Радиодальномер сантиметровой точности, нужен... Опции

[Stanislav]

Для измерения расстояния между базой и передвижным объектом (ровером) в пределах 100-150 м с погрешностью, скажем, не более 5 см при прямой видимости, нужен радиодальномер. Всё находится на поверхности земли, антенны можно поднять на расстояние 1-2 м от неё, объект в момент измерения неподвижен. Требования к дальномеру - низкое энергопотребление и умеренная стоимость. База может быть как пассивной (только отражать сигнал), так и активной (принимать и передавать сигнал); ровер - активный. Очень желательно, чтобы база могла поддерживать несколько роверов.
Далее, в порядке усложнения. Существуют ли системы определения 2D или 3D - местоположения, использующие данный принцип?
Прежде всего интересуют готовые изделия; буду также благодарен за информацию по принципам работы таких систем.

PS. Системы, использующие спутниковую навигацию, исключаются...

Сообщение отредактировал Stanislav - Aug 10 2006, 14:12

[dxp]

Для измерения расстояния между базой и передвижным объектом (ровером) в пределах 100-150 м с погрешностью, скажем, не более 5 см при прямой видимости, нужен радиодальномер. Всё находится на поверхности земли, объект в момент измерения неподвижен. Требования к дальномеру - низкое энергопотребление и умеренная стоимость. База может быть как пассивной (только отражать сигнал), так и активной (принимать и передавать сигнал); ровер - активный. Очень желательно, чтобы база могла поддерживать несколько роверов.
Далее, в порядке усложнения. Существуют ли системы определения 2D или 3D - местоположения, использующие данный принцип?
Прежде всего интересуют готовые изделия; буду также благодарен за информацию по принципам работы таких систем.

PS. Системы, использующие спутниковую навигацию, исключаются...

А почему решили на радио остановться? Измерение дальности в прямой видимости - традиционно епархия светодальномеров (лазерных).

[Stanislav]

Для измерения расстояния между базой и передвижным объектом (ровером) в пределах 100-150 м с погрешностью, скажем, не более 5 см при прямой видимости, нужен радиодальномер. Всё находится на поверхности земли, объект в момент измерения неподвижен. Требования к дальномеру - низкое энергопотребление и умеренная стоимость. База может быть как пассивной (только отражать сигнал), так и активной (принимать и передавать сигнал); ровер - активный. Очень желательно, чтобы база могла поддерживать несколько роверов.
Далее, в порядке усложнения. Существуют ли системы определения 2D или 3D - местоположения, использующие данный принцип?
Прежде всего интересуют готовые изделия; буду также благодарен за информацию по принципам работы таких систем.

PS. Системы, использующие спутниковую навигацию, исключаются...

А почему решили на радио остановться? Измерение дальности в прямой видимости - традиционно епархия светодальномеров (лазерных).

Плохо - приборы довольно дорогие, тяжёлые, их наводить надо. А это большой гимор.
Кроме того, предполагается наличие небольших препятствий. Радиодальномер работать будет, хоть и со снижением точности, а оптика - нет.

[Lonesome Wolf]

Для измерения расстояния между базой и передвижным объектом (ровером) в пределах 100-150 м с погрешностью, скажем, не более 5 см при прямой видимости, нужен радиодальномер. Всё находится на поверхности земли, антенны можно поднять на расстояние 1-2 м от неё, объект в момент измерения неподвижен. Требования к дальномеру - низкое энергопотребление и умеренная стоимость. База может быть как пассивной (только отражать сигнал), так и активной (принимать и передавать сигнал); ровер - активный. Очень желательно, чтобы база могла поддерживать несколько роверов.
Далее, в порядке усложнения. Существуют ли системы определения 2D или 3D - местоположения, использующие данный принцип?
Прежде всего интересуют готовые изделия; буду также благодарен за информацию по принципам работы таких систем.

PS. Системы, использующие спутниковую навигацию, исключаются...

Вопрос по базе, как я понимаю, еще не решен - активная/пассивная? Как планируется направлять антенны - планируется ли система слежения?

[Stanislav]

Вопрос по базе, как я понимаю, еще не решен - активная/пассивная? Как планируется направлять антенны - планируется ли система слежения?

Хотелось бы иметь ненаправленные антенны, как на базе, так и на ровере. Система слежения - сложно, да и дорого.

[Валентиныч]

Параметры объекта? В параллельной теме я описал применение для таких целей автодинного радара. Уверенно работает на расстоянии ~100 м по объекту размером с большой автомобиль.
Имеются в наличии готовые головки-модули приемо-передатчика (только механика, диодов Ганна в данное время нет). Обработку сочинить не сложно. Но 5 см на таком расстоянии - близко к пределу точности по условиям С/Ш.
Энергопотребление радара - единицы/десятки милливатт, U питания - 3-5 вольт. Оценить энергопотребление блока обработки не берусь, мало вводных, но думаю, не более нескольких ватт.
Размеры СВЧ-модуля ~ 30х30х30 мм, диаметр параболической антенны 100 мм (угол раскрыва луча ~ 5-7 град.), размеры рупорной антенны определит аппертура. Стоимость в сегодняшних деньгах определить сложно, но думаю, это все считабельно.
3D вариант предполагалось использовать для определения геометрии шахтных выработок и естественных пещер (реальные результаты мне не известны - тема была закрытой).
Применение ненаправленных антенн мне кажется бесперспективным.
Если интересуют конкретности - пишите в личку.

Сообщение отредактировал Валентиныч - Aug 10 2006, 15:19

[Stanislav]

Параметры объекта? В параллельной теме я описал применение для таких целей автодинного радара. Уверенно работает на расстоянии ~100 м по объекту размером с большой автомобиль...

Речь идёт о расширении функциональных возможностей геодезического оборудования (приёмников систем спутниковой навигации), там, где его применение затруднено (нет открытого неба, многолучёвость и т.д) и для удешевления.
При этом геодезические координаты базы, стоящей на открытом месте, будут определяться приёмником, а координаты роверов (носимых устройств, на палке или штативе) должны определяться относительно этой самой базы.
Конечно, можно для решения этой задачи использовать оптику (теодолиты и т.д., но это слишком дорого).
Задача пока ставится очень туманно, желаемые параметры мне неизвестны.
Поэтому, решил собрать инфу по данному вопросу.
Радиодальномер выбрал, как единственное подходящее по духу задачи средство для измерения расстояния.
Насчёт системы, описанной Вами, ответ дам завтра. Только, мне кажется, всё же не подойдёт.

Сообщение отредактировал Stanislav - Aug 10 2006, 16:53

[Lonesome Wolf]

Вопрос по базе, как я понимаю, еще не решен - активная/пассивная? Как планируется направлять антенны - планируется ли система слежения?

Хотелось бы иметь ненаправленные антенны, как на базе, так и на ровере. Система слежения - сложно, да и дорого.

Стояла у нас подобная задачка - американцы подкидывали проект - им очень хотелось UWB технику использовать. Но у нас работы было тогда (и сейчас, слава Богу) выше крыши и мы не стали ввязываться. Но проработка предварительная делалась. Вроде получалось, но деталей не упомню. Антенны передатчиков закладывались изотропными (почти ), но приемные антены предполагалось делать направленными - иначе локализация (2D) не получится... Сигнал передатчика (носимого) кодировался число-импульсным кодом, разрешение 1нс=15см.

Сообщение отредактировал Lonesome Wolf - Aug 10 2006, 17:12

[_pv]

Прежде всего интересуют готовые изделия; буду также благодарен за информацию по принципам работы таких систем.

http://www.chipcon.com/index.cfm?kat_id=2&...&dok_id=261
точности не те конечно (по амплитуде принимаемого сигнала расстояние измеряет) но если в чистом поле, да объект неподвижный то может и получится чего.

[INT1]

www.getradar.com там описание патентов есть, точность хорошая, но дальность вряд и получится,
www.uwbgroup.ru, они там тоже чего то намеряли

Сообщение отредактировал INT1 - Aug 11 2006, 04:51

[Mirabella]

Для измерения расстояния между базой и передвижным объектом (ровером) в пределах 100-150 м с погрешностью, скажем, не более 5 см при прямой видимости, нужен радиодальномер. Всё находится на поверхности земли, антенны можно поднять на расстояние 1-2 м от неё, объект в момент измерения неподвижен. Требования к дальномеру - низкое энергопотребление и умеренная стоимость. База может быть как пассивной (только отражать сигнал), так и активной (принимать и передавать сигнал); ровер - активный. Очень желательно, чтобы база могла поддерживать несколько роверов.
Далее, в порядке усложнения. Существуют ли системы определения 2D или 3D - местоположения, использующие данный принцип?
Прежде всего интересуют готовые изделия; буду также благодарен за информацию по принципам работы таких систем.

PS. Системы, использующие спутниковую навигацию, исключаются...

Фазовый радиодальномер с несколькими одновременно излучаемыми частотами в нижней части миллиметрового диапазона и , естественно , очень цифровая обработка сигналов.
Несколько излучаемых частот позволят избавиться от необходимости какой-либо стабилизации частоты СВЧ генераторов. Они конструктивно -на миниатюрных т.н. "запредельных" волноводах. можно взять готовые, делает Томск. Антенны -параболы 15 см., можно просто рупор.

[radist]

попробуйте к этим людям обратиться: http://limaco.ru/urovnemer1.html

[dxp]

А почему решили на радио остановться? Измерение дальности в прямой видимости - традиционно епархия светодальномеров (лазерных).

Плохо - приборы довольно дорогие, тяжёлые,

Насчет тяжелые и дорогие - не соглашусь. Все зависит от области применения. Дорогие и относительно тяжелые - это на газовых лазерах (например, на CO2 лазере, но это и диапазон 8-14 мкм). На твердотельных лазерах - да, недешевые, но тяжелыми я бы их не назвал. На прежней работе как раз приходилось заниматься их разработкой, причем преимущественно малогабаритными - например, ручными (размером с полевой бинокль, масса не более 1 кг со всей оптикой и аккумуляторами, дальность до 3 км, можно поднять до 5 км, был такой один образец). Точность, конечно, там совсем не такая, как тут требуется - она для тех задач была подходящей.

В настоящее время широкое распространение получили дальномеры на полупроводниковых лазерах, дальности (днем) до километра, точности - порядка 0.5 - 1 метра, масса 0.2 - 0.5 кг. Это самый дешевый класс дальномеров - вариант до 300-500 м несколько лет назад покупался за сумму порядка $200.

Ну, и для Вас подходящим был бы фазовый дальномер. Этот класс дальномеров как раз ориентирован на геодезические задачи. Фирменные геодезические дивайсы недешевы - например дальномерный модуль (дополнение к теодолиту) Лейка, который мы видели, стоил порядка 1000 зеленых. По массе он был меньше килограмма, по размерам - брусок сечением где-то 5 на 6 см, длиной сантиметров 15. Правда, и характеристики он выдавал - ого-го: погрешность 5 мм на 1 км (по триппель призме, ествественно). Было это давно, с тех пор уже техника ушла вперед, наверняка уже и лучше, и дешевле варианты появились. Правда, следить я уже давно за этим перестал.

Лет пять назад видел малогабаритный дальномер - к нам приходили люди, обмеряли помещение. Сказали, что это строительный дальномер (в смысле, что применяется при строительстве). Внешне - продолговатая коробочка, размером с кулак. Из нее светит красный лазер - показывает точку на объекте, до которой производится измерение. Я так понял, что это как раз фазовый дальномер, красный лазер - целеуказатель. На вопрос о дальности, сказали, что по стене метров до 50 берет, для бОльших дальностей есть уголковый отражатель (катафот или триппель призма). Погрешность - порядка сантиметра. Фирму не помню, полез тогда же в инет, нарыл кучу ссылок на подобного класса дивайсы. Цен, правда, не было.

Т.ч. по цене, массе и габаритам есть большое разнообразие. Надо конкретно смотреть.

их наводить надо. А это большой гимор.

Да, наводить надо. А как иначе? Вы ведь хотите точность получить до конкретного объекта и даже не до самого объекта, а, видимо, до какой-то точки на нем - ведь объект может быть сам достаточно протяженным, а 5 см - это неплохая точность. Если целиться куда попало, что наизмеряете?

Кроме того, предполагается наличие небольших препятствий. Радиодальномер работать будет, хоть и со снижением точности, а оптика - нет.

Смотря какие препятствия. Если это ветки кустов, то тут зависит от их площади и рамеров пучка. Кроме того, если на пути измерения есть посторонние цели, то как будете производить селекцию целей?

[Lonesome Wolf]

попробуйте к этим людям обратиться: http://limaco.ru/urovnemer1.html

Уровнемер - немного не то...

Многолучевка замучает при таких требованиях к точности и ненапрвленных антеннах.

[Stanislav]

их наводить надо. А это большой гимор.

Да, наводить надо. А как иначе? Вы ведь хотите точность получить до конкретного объекта и даже не до самого объекта, а, видимо, до какой-то точки на нем - ведь объект может быть сам достаточно протяженным, а 5 см - это неплохая точность. Если целиться куда попало, что наизмеряете?

Представьте себе палку, на одном конце которой стоит дальномер, дающий, например, координаты фазового центра саоей антенны.
Другим концом палки тычем в точку, координаты которой нужно измерить. Имея на палке датчик ориентации и зная длину палки, можно найти координаты точки.
Повторюсь, это пока только гипотетически - не существует не только ТЗ, но и понимания, чего же вообще хочется сделать. А сделать определённо хочется (некоторые "додумались" до полностью инерциальной системы определения местоположения).
...............................

Всем откликнувшимся - огромное спасибо. Буду изучать... Правда, только через неделю - сегодня в отпуск уезжаю.