjem laserske zrake na rub reflektora.
Točnost rezultirajućeg daljinomjera je 1-2 centimetra, što odgovara točnosti mjerenja faznog pomaka - 0,2-0,5 stupnjeva. Istovremeno, da bi se postigla takva točnost, podaci se moraju predugo usrednjavati - jedno mjerenje traje 0,5 sekundi. To može biti zbog upotrebe PLL-a za generiranje signala - ima dosta podrhtavanja. Iako vjerujem da je za prototip kućne izrade, čiji je analogni dio dosta nespretno napravljen i koji sadrži prilično dugačke žice, i takva točnost prilično dobra.
Napominjem da na Internetu nisam mogao pronaći niti jedan postojeći projekt faznog daljinomjera (barem s projektnim dijagramom), što je bio razlog za pisanje ovog članka.
Oznake: Dodajte oznake
