Me preguntaba cómo los sensores LIDAR pueden medir distancias de menos de 2 mm. No veo cómo pueden hacer eso.
La velocidad de la luz es de 300,000,000 m / s, por lo que el tiempo de ida y vuelta debe estar dentro de los 14ps, lo que está mucho más allá de las capacidades de la electrónica moderna (> 71 GHz).
Entonces cómo lo hacen?
A 2 mm, el tiempo de vuelo no utilizados. La interferometría es. A diferencia de tiempo de vuelo, lo que sólo puede realmente determinar la distancia (y la velocidad indirectamente), interferometría puede ser utilizado para la medición de muchas otras propiedades y tiene una mucho mayor de la tasa de muestreo. Algunas de las cosas increíbles que han hecho uso de este principio, incluyendo LIGO o verificar la influencia de la gravedad de la Tierra sobre la velocidad de los fotones que viajan hacia y lejos de la superficie de la Tierra. O escuchas a alguien de fuera de la casa mediante la medición de las vibraciones de algo en la habitación.
La interferometría más directamente de las medidas de velocidad. Es un poco menos sencillo para medir la distancia.
Usted puede jugar con esto a ti mismo de una manera bastante simple (siempre y cuando usted tiene un osciloscopio) el uso de la auto-mezcla de técnica que requiere de un láser de diodo con un monitor integrado de diodo, de lo contrario se necesita un montón de caras óptica que, a continuación, coloca más allá del alcance de su típico hobbiest.
Es super cool. Usted debe intentarlo. La necesaria diodos láser integrado con fotodiodo se pueden comprar por unos pocos dólares (1/10 el precio regular) si usted mira el excedente de tiendas de electrónica como Jameco, más que en lugares como Mouser o Digikey. Sólo asegúrese de comprobar la hoja de datos para asegurarse de que no es un fotodiodo en el interior. Usted también no desea un módulo de láser que podría estar ya con cable para controlar el fotodiodo para mantener constante la potencia óptica, ya que se necesita el acceso al diodo láser.
Laico vídeo de demostración: https://www.youtube.com/watch?v=MUdro-6u2Zg
Un papel que tiene mucho más sentido después de ver el video, si no estás ya en el saber: http://sci-hub.tw/http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1464-4258/4/6/371/pdf que también se puede leer en semanticscholar.org y es paywalled aquí. Giuliani et al. J. Opt. R: Pure Appl. Opt. 4 (2002) S283–S294
Mientras que esta respuesta dice "interferómetros", a aquellos que sólo cuentan los flecos, que no se puede medir absoluta distancias. Usted puede mover algo y conteo de franjas y fracciones de los mismos y decir "es movido por 42 longitudes de onda" y compruebe la presión del aire y la humedad y a la estimación de la longitud de onda de corriente en el aire, pero no puede usar uno a decir que se mueve desde 2 mm a 2 mm, más de 42 longitudes de onda.
Hay de doble longitud de onda de los interferómetros que puede intentar resolver esta ambigüedad, pero a menudo hay otras ambigüedades.
Cuando la medición de distancias en milímetros a un metro o más por el uso de un láser, lo que a menudo se utiliza un Láser Sensor de Desplazamiento. Ese vínculo y los tres enlaces de abajo de todo explicar el principio.
El haz de láser proporciona un haz colimado de luz y la longitud de onda de la pureza no es de primaria importancia, excepto que usted puede utilizar un filtro para bloquear la fuerte luz del ambiente. Los proyectos de aproximadamente 1 mm irregular a su destino en una amplia gama de distancias, y utiliza una lente imagen y 1D o 2D sensor de imagen de visualización desde una posición de desplazamiento de la viga.
El láser es a menudo impulsos y los pares de "on" y "off" imágenes pueden restarse para mejorar aún más el punto de láser en relación a la imagen de desorden.
El desplazamiento a lo largo del sensor se corresponde con el desplazamiento fuera de la unidad. Una vez que es puesto a cero cuidadosamente, usted puede desactivar, y luego medir la distancia absoluta a otro objeto, incluso si no hay movimiento. Esto es mucho más práctico, que contar las franjas con un interferómetro, donde usted tiene que comenzar siempre de cero y, a continuación, moooooooove todo el camino a su posición final, contando los flecos a lo largo de todo el camino.
Este comentario menciona la tomografía de coherencia, y que es otro de no-contacto, ópticas, absoluta medición de distancia. Pero generalmente no utilizan láser.
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