Saya bertanya-tanya bagaimana sensor LIDAR dapat mengukur jarak kurang dari 2mm. Saya tidak melihat bagaimana mereka bisa melakukan itu.
Kecepatan cahaya adalah 300.000.000 m / s, sehingga waktu bolak-balik harus dalam 14ps yang jauh melampaui kemampuan elektronik modern (> 71 GHz).
Jadi bagaimana mereka melakukannya?
distance
range-detector
Ron Vais
sumber
sumber
Jawaban:
Pada 2mm, waktu penerbangan tidak digunakan. Interferometri adalah. Tidak seperti waktu penerbangan yang hanya dapat benar-benar menentukan jarak (dan kecepatan secara tidak langsung), interferometri dapat digunakan untuk mengukur banyak properti lain dan memiliki laju pengambilan sampel yang jauh lebih tinggi. Beberapa hal menakjubkan telah dilakukan dengan menggunakan prinsip ini termasuk LIGO atau memverifikasi pengaruh gravitasi bumi pada kecepatan foton yang bergerak menuju dan menjauh dari permukaan bumi. Atau menguping seseorang dari luar rumah dengan mengukur getaran sesuatu di ruangan itu.
Interferometri paling langsung mengukur kecepatan. Ini agak kurang mudah untuk mengukur jarak.
Anda dapat bermain sendiri dengan cukup sederhana (selama Anda memiliki osiloskop) menggunakan teknik pencampuran sendiri yang memerlukan dioda laser dengan dioda monitor terintegrasi, jika tidak, Anda memerlukan banyak optik mahal yang kemudian membuatnya jauh dari jangkauan Anda. hobbiest khas.
Sangat keren. Kamu harus mencobanya. Dioda laser yang diperlukan dengan fotodioda terintegrasi dapat dibeli dengan harga beberapa dolar (1/10 dari harga reguler) jika Anda melihat toko-toko elektronik berlebih seperti Jameco, daripada tempat-tempat seperti Mouser atau Digikey. Pastikan untuk memeriksa lembar data untuk memastikan bahwa ada fotodioda di dalamnya. Anda juga tidak ingin modul laser yang mungkin sudah dipasangkan untuk memantau fotodioda untuk mempertahankan daya optik konstan karena Anda memerlukan akses ke dioda laser.
Demonstrasi video orang awam: https://www.youtube.com/watch?v=MUdro-6u2Zg
Sebuah makalah yang jauh lebih masuk akal setelah menonton video jika Anda belum tahu: http://sci-hub.tw/http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1464-4258/ 4/6/371 / pdf yang juga dapat dibaca di semanticscholar.org dan berbayar di sini . Giuliani et al. J. Opt. A: Appl Murni. Memilih. 4 (2002) S283 – S294
sumber
Sementara jawaban ini mengatakan "interferometer", itu hanya menghitung pinggiran, mereka tidak mengukur jarak absolut. Anda dapat memindahkan sesuatu dan menghitung pinggiran dan pecahannya dan mengatakan "itu digerakkan oleh panjang gelombang 42" dan memeriksa tekanan udara dan kelembaban dan untuk memperkirakan panjang gelombang saat ini di udara, tetapi Anda tidak dapat menggunakan satu untuk mengatakan itu bergerak dari 2 mm ke 2 mm plus 42 panjang gelombang.
Ada interferometer panjang gelombang ganda yang dapat mencoba untuk menyelesaikan ambiguitas ini tetapi seringkali ada ambiguitas lain.
Ketika mengukur jarak milimeter ke satu meter atau lebih menggunakan laser, yang sering digunakan adalah Laser Displacement Sensor . Tautan itu dan ketiga tautan di bawah ini semuanya menjelaskan prinsip tersebut.
Sinar laser memberikan sinar cahaya terkolimasi dan kemurnian panjang gelombang tidak terlalu penting kecuali bahwa Anda dapat menggunakan filter untuk memblokir cahaya sekitar yang kuat. Ini memproyeksikan kira-kira 1 mm pada target Anda pada jarak yang luas, dan menggunakan lensa pencitraan dan 1D atau sensor gambar 2D yang dilihat dari posisi offset dari pancaran.
Laser sering berdenyut dan pasangan "on" dan "off" gambar dapat dikurangi untuk lebih meningkatkan titik laser relatif terhadap kekacauan gambar.
Perpindahan sepanjang sensor sesuai dengan perpindahan dari unit. Setelah itu memusatkan perhatian dengan hati-hati, Anda dapat mematikannya, dan kemudian mengukur jarak absolut ke objek lain, bahkan jika tidak ada gerakan. Ini jauh lebih praktis daripada menghitung pinggiran dengan interferometer, di mana Anda harus selalu mulai dari nol dan kemudian moooooooove semua jalan keluar ke posisi akhir Anda, menghitung pinggiran di sepanjang jalan.
Komentar ini menyebutkan tomografi koherensi, dan itu adalah pengukuran jarak absolut non-kontak, optik lainnya. Tetapi umumnya tidak menggunakan laser.
Sumber
Sumber dan Sumber
sumber