Jump to content

    
Sign in to follow this  
SergeyVas

Какие алгоритмы измерения расстояния используются в лазерных рулетках

Recommended Posts

Ого, какую тему я пропустил (это мою статью на Хабре про дальномер здесь упоминали).

Во всей теме не нашел упоминания влияния амплитуды принятого сигнала на точность измерений. У меня из-за изменения амплитуды сильно менялась фаза сигнала и это вызывало большие проблемы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Смотрел ваше видео.

Да если ару не использовать фаза будет плавать. Была проблема с выбором алгоритма измерения фазы(задержки) сейчас результат немного лучше , но еще не все немного нужно подумать как увеличить точность..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Записал новый файл шаг 10мм. Формулу как рассчитываю задержку сигналов написал в файле.(может что еще подскажите) Ничего лучше пока не придумал, как задавать смещение по фазе 3мгц.

Детектор теперь работает правильно в момент перехода 360 и 0 градусов фаза если перескакивает то либо в 0 либо в 36000.

Laserdistancedata1.zip

Share this post


Link to post
Share on other sites
Записал новый файл шаг 10мм. Формулу как рассчитываю задержку сигналов написал в файле.(может что еще подскажите) Ничего лучше пока не придумал, как задавать смещение по фазе 3мгц.

Детектор теперь работает правильно в момент перехода 360 и 0 градусов фаза если перескакивает то либо в 0 либо в 36000.

Laserdistancedata1.zip

Фазу надо считать по одному фронту,например положительному. Отсчёты опорного канала складывать в 1й буфер, отсчёты измерительного во 2й. Пусть Т1,Т2,Т3,Т4,Т5 - отсчёты опорного, К1,К2,К3,К4 - измерительного. К1 позднее чем Т1 !!! Тогда для ухода от шума и дребезга фазы берутся отсчёты Т1,К2 и Т5 и

ФАЗА = (фаза +1)/4 = (К2-Т1)/(Т5-Т1) и фаза = 4*ФАЗА - 1. Потом сдвиг и снова. ФАЗА идёт в сумматор,усредняется. Таким образом можно надёжно измерять фазу при отношении сигнал-шум около 1. Допустим, что отношение сигнал-шум около 4х (хорошее) но фронты иногда будут выпадать. Тогда можно программно оценивать (К2-Т1) и прибавлять или убавлять на период (период известен ). Как-то так.

Share this post


Link to post
Share on other sites

И в чём тут смысл? К2 точно так же дребезжит, как и К1, К3 или К4. Так почему выбираем именно этот отсчёт? Чем он нам помогает избавиться от шумов и дребезга? Усреднение - да. Так почему не воспользоваться всеми переходами через 0 и не усреднять по большему числу отсчётов? Достоверность увеличится.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как именно усреднять вопрос ведь вторичный. Да, скользящее среднее, окно кратное степени двойки. Но я не пойму, отчего не брать каждую фазовую разницу для накопления и усреднения?

Share this post


Link to post
Share on other sites
На самом деле берётся каждое значение,просто с задержкой

А, ну да. Меня просто смутило вот это: (К2-Т1). Отчего не брать (К1-Т1), если К1 заведомо позже Т1? Дабы не вычитать из разницы период? Ведь пропадание фронта равновероятно как для К2, так и для К1.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еще одна рулетка попала ко мне в руки)), столько схемных решений сколько наверно производителей. В этой модулируется напряжение смещения 130в и подается на катод лавинного фотодиода включенного по фотодиодной схеме. После на операционник низкочастотный но с высоким кф.усиления на выходе операционника низкочастотный сигнал. 1.5кгц , чувствительность очень высокая, даже если убрать оптику работает на расстоянии несколько метров от черной бумажки. Если правильно понял высокая чувствительность обеспечивается усилением низкочастотного сигнала а не высокочастотного?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Еще одна рулетка попала ко мне в руки)), столько схемных решений сколько наверно производителей. В этой модулируется напряжение смещения 130в и подается на катод лавинного фотодиода включенного по фотодиодной схеме. После на операционник низкочастотный но с высоким кф.усиления на выходе операционника низкочастотный сигнал. 1.5кгц , чувствительность очень высокая, даже если убрать оптику работает на расстоянии несколько метров от черной бумажки. Если правильно понял высокая чувствительность обеспечивается усилением низкочастотного сигнала а не высокочастотного?

я уже писал про шумы усилителей - посчитайте сами ! возьмите супер пупер высокочастотный трансимпедансник и возьмите микрофонный усилитель низкой частоты и сравните уровень шумов данных усилителей

также посчитайте сигнал приходящий от объекта при рассеивании в полусфере

после этих расчетов вам будет все ясно - без расчета сигнала и шумов тракта о чем то говорить бессмысленно

не знаю почему вы говорите про другую схемотехнику, но мне кажется, что все рулетки сделаны по одному принципу.

низкочастотного сигнала. а уж чем фазу мерять плис или ацп это вопрос удешевлении. ацп микроконтроллера есть дармовой и для удешевлении его и пользуют.

 

говоря про все рулетки - я не имею ввиду геодезические дальномеры которые как правило работают от трипеля и были сделаны по вашей схеме.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я уже все понял. )) есть один вопрос: какие диоды используют в рулетках ?, во всех в которых удалось покывыряться названия стерты или непонятная маркировка. Но я подозреваю что это обычные лазерные диоды для указок и двд. Мне интересно чем они отличаются. В своем дальномере использовал китайские они практически все модулируются, изменений в работе практически нет. Может кто нибудь дать ссылку на лазерный диод <= 5мвт который больше подходит для рулеток и дальномеров? я искал-искал ничего не нашел, купил горсть всяких разных для пробы и все они работают., непонятно зачем затирать названия.

Share this post


Link to post
Share on other sites
и все они работают.

Диоды для вашего случая значения не имеют .вам подойдёт любой. Просто надо определиться с дополнительными плюшками. Это фильтры которые дешевле и под них диод с длиной волны. Диоды сильно отличаются по току и излучаемой мощности и соответственно спектром от этого зависит цена, для вашего случая ,как я понял это значение не имеет. Модель диода по допустимой цене выбирается и насколько надежное нужно вам устройство. Ещё может иметь значение хотите вы чтобы видели что вы меряете илинет. Типа скрытность. Ещё хочу заметить , выше Киото написал про влияние амплитуды на фазу так вот если сделать ПРАВИЛЬНУЮ обработку при вычислении фазы то никакого влияния амплитуды входного сигнала на фазу НЕТ!!!!!.если полезете в большую точность то там придётся уходить в модуляцию по синусу иначе точность микроны не получите . для мм можно не мкдрить с модуляцией. Ещё хотелось бы услышать ваше резюме по функциональной схеме устройства :biggrin: раз вам все ясно :biggrin: чтобы весь тред имел законченный результат

Share this post


Link to post
Share on other sites

Любой диод работает , но конечно использую тот который подходит по спектру к фотодиоду и току модулятора. но не могу понять почему стирают названия на диодах какой то смысл в этом должен быть.

Импульсный лазерный диод 10w может работать в длительном режиме при маленькой мощности 5mw например? Нет таких диодом под рукой чтобы проверить.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this