Вот накидал немного, многое может и бред на практике, а может и наоборот=).
iliasam писал(а):
Я - автор вышеупомянутой статьи с хабра
Круто, вы первый кто в железе воплотил дальномер с нуля по сути… На нескольких форумах одна болтология((.
iliasam писал(а):
сканирующий триангуляционный дальномер с робофорума:
iliasam писал(а):
фотоприемная линейка с большим разрешением, которую сложно достать.
Вам попадался этот журнал? Похоже позиционно чувствительный приемник( два фотодиода по сути). Журнал "Схемотехника" номер 11 за 2003 год стр. 10 "Высокоскоростной лазерный дальномер" Денис Селиванов. >5000 измерений/сек
Теоретические идеи к триангуляц. Дальномеру =). 1) Может возможно добавить подобие подзорной трубы, тогда повыситься точность определения расстояния, и ее направить на определяемый интервал расстояний.
2) Если направить подзорную трубу на определенный интервал дальних расстояний, то увеличиться точность определения дальних расстояний, но будет близкая слепая зона. 3) Можно разделить на зоны осмотра подзорными трубами, ближняя, дальняя или промежуточные. Тогда точность будет на всех участках. 4) сделать подобие линейной матрицы на оптоволокне и фотодиодах, за счет оптики сделать принимаемое ( видимое пятно) огромным, и по количеству засвеченных пикселей находить расстояние, за счет параллельной структуры такой линейки фотодиодов скорость огромна, хоть ПЛИС ставь. 5) И противоположность, т.е рассматривать принятое пятно лазера в подобие примитивного микроскопа, а большое изображение даже по радиусу определять , диаметр пятна - дальность, тригонометрии нет, можно интерполировать откалиброванные значения.
6) Неправильная форма луча, нужен вертикальный тонкий штрих, достигается призмами( анаморфотной оптикой, просто две призмы…). И приемня оптика тоже должна быть анаморфотной, это должно сделать фокус луча на матрице намного острей, что поможет позиционным датчикам, но навредит интерполяциооному методу разрешений центра пятна( как у вашего)
В вашем триангуляционном дальномере линейка с штатным объективом? На видео в программе есть пункт сколько сканить точек т.е до 500 в вашей программе?
Запускать два лазерных луча которые пересекаются в 10 метрах.Тогда карта расстояний будет как мелкие пары точек, чем ближе они друг к другу, тем дальше, а дальше 10 метров камера не увидит пару и будет всеравно дальность классифицировать как 10 метров
iliasam писал(а):
конструкции были очень сильные шумы
intern235 писал(а):
А как насчет экстремального и простого экранирования? Внутри ВЧ усилителя оч. чувствительного к наводкам поставить солнечную батарею как источник питания, которой подводить яркий свет от светодиода через мелкое отверстие в экране, эта структура будет питать его с полной развязкой, а полезный НЧ сигнал выводить через оптроны, либо также через свет
iliasam писал(а):
Вдохновлялся я древней схемой
Древняя схема для меня это первый дальномер ГОИ 1936 год. Используется 1 генератор, замер фазы глазом.точность вроде 1 к 1000 000. Фаза не меряется, индикатор гаснет при противофазе принятого сигнала. Суть замера как я понял: знаем приблизительное расстояние замера, увеличиваем частоту генератора до потемнения экрана на глаз, отмечаем частоту, берем например длину волны в два раза меньше, изменяем частоту генератора +- ищем где опять потемнение экрана. И так далее до желаемой точности. Сегодня значя точно частоту генератора ( синтезировав ее) замер возможен за быстрое изменение частоты от 20 мГц до например 2 ГГц. Наверно проще метода фазового замера не существует, т.к это первый в мире фазовый дальномер. Источник: Маркшейдерско-геодезические приборы и инструментоведение Гусев 1958 Стр 327 =) Может реально пойти по повторению этого принципа всетаки 2014 не 1936…
Журнал "Схемотехника" номер 11 за 2003 год стр. 10 "Высокоскоростной лазерный дальномер" Денис Селиванов.
Посмотрел, действительно, использован координаточувствительный фотодиод. Такие используются в ИК-дальномерах Sharp, только там частота измерения вроде ~30Гц. Сам PSD еще найти в продаже надо.
intern235 писал(а):
http://www.eng.buffalo.edu/ubr/ff03laser.php на линейной матрице 1024 пикселя
Используется линейка LIS-1024, которую можно купить только напрямую у производителя (там и DLIS-2K есть, 2048 пикслелей, ставятся в Neato). Сделать разделение оптики на ближнюю и дальнюю уже предлагали на робофоруме, но это все выглядит излишне сложным.
intern235 писал(а):
сделать подобие линейной матрицы на оптоволокне и фотодиодах
Разрешение будет никаким, а аналоговая обвязка кучи диодов - очень сложной. Линейка тем и хороша, что в ней вся электроника уже сделана, и хорошо работает.
intern235 писал(а):
И противоположность, т.е рассматривать принятое пятно лазера в подобие примитивного микроскопа
Оптически это делать нет смысла, так как можно просто поставить более длиннофокусный объектив - результат будет тем же.
intern235 писал(а):
В вашем триангуляционном дальномере линейка с штатным объективом?На видео в программе есть пункт сколько сканить точек т.е до 500 в вашей программе?
У линейки никакого штатного объектива нет, она продается так же, как и обычные микросхемы. Держатель объектива и сам объектив покупаются отдельно. Советую скачать инструкцию по сборке второй версии дальномера (в конце первого поста на робофоруме). Программа позволяет выбрать масштаб изображения на экране, и не более. Компьютер никаких команд дальномеру не передает. Вся тригонометрия считается на компьютере. Замечу, что с расстоянием заметно падает амплитуда сигнала, и на 3 метрах отношение сигнал-шум становится очень плохим. Это можно исправить, использовав интерференционный светофильтр и логарифмический усилитель.
От качества объектива и его установки и зависит точность определения координаты на матрице. Если он просто прилеплен туда, то ни о какой точности нет речи, объективы исправляются на различные искажения и настраиваются на фокусное расстояние на матрице, кроме того от длинны волны для которой они делались зависит степень искажений( не точность фокуса).Кроме того, как правило точность фокуса больше в всегда в центре а не по краям( как у вас).Наверно правильней поставить объектив так, чтобы центр его был направлен на максимальную дистанцию а не на центр дистанции как у вас. Крометого, не факт что ребята сделали нормальный и штатный объектив ( даже штатный их фирмы, это удорожит систему) т.е возможно сильно повысит точность если взять объектив старого фотика( с большой линзой) И глянуть сигнал на пикселях ( сколько засвечено, мажет ли фокус на дальних)при разных расстояниях до пятна лазера на стене. Объективы рассчитывают на минимальное искажение трех определенных длин волн света, гляньте в оптике не помню.
intern235 писал(а):
подзорную трубу на определенный интервал дальних расстояний
Нельзя брать 1 объектив на все дистанции, точность очень сильно будет падать на дальних расстояниях, а на ближних будет огромна, а подзорная труба растянет дальний участок попадания лазера на стене до восприятия по всей матрице. Интерполировать данные с больших дистанций и 1 объектива нет смысла, т.к ничтожно меняется координаты на матрице.
Возможно ли получить хорошую точность начиная с 3 метров и до 6 с подзорной трубой видящей только этот интервал точки лазера?(театральный бинокль тоже самое, монокуляр).
Можно сделать правильно как в артиллерийских дальномерах, но крутить призмы либо зеркала это медленно, зато сразу угол и точно, и детектор один фотодиод…
intern235 писал(а):
Неправильная форма луча, нужен вертикальный тонкий штрих,
Это если взять просто одну линзу, а если увеличить пятно лазера оптикой и измерять даже тупо его размер на фотодиодах и компараторах. Принцип внутрибазного дальномера, например оптического прицела снайпера. Или на тойже линейке готовой. К примеру: http://www.sniperterritory.8m.com/osnov/r2-3.htm +бонус, камера(матрица) и лазер сосны, то о чем так долго говорили большевики… Параллельный интерфейс матрицы позволит считывать данные параллельно а не последовательно как в матрицах фотодиодов, так делают в высокоскоростных камерах.
iliasam писал(а):
Сделать разделение оптики на ближнюю и дальнюю уже предлагали на робофоруме, но это все выглядит излишне сложным.
Театральный биноколь? А возможен эксперимент чтобы оптика видела только начиная с 3 метров до 5?
iliasam писал(а):
уже сделана, и хорошо работает.
Но на близких только…
iliasam писал(а):
отношение сигнал-шум становится очень плохим.
Это вы про 3 см объектив? Вообще странно что он работает, видимо и вправду на короткие расстояния делали сразу… А про первый дальномер читали СВВ-1?
Кстати по поводу нормальных артиллерийских дальномеров, поскольку там детектируется присутствие света( лог 1 , лог 0), можно взять самодельную подзорную трубу всего из двух линз. И отсев фона огромный, оптика видит только пятно лазера, и светофильтр можно поставить даже круче интерференционного ( дифракционная решетка, кусок сд диска и два лезвия). Тогда сканер это многограння призма зеркальная, например 20 граней на 50 оборотах это 1000 точек \сек…мало.Но, поскольку уже есть призма, а ей всеравно сколько лучей отражать и приемник элементарно фотодиод усилитель и компаратор. Тогда взять пару лучей или 5 =). Тогда 5000 точек сек…:D Кстати сколько у вас скан точек \оборот? Обороты сканера?
Вы смотрели на сигналы на матрице фотодиодов вашего дальномера при дальности где большая ошибка замера? Изменяется острота фокуса? Возможно вот разгадка, ориентация элемента 4… А ведь даже крепление линзы идет перпендикулярное, специально неправильно чтобы у любителей ничего не получалось?
Вот из старой какой-то книги, давно хотел попробовать =). Походу фокус линзы нужен порядка 2 метров( линза для очков в оптике=) )
У меня для повышения точности определения координат центра пятна объектив специально юстируется так, чтобы на максимальной дистанции изображение пятна на линейки было "размыто" (расфокусировка системы). Таким образом за счет программной обработки повышается разрешение до долей пикселя.
intern235 писал(а):
Объективы рассчитывают на минимальное искажение трех определенных длин волн света, гляньте в оптике не помню.
Излучение лазера монохроматичное, так что хроматические аберрации объектива можно не рассматривать.
Цитата:
Может возможно добавить подобие подзорной трубы, тогда повыситься точность определения расстояния, и ее направить на определяемый интервал расстояний.
Так вы предлагаете поставить ее перед объективом, чтобы она перекрывала часть углового поля объектива? В таком случае, скорее всего, будет потеряна часть углового поля.
intern235 писал(а):
Но на близких только…
В Neato на дальности 3м точность 5см. Не так уж и плохо - там используют линейку на 2048 пикселей. Такю линейку достать сложно, дорого, но это будет реальней, чем городить непонятно что на куче оптики, которую очень непросто юстировать.
intern235 писал(а):
Это вы про 3 см объектив? Вообще странно что он работает, видимо и вправду на короткие расстояния делали сразу…А про первый дальномер читали СВВ-1?
Про СВВ-1 не читал, нормального описания на него сразу не нашлось. Подозреваю, что он был рассчитан на работу с уголковым отражателем, и на соответствующую дальность. Во вращающуюся головку дальномера на роботе большой объектив не засунуть, так что приходится использовать маленький.
intern235 писал(а):
Тогда сканер это многограння призма зеркальная, например 20 граней на 50 оборотах это 1000 точек \сек…мало.Но, поскольку уже есть призма, а ей всеравно сколько лучей отражать и приемник элементарно фотодиод усилитель и компаратор.
И где же взять такую чудесную призму? Не забываем, что всю эту конструкцию с призмой, объективом, бешено крутящимся двигателем придется устанавливать на вращающуюся головку - если хочется сканировать пространство.
intern235 писал(а):
Кстати сколько у вас скан точек \оборот? Обороты сканера?
Один оборот - 360 точек. Скорость вращения - 3.5 об/сек. Чем больше скорость - тем меньше сигнал с линейки. Установка интерференционного светофильтра и усилителя могли бы помочь увеличить скорость.
intern235 писал(а):
Изменяется острота фокуса? Возможно вот разгадка, ориентация элемента 4… А ведь даже крепление линзы идет перпендикулярное, специально неправильно чтобы у любителей ничего не получалось?
Линейку ставят специально неперпендикулярно, чтобы изображение всегда оставалось в фокусе, что особенно важно в длиннофокусных системах. Как я уже говорил выше, на больших расстояниях мне и так нужна небольшая расфокусировка, а на коротких расстояниях размер пятна заметно больше величины расфокусировки. Замечу, что в моем дальномере причина всех погрешностей - слишком малое число пикселей и недостаточная чувствительность линейки на больших расстояниях.
Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей.
Вы смотрели на сигналы на матрице фотодиодов вашего дальномера при дальности где большая ошибка замера? Изменяется острота фокуса?
intern235 писал(а):
возможно сильно повысит точность если взять объектив старого фотика( с большой линзой) И глянуть сигнал на пикселях
iliasam писал(а):
Так вы предлагаете поставить ее перед объективом, чтобы она перекрывала часть углового поля объектива?
Суть ошибки на большой дальности- ничтожный сдвиг пятна на матрице(принцип рычага).А если в подзорную трубу смотреть только определенный интервал от 3 до 6 метров, то по идее положение пятна будет занимать всю матрицу- повышение точности, но будет ли фокус?
iliasam писал(а):
ро СВВ-1 не читал, нормального описания на него сразу не нашлось.
Странно что вы не начали изучение с того как это началось, а может эту книгу уже видели.
iliasam писал(а):
Наверно проще метода фазового замера не существует, т.к это первый в мире фазовый дальномер.Источник: Маркшейдерско-геодезические приборы и инструментоведение Гусев 1958 Стр 327
iliasam писал(а):
Во вращающуюся головку дальномера на роботе большой объектив не засунуть, так что приходится использовать маленький.
iliasam писал(а):
Принцип внутрибазного дальномера, например оптического прицела снайпера. Или на тойже линейке готовой.К примеру:http://www.sniperterritory.8m.com/osnov/r2-3.htm+бонус, камера(матрица) и лазер сосны, то о чем так долго говорили большевики…
Но для замера наверно придется брать тоже больше пикселей, суть замера- даметр пятна лазера это расстояние..
iliasam писал(а):
И где же взять такую чудесную призму?
Склеить из зеркал косметичек, 2 мм толщиной, и основы из фанеры, юстировка винтами…
iliasam писал(а):
Не забываем, что всю эту конструкцию с призмой, объективом, бешено крутящимся двигателем придется устанавливать на вращающуюся головку - если хочется сканировать пространство.
Для сканирования в одной плоскости, с большой точностью. Бешенно крутящегося двигателя нет, 50 об \сек это 3000 как комнатный вентилятор.Обектив неподвижен, крутиться только призма, за счет большого кл-ва граней за 1 оборот призмы считывает 1000 расстояний \сек, энкодер угла на призме общий для N количества сканеров.И кроме того:
iliasam писал(а):
Но, поскольку уже есть призма, а ей всеравно сколько лучей отражать и приемник элементарно фотодиод усилитель и компаратор. Тогда взять пару лучей или 5 =). Тогда 5000 точек сек…
Т.е можно дорастить хоть до 10 фотодиодов, но это очень много данных.Сканирование наподобие лучей в разные стороны, многопоточный скан, кстати можно и граней призмы убавить до желаемого количества данных. За счет не использования большой линзы приемника( сканер угла как узкий луч) не нужны большие зеркала призмы. Передатчик лазер, приемник фотодиод.Но нужен энкодер для призмы, у вашего был инерционный вроде, желательно со штрихами до разрешения наверно минут. А может и инерционный покатит…
Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре.
Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.
Аберрации объектива будут постоянными для определенной длины волны, их можно учесть при калибровке. Еще раз отмечу - у меня ошибки связаны с дискретностью линейки и шумами - на больших расстояниях показания дрожжат +-10см даже при неизменном расстоянии и остановленном вращении.
intern235 писал(а):
Суть ошибки на большой дальности- ничтожный сдвиг пятна на матрице(принцип рычага).А если в подзорную трубу смотреть только определенный интервал от 3 до 6 метров, то по идее положение пятна будет занимать всю матрицу- повышение точности, но будет ли фокус?
Так все же ставить подзорную трубу перед объективом? Как тогда будет измерятся расстояние от 0 до 3м?
Цитата:
Но для замера наверно придется брать тоже больше пикселей, суть замера- даметр пятна лазера это расстояние..
Диаметр пятна действительно можно измерять, но линза понадобится длиннофокусная. И точность с той же линейкой повысить не удастся, хотя возможно, что тогда не нужна большая база.
Сделать качественную двадцатигранную призму из кусков зеркал кажется мне задачей более сложной, чем изготовление аналога hokuyo. Зеркала нужны не абы какие, а с передней отражающей поверхностью.
Сканер с двумя фотодиодами - опять же требует вращающейся механики и длиннофокусной линзы, либо телескопического объектива.
А если точность 5 см норм, то 10м/0.05м=200 значений Не заоблачное число, можно сделать подобие линейной матрицы на фотодиодах каждый будет видеть только свой 5 см участок на 10 метровой дистанции. А считывать сдвиговым регистром. Получаем точность, скорость, и нет подвижных частей. Но как =).
А вот как я и предложил( призма из косметички =) ) http://codinglab.blogspot.com/2010/09/d ... ector.html Зеркальная многогранная призма есть в лазерном принтере, какраз как нужна. 21000 оборотов в минуту уже готовая. 350 оборотов/сек там 6 граней. 2100 сканов углов/сек и это только один фотодиод. И луч лазера можно сжать как я предлагал ранее, тогда точность еще повыситься ... Но где взять призму от лазерного принтера =).
21000 об/мин 6 граней угол раскрытия порядка 45 град, 2100 сканов линии/сек 10 000 об/мин 6 граней 996 сканов линии/сек ( почти как у вас, а приемник один фотодиод) 3000 об/мин 6 граней 300 сканов линии/сек
Лучше взять готовую, но 10 000 оборотов…но принтер же работает и норм =) Зато приемник 1 фотодиод, но нужен энкодер призмы, и скорей всего он уже есть на призме т.к это принтер, но его точность?
iliasam писал(а):
расстояние от 0 до 3м?
Ну я так понял первая система сканит ближнее поле, а вторая дальнее, а 0 - 3 метра не видит лазер. Два сканера =). Вы же говорили вам предлагали подобное. Но это дороговато наверно выдет. И это больше эксперимент, будет ли работать такое вообще…
iliasam писал(а):
Зеркала нужны не абы какие, а с передней отражающей поверхностью.
Оптики начитались? =) Да работают и обычные, ну хотите можно ацетоном стереть заднюю сторону и станут поверхностные. Правда стереть ту эмаль наверно не на всех можно, благо растворителей счас... Кстати, если взять скользкий угол падения, может можно использовать даже тупо стекло. Можете проэксперементировать если сканер есть еще, направить на зеркало, работает?
И на призму можно отправить не 1 лазер, а 10 к примеру, из одного луча можно получить несколько пропустив через интерференционную решетку( компакт диск).Можно просто стеклами под углом… И опять приемник каждого фотодиод.
iliasam писал(а):
Диаметр пятна действительно можно измерять
А если убрать мелкую линзу с лазера, а поставить большую 30 мм и настроить фокус в точку на расстоянии 10 метров.Затем опятьже замер диаметра пятна лазера, но тогда оно будет огромно даже в примитивный моноколь. Но зато точность.
А если вообще по другому. Начало луча толстое 30 мм, собираем в точку на 10 метрах. Замер размера пятна лазера просто сканированием через вращающеюся призму принтера? Т.е призма записывает углы, начало пятна – считали угол, конец пятна- считали. Угловой размер пятна лазера на стене- расстояние.
Может два сходящихся луча, замер расстояния это расстояние между двумя яркими точками на матрице. Снова соосная схема.
Не додумайтесь сами смотреть на отражение лазера через оптику, максимум проекция на экран.
Кстати а зачем сканировать приемной оптикой?( большая апертура) Лучше сканить лазером. Тогда приемник с оптикой неподвижен а диаграмма его направленности очень острая( почти как лазер).
Кстати погрешность определения угла энкодером именно в принципе замера угла, чем дальше точка попадания лазера тем более точный нужен замер угла, а если отказаться от замера угла поворотом? Тогда это сдвиг, а сканирующая оптика не зеркальная призма на отражение, а многогранная пластинка стекла на преломление, либо просто квадрат. Тогда ошибка определения угла поворота постоянна( ошибка от расхождения диаграммы приемника). Лазер-красный, приемник зеленый.
А интересно работающий лазер может быть приемником своей же длинны волны? Например один красный лазер светит, а второй может уловить этот сигнал с диаграммой направленности как у лазера без громоздкой оптики и может чувствительностью только к этой длине волны?
А если точность 5 см норм, то 10м/0.05м=200 значений Не заоблачное число, можно сделать подобие линейной матрицы на фотодиодах каждый будет видеть только свой 5 см участок на 10 метровой дистанции. А считывать сдвиговым регистром. Получаем точность, скорость, и нет подвижных частей.
Я хочу посмотреть на самодельную конструкцию, состоящую из 200 фотодиодов и обвязки к каждому. Намного проще взять TSL1402 - они есть в интернет-магазинах.
intern235 писал(а):
Зеркальная многогранная призма есть в лазерном принтере, какраз как нужна.21000 оборотов в минуту уже готовая.350 оборотов/сек там 6 граней.
Жужжит она при работе знатно.
intern235 писал(а):
Но где взять призму от лазерного принтера =).
В сломанном принтере, наверное? И правильно эта штука называется - полигональное зеркало.
intern235 писал(а):
Зато приемник 1 фотодиод, но нужен энкодер призмы, и скорей всего он уже есть на призме т.к это принтер, но его точность?
Датчики самого зеркала используются только для стабилизации скорости его вращения - средствами драйвера двигателя. Таким образом, скорость вращения очень стабильна. Начало строки принтер обнаруживает при прохождении отраженного от зеркала луча по фотодиоду, расположенному рядом с лазером, положение луча в строке определяется через время от срабатывания фотодиода.
intern235 писал(а):
а если отказаться от замера угла поворотом? Тогда это сдвиг, а сканирующая оптика не зеркальная призма на отражение, а многогранная пластинка стекла на преломление, либо просто квадрат.
Угол никуда не денется, он есть во всех внутрибазовых (триангуляционных) дальномерах.
intern235 писал(а):
А интересно работающий лазер может быть приемником своей же длинны волны?Например один красный лазер светит, а второй может уловить этот сигнал с диаграммой направленности как у лазера без громоздкой оптики и может чувствительностью только к этой длине волны?
Насколько я знаю, нет.
В любом случае, идеи механической дальнометрии меня не привлекают. Механика должна быть только в системе сканирования пространства.
Можно попробовать пересылать на линейку фотодиодов два сигнала, одна оптическая система с одной линзой для ближнего поля, а монокль для дальнего поля, у которого распознаем 3-6 м к примеру, но два сигнала на одной матрице. Она ж не распознает модуляцию и цвет? Разделять кодом по яркости сигнала.
iliasam писал(а):
состоящую из 200 фотодиодов и обвязки к каждому.
В качестве приемника можно взять светодиоды, даже SMD, никто не ставит усилители каждому, считывание сигнала происходит сдвиговым регистром как во всех матрицах, так и устроен TSL1402.В качестве приемника светодиоды могут быть мутные типа АЛ107 советских.За счет отдельных пикселей можно разделять четко углы зрения при настройке включить светодиоды для юстировки, а при использовании читать с них.
iliasam писал(а):
Жужжит она при работе знатно.
Это при 21 000.
intern235 писал(а):
3000 об/мин 6 граней 300 сканов линии/сек
И это только 1 фотодиод, а 6 ? 1800 сканов, быстрей вашего.
iliasam писал(а):
В любом случае, идеи механической дальнометрии меня не привлекают.
Давайте перефразируем, вы не хотите призмы вообще, да это сработает, да дешевле пару фотодиодов всего. Просто нет подвижным частям, это понятно, все так хотят =) Просто выходит простыми средствами огромная скорость скана, и точность( т.к замер углов непосредственно а не матрицей, и не нужна интерполяция сигнала, лог 1, лог 0.
iliasam писал(а):
В сломанном принтере, наверное?
Вот именно… Прийти в сервисный центр в городе и попросить призму просто так? =)) Слабо вериться, разве только у знакомых.
iliasam писал(а):
Угол никуда не денется, он есть во всех внутрибазовых (триангуляционных) дальномерах.
Верно, но за счет сдвига наверно увеличиваться время действия светового импульса на приемник( сила сигнала), за счет меньшей скорости прохода луча.А угол измеряем на отражении с этойже призмы, за счет этого увеличивая рычаг(точность).
А что если попробовать вот так: Вот в такой системе(на рис) по идее координаты пятна лазера изменяются линейно, а за счет оптики может будет больше засвеченных пикселов на большой дальности, что поможет интерполяции. С обычной камерой выходит огромное разрешение вблизи, и ничтожное в далеке, с оптикой должно быть равномерно, кстати может нужно даже лазер расфокусировать, чтобы на всех дистанциях пятно лазера было одинакового размера, это поможет интерполяции. Выходит использование матрицы на всю длину, и равномерная точность системы. Может возможно даже просто поставить длиннофокусную линзу а вторая линза матрицы. В отличие от анализа размера пятна лазера крупно, этот использует интерполяцию и подвижных частей нет. Вопрос в том на что влияет диаметр большой линзы, поидее разрешение, но тут лазер, может хватит просто небольшого диаметра но длиннофокусной, а фокус можно сложить зеркалами, призмами, или руф как делают в моноклях, а может вообще небольшой готовый китайский моноколь. Но может у него сильно большое увеличение.
Нужно чтобы оптика видела круг диаметром близким к диаметру длиннофокусной линзы, Тогда и помехи отсеет фона, и сдвиг луча на матрице будет линеен от расстояния.
Итого 3 системы без подвижных частей: 1)Замер диаметра пятна лазера через монокуляр у луча постоянного сечения Диаметр-дальность. 2)Сходящиеся толстый у начала луч, быстрей изменяет диаметр на расстоянии через монокуляр. Диаметр-дальность. 3)Лазер под углом как на картинке выше, Положение на матрице- дальность + интерполяция, самый лучший?. Через монокуляр.
А вот замер интервалов между импульсами. Кусочек компакт диска отражает лучи веером. Приемник узконаправленный ( на 10 метрах видит площадь с монету). При прохождении лучами поля зрения приемника запускаем таймер( инерционный энкодер угла как у принтера), при прохождении второго луча приемной области- таймер стоп. Дальность-расстояние между импульсами света(принцип как в картинке с книги что я кидал, но там диск).
А если взять призму принтера, 6 граней 5 лучей каждая( к примеру), 30 лучей- 29 дальностей, 50 об\сек= 1450 сканов. И легко расширить облучая другие грани, или добавивши лучей. 6 граней 8700 замеров… И не забывайте о сжатии сечения пучка( повышение точности замера, пространственный отсев помех, частотный отсев помех модуляцией, длинна волны света отсев помех без интерференционных фильтров и точней их).
Можно попробовать пересылать на линейку фотодиодов два сигнала, одна оптическая система с одной линзой для ближнего поля, а монокль для дальнего поля, у которого распознаем 3-6 м к примеру, но два сигнала на одной матрице. Она ж не распознает модуляцию и цвет? Разделять кодом по яркости сигнала.
Я уже говорил, что если установить телескоп перед объективом, то часть поля будет перекрыта.
Цитата:
В качестве приемника можно взять светодиоды, даже SMD, никто не ставит усилители каждому, считывание сигнала происходит сдвиговым регистром как во всех матрицах, так и устроен TSL1402.В качестве приемника светодиоды могут быть мутные типа АЛ107 советских.
Даже если вы найдете диоды размером 0.2 мм, то 200 диодов займут 40 мм, что очень много - потребуется длиннофокусный объектив.
Цитата:
Просто выходит простыми средствами огромная скорость скана, и точность( т.к замер углов непосредственно а не матрицей, и не нужна интерполяция сигнала, лог 1, лог 0.
Чтобы получить в механической системе высокую точность, нужно обеспечить очень высокую стабильность вращения двигателя. Это непросто. В триангуляционном дальномере главное - точность измерения угла. Если база дальномера - 10 см, то для получения точности 5 см на 3 метрах требуется точность измерения угла - 2 угловые минуты. На 5 метрах - 40 угловых секунд. Думаете, просто построить механический угломерный прибор с точностью хотя бы в 1 угловую минуту, причем способный выдавать 1000 измерений в секунду?
Цитата:
т.к замер углов непосредственно а не матрицей
Что значит непосредственно? Угол будет измерятся либо через какой-либо датчик на зеркале (должен обеспечивать точность - угловые минуты), либо через время от прохождения луча контрольного фотодиода - потребуется высокая точность вращения и высокая точность отсчета времени.
Цитата:
Вот в такой системе(на рис) по идее координаты пятна лазера изменяются линейно, а за счет оптики может будет больше засвеченных пикселов на большой дальности, что поможет интерполяции. С обычной камерой выходит огромное разрешение вблизи, и ничтожное в далеке, с оптикой должно быть равномерно
Вы хотите использовать сильную дефокусировку? Линейности не будет, оптика работает по другому. Дефокусировка приведет лишь к сильному ослаблению полезного сигнала, что еще больше усилит проблемы на больших расстояниях.
Цитата:
Вопрос в том на что влияет диаметр большой линзы
Диаметр линзы влияет только на энергетику сигнала.
Да не перекрыта, а сужена что и повысит точность. Разные лучи разделяют как обычно в оптике…
iliasam писал(а):
потребуется длиннофокусный объектив.
Так и есть, для этого и делают. Или вы думали что самодельный сканер будет размером с коробок? =) Но и не метр, а его еще и можно сложить как делают в оптике. .
iliasam писал(а):
Думаете, просто построить механический угломерный прибор с точностью хотя бы в 1 угловую минуту, причем способный выдавать 1000 измерений в секунду?
Думаю для 10 метров это не проблема.
iliasam писал(а):
потребуется высокая точность вращения и высокая точность отсчета времени.
Микроконтроллер за 1 бакс пашет на частоте 16 Мгц. Думаю измерять время сегодня не проблема. А обороты поддерживать тоже несложно, и их можно измерять прям перед замером, для сегодняшней электроники мне кажется это не проблема вообще…
iliasam писал(а):
Вы хотите использовать сильную дефокусировку?
Причем тут дефокусировка, пятно будет линейно двигаться на расстоянии от 0 до измеримой дистанции, а не экспоненциально как в камере.
Так и не убедил вас испытать один из трех методов? Наверно нужно проэксперементировать с двумя линзами, лазером и экраном из бумаги. Какраз на 10 метрах, будет ли двигаться пятно лазера на бумаге на разных дистанция по 3 методу? Первая линза от очков фокус 1 метр, вторая китай с базара фокус 10 см, диаметр порядка 40 мм для наглядности опыта. И проверить на деле =).
Или вы думали что самодельный сканер будет размером с коробок? =)
В Neato лазер умещается на ладони. Фазовый дальномер hokuyo - еще меньше по площади, но несколько выше. Мой лазер на робофоруме диаметром с CD-диск.
Цитата:
А еще на разрешение системы
Диаметр начинает влиять на разрешение, если за счет качественно изготовленной оптики достигли ее дифракционного предела разрешения. Такую оптику еще найти надо.
Цитата:
Думаю для 10 метров это не проблема.
Измеряют не метры, а углы.
Цитата:
А обороты поддерживать тоже несложно, и их можно измерять прям перед замером, для сегодняшней электроники мне кажется это не проблема вообще…
Кто гарантирует, что во время замера скорость не изменится? При скорости вращения двигателя 50 об/сек, он будет давать скорость сканирования 360град*60 минут*50об/сек=1080000 угловых минут/сек. Так что для достижения точности в угловую минуту, мгновенную скорость нужно будет поддерживать с точностью 1/1080000 от ее значения. И это все для двугранного зеркала, с ростом числа граней требуемая точность поддержания скорости растет еще больше.
Цитата:
Причем тут дефокусировка, пятно будет линейно двигаться на расстоянии от 0 до измеримой дистанции, а не экспоненциально как в камере.
Так это у вас телескоп был нарисован? Не понял, что внизу - тоже линза. Вот только телескоп вообще не дает изображения - на его выходе параллельный пучок света. Диаметр этого пучка совпадает с диаметром выходного зрачка трубы. Специально взял моноколь, посветил фонариком на стену, объектив монокля направил на пятно, окуляр направил на противоположную стену - за окуляром на стене возникло маленькое освещенное пятно, которое абсолютно не перемещалось при движении фонаря. Если бы был способ создать внутрибазовый дальномер с равномерной шкалой, то от бы повсеместно вы использовался. Геометрию не обманешь - чем больше расстояние, тем сложней измерить угол.
Это потому, что монокль настроен на выходе на бесконечность, а в самодельном с линзой и камерой можно подобрать так чтобы свет сходился. Значит для монокля нужно сфокусировать просто одной линзой на экране.И смотреть не на фонарик, а на лазер( мелкое пятно свет 3 мм,либо светодиод как имитация временно) под углом как на рисунке, на 10 метрах лазер должен быть виден в крайнем положении на экране, а когда мишень макс близко- другое крайнее полжение на экране. Первый рисунок как идеально было бы( параллельные лучи), но моноколь расходящиеся поле зрения потому как второй рисунок. Даже если у монокля большое поле зрения, это добавит точности. Но нужно сделать вот так:
iliasam писал(а):
Первая линза от очков фокус 1 метр, вторая китай с базара фокус 10 см, диаметр порядка 40 мм для наглядности опыта. И проверить на деле =).
А затем думать как компактней если сработает.
iliasam писал(а):
Если бы был способ создать внутрибазовый дальномер с равномерной шкалой, то от бы повсеместно вы использовался
А смысл? В индустрии берут тупо больше пикселей матрицы, это дешевле чем возиться с оптикой еще. А для большей дальности фазовые и т.д. В артиллерийских дальномерах две призмы крутят в разные стороны отсюда точность т.к угол их отклонения луча ничтожен, и это на повороте призмы 180 град.
Если после телескопа поставить положительную линзу - то получившаяся система будет эквивалентна длиннофокусному объективу (астрономические телескопы могут состоять из единственного вогнутого зеркала и отклоняющих зеркал).
Цитата:
Это потому, что монокль настроен на выходе на бесконечность, а в самодельном с линзой и камерой можно подобрать так чтобы свет сходился.
Это называется телеобъектив и для дальномера он неотличим от обычного длиннофокусного.
Цитата:
А смысл? В индустрии берут тупо больше пикселей матрицы, это дешевле чем возиться с оптикой еще. А для большей дальности фазовые и т.д.
В высокоточных промышленных триангуляционных дальномерах может быть достаточно сложная оптика - там добиваются точности в микроны, правда на расстояниях меньше метра.
Последний раз редактировалось iliasam Вс сен 21, 2014 20:38:18, всего редактировалось 1 раз.
Может кстати сделать как в артиллерийских дальномерах, но нужно рассчитать две призмы, и их крутить нужно в разные стороны синхронно. Может и можно развить идею до нескольких лучей, но все не хотят подвижные части. И кто сказал что через призмы можно пропускать только 1 луч, одного цвета, и в одном направлении…И если бы был компактный позиционный энкодер на секунды, а может за счет призм тут хватит и углового. Может такое нужно будет для дальномера на метров 30 =).
Вот прикинул в экселе: Замер от 5м до 10м. Треугольник катет 10 000, база 100.Замер от 5м до 10м разность углов 0.57 градуса, если взять две призмы при повороте отклоняющих на 0.57 градуса при собственном повороте на 180 град, выходит 5000/180= 27 мм точность. Энкодер меряет 180 град, можно фломастером нарисовать инкрементный энкодер и счетчик с оптопарой=)).А можно сразу позиционный цифровой, либо инерционный.Выходит 50 об\сек 50 сканов.
Не экспериментировал, но и так знаю, что если добавить к телескопу выпуклую линзу, то получится длиннофокусный объектив.
Цитата:
Где вторая линза сам хрусталик.
Я имел в виду телескопы с ПЗС-матрицей, которая устанавливается в фокусе зеркала. Глазами сейчас только астрономы-любители наблюдают. Хрусталик второй линзой в таком телескопе работать не сможет. В телескопе для визуального наблюдения всегда есть окуляр, так что получается, как минимум, три линзы - объектив - окуляр - хрусталик. И только тогда на сетчатке глаза возникает изображение.
По поводу призм - где их взять, как делать высокоточный узел вращения?
Нужно сделать так оптику, чтобы поле зрения на 10 метрах было почти равно диаметру объектива, чем ближе к диаметру объектива поле зрения на 10 метрах тем больше линейность как следствие точность. И кажется чем больше объектив тем больше точность должна быть и разрешение.Наверно эксперимент решает.
iliasam писал(а):
Я имел в виду телескопы с ПЗС-матрицей, которая устанавливается в фокусе зеркала.
Там наверно две линзы большая и камеры, отдельно одна линза и матрица не будет телескопом.
iliasam писал(а):
Хрусталик второй линзой в таком телескопе работать не сможет. В телескопе для визуального наблюдения всегда есть окуляр, так что получается, как минимум, три линзы - объектив - окуляр - хрусталик. И только тогда на сетчатке глаза возникает изображение.
Неверно. Первые телескопы строились для наблюдения глазом, человек фокусировался на 20 см, вот прикиньте для 100 крат нужно фокус объектива 20 метров. Это были первые телескопы.
iliasam писал(а):
По поводу призм - где их взять, как делать высокоточный узел вращения?
Ну делали же в 1928 году =). В принципе можно и сделать самому наверно, но слабо представляю это. И какой угол призмы нужен для 0.5 градусов? Это наверно больше похоже на не ровное плоское стекло. И 50 сканов оч. мало, городить огород с оптики- большие размеры, сложно. Наверно оптимальный вариант с монокуляром. Найдите хороший скан http://bookzz.org/book/1042676/cdeeb9 Хотя прочитать можно. И нужно посчитать углы призмы. А если сильно преломляющую готовую призму поместить в глицерин? =) Может где то заказать, но без расчетов как? Мне кажется есть способ зеркалами сделать ничтожное изменение угла. А чем это отличается от схемы сдвигом?
Похоже в промышленности давно брали зеркальные призмы когда небыло крутых линеек фотодиодов. Странно зачем они ведут лазер и канал приема вместе, выходит с зеркалом сканируют налету чтоб не крутить приемник.
кажется чем больше объектив тем больше точность должна быть и разрешение.Наверно эксперимент решает.
Я уже говорил, что диаметр объектива влияет в первую очередь на на энергетику (светосилу) объектива. Если в объективе все аберрации устранены - то начинает сказываться дифракционный предел разрешения: https://ru.wikipedia.org/wiki/Дифракционный_предел Только мало какой объектив до своего дифракционного предела по диаметру доходит. Даже внутри высокоточных промышленных триангуляционных дальномеров достаточно небольшие объективы стоят.
intern235 писал(а):
Там наверно две линзы большая и камеры, отдельно одна линза и матрица не будет телескопом.
Цитата из википедии про телескоп:
Цитата:
Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом
Посмотрите на схему Ньютона: https://ru.wikipedia.org/wiki/Оптический_телескоп Там только два зеркала, причем одно - плоское. В телескопах с ПЗС матрицей несколько неплоских зеркал ставят только для устранения аберраций или увеличения/уменьшения фокусного расстояния системы.
Цитата:
Неверно. Первые телескопы строились для наблюдения глазом, человек фокусировался на 20 см, вот прикиньте для 100 крат нужно фокус объектива 20 метров. Это были первые телескопы.
И где можно почитать про телескопы для зрительного наблюдения, обходящиеся без окуляров?
Цитата:
Ну делали же в 1928 году =). В принципе можно и сделать самому наверно, но слабо представляю это.
Вот именно, что на заводе можно сделать любую оптику. Только это будет стоить столько, что дешевле купить самый навороченный дальномер.
Прочитайте текст под ним: “плоское диагональное зеркало, расположенное вблизи фокуса, отклоняет пучок света за пределы трубы, где изображение рассматривается через окуляр или фотографируется.”
iliasam писал(а):
В телескопах с ПЗС матрицей
ПЗС матрица играет роль сетчатки глаза и все.
iliasam писал(а):
И где можно почитать про телескопы для зрительного наблюдения
А смысл? Сикорука гляньте.
iliasam писал(а):
Вот именно, что на заводе можно
Стеклянный квадрат делает тоже самое, рычаг замера. Наверно проще всего если система преломления это квадрат из стекла, а может просто кусочек тонкая полоска оргстекла 10 мм толщины… Вся фишка точности наверно в том что приемная оптика должна видеть пространство со спичку на 10 метрах а лучше как лезвие, что решается наверно диафрагмой, и чем больше увеличение оптики тем лучше. А без монокуляра точности нет. Еще прикол в том что в телескопах\ монокулярах стараются больше поле зрения, а тут выходит наоборот =).Наверно можно не по правилам взять 1 метр фокус+0.01 м фокус разогнать до 200 крат. Я так понял вы вообще не смотрели на призмы, выходит они крутые если правильно использовать. А еще наверно правильней понять устройство оптической струны как приемной части может и монокуляр вообще не нужен, если лучом делать угловую развертку, то луч на большой скорости проходит детектор, а если сдвигом скорость намного меньше значит сигнал сильней.
Прочитайте текст под ним:“плоское диагональное зеркало, расположенное вблизи фокуса, отклоняет пучок света за пределы трубы, где изображение рассматривается через окуляр или фотографируется.”
Ключевое слово - окуляр, без окуляра глазами ничего особо не увидеть. Матрице или фотопластинке окуляр не нужен.
intern235 писал(а):
iliasam писал(а):В телескопах с ПЗС матрицей ПЗС матрица играет роль сетчатки глаза и все.
В глазу человека есть хрусталик, работающий как линза, и его оттуда никуда не деть. А вот астрономы объясняют, почему для съемки матрицей окуляр не нужен: http://www.starlab.ru/showthread.php?t=3287
intern235 писал(а):
iliasam писал(а):И где можно почитать про телескопы для зрительного наблюдения А смысл? Сикорука гляньте.
Если вы о книге "Л.Л.Сикорук. Телескопы для любителей астрономии", то я не нашел в ней упоминания про "первые телескопы", в которых не было окуляров. Из вышеупомянутого обсуждения: "В принципе глазом изображение можно видеть и без окуляра, поместив глаз сантиметрах в 25 от фокусировочного узла (только оно будет маленьким, поэтому так и не смотрят)."
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 16
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения
Вход
Регистрация
Правила
FAQ
Поиск
