Визуализация измерений лазерным дальномером, Требуется решение под ключ Опции

[EvgAnt]

Измерять лазерным дальномером расстояние с относительной точностью: 0,01*10^-3/300 = 3,33*10^-8..?

Круто, однако!..

«Сегодня в завтрашний день не все могут смотреть. Вернее, смотреть могут не только лишь все, мало кто может это делать.» ©

Не надо измерять расстояние!
Надо показать отклонение двух тел ("пули и ствола") от плоскости в момент отражения луча.
Поэтому ни "дальномер", ни "тахеометр", как таковые, в принципе не годятся.
И, наверное, круто.
Но некритично, по-моему.

[san822]

Не надо измерять расстояние!
Надо показать отклонение двух тел ("пули и ствола") от плоскости в момент отражения луча.
Поэтому ни "дальномер", ни "тахеометр", как таковые, в принципе не годятся.

Тогда нужна скоростная камера (может быть даже тепловизонная) + софт для обработки изображений.
А почему это нужно делать с расстояния 300 метров ?

[Fat Robot]

Скромная оценка скорости пули 500 м/с. В 20 нс по самой гуманной мерке надо уложиться со всеми захватами и накоплениями измеряемой величины. Плюс все это с расстояния 300 метров. Плюс ствол при выстреле колышется. Плюс пороховые газы. Плюс зоны с разным давлением, вызывающие преломление.

Аналоги-то есть у такой измерительной системы? Или это на уровне желаний? Любопытно было бы взглянуть на сдаточные испытания.

[alexvu]

Не надо измерять расстояние!
Надо показать отклонение двух тел ("пули и ствола") от плоскости в момент отражения луча.
И, наверное, круто.Но некритично, по-моему.

Вот же чувствуется кисть абстракциониста

Нарисуйте картинку (или несколько), из которой было бы понятно, отклонение чего? и от какой? плоскости надо "показать" (кому? и как?), (но не надо измерять? при этом), и где? в этот (какой?) момент (или моменты?), по Вашему мнению, должны находиться излучатель и приемник. С указанием расстояний, углов и т.д.
И что? Вы хотите получить в результате, потому что без этого, учитывая Ваш способ излагать задачу, Вам тут вряд ли кто сможет помочь.
Да, если это дипломная работа - так и напишите, незачем из этого делать секреты, это тоже поможет решению.

з.ы. И еще, насчет 0.01 мм.
Как Вы наверное знаете, пуля и ствол бывают окружены облаком газов, аэрозоля, сжатого или разреженного воздуха и т.д.
Которые искажают свет, звук, радиоволны и любую измерительную субстацию (а даже и линейку могут отклонить), поэтому подумайте о снижении точности в несколько сотен раз или о других методах, например ЭМ пушка в вакууме .

[blackfin]

Не надо измерять расстояние!
Надо показать отклонение двух тел ("пули и ствола") от плоскости в момент отражения луча.

Вообще-то, задача измерения "отклонения двух тел от плоскости" сводится к "измерению двух расстояний от плоскости до каждого из тел",
с последующим вычитанием одного расстояния из другого (это, если "надо показать" отклонение "пули" относительно "ствола")..

Поэтому ни "дальномер", ни "тахеометр", как таковые, в принципе не годятся.

Таки да, один "дальномер в принципе не годится". Годится два(!) дальномера, причем точность каждого из них должна быть: 0,01[мм]/2 = 0,005[мм] или 5 микрон!

И, наверное, круто.
Но не критично, по-моему.

В Сети гуляет описание фазового лазерного дальномера разработанного фирмой Leica для NASA.

Инженерам из Leica удалось добиться точности измерения расстояния в 50 микрон на расстоянии 50 метров, что соответствует относительной точности 0,05*10^-3/50 = 10^-6, что в 30 раз хуже заявленной вами необходимой точности..

Ну и, учитывая технические возможности Leica и NASA, все это, наверное, не только "круто", но и "критично", по-моему.

[a-p]

ТС, нарисуйте, пожалуйста, объект измерения, предполагаемую схему измерения и что конкретно Вы хотите измерить. Также необходимо описать условия измерения (снаружи/внутри помещения, и т.п.). Я думаю, что это снимет множество вопросов.

Если я правильно понял ТЗ, то основной проблемой будет хорошая оптика, датчики и аналоговая часть на приёмной стороне, так как время экспозиции слишком мало, а расстояние до объекта достаточно большое. Но для большего понимания нужна схема.

С уважением,
Андрей

Сообщение отредактировал a-p - Dec 4 2015, 07:04

[EvgAnt]

Любопытно было бы взглянуть на сдаточные испытания.

Всем любопытным такая возможность будет представлена.
Если все пойдет хорошо...

з.ы. И еще, насчет 0.01 мм.
Как Вы наверное знаете, пуля и ствол бывают окружены облаком газов, аэрозоля, сжатого или разреженного воздуха и т.д.
Которые искажают свет, звук, радиоволны и любую измерительную субстацию (а даже и линейку могут отклонить), поэтому подумайте о снижении точности в несколько сотен раз или о других методах, например ЭМ пушка в вакууме .

Ну, не надо демонизировать простые вещи. Нам, главное, получить визуализацию!

Что да, вот видно отклонение с точностью … понятно, наверное, что точность и расстояние слегка с запасом дадены. (Как цель).

Вообще-то, задача измерения "отклонения двух тел от плоскости" сводится к "измерению двух расстояний от плоскости до каждого из тел",
с последующим вычитанием одного расстояния из другого (это, если "надо показать" отклонение "пули" относительно "ствола")..

Да, так тоже можно. Но не в нашем случае.

ТС, нарисуйте, пожалуйста, объект измерения, предполагаемую схему измерения и что конкретно Вы хотите измерить. Также необходимо описать условия измерения (снаружи/внутри помещения, и т.п.). Я думаю, что это снимет множество вопросов.

Если я правильно понял ТЗ, то основной проблемой будет хорошая оптика, датчики и аналоговая часть на приёмной стороне, так как время экспозиции слишком мало, а расстояние до объекта достаточно большое. Но для большего понимания нужна схема.

С уважением,
Андрей

Пришлось повозиться немного. Но чего не сделаешь ради хороших людей.
Вот так я вижу схему развития событий.


Синхронизировать включение лазера и из одного импульса получить два когерентных отражения, которые фиксируются тоже одним приемником и выводятся на один экран.
Если нет принципиальных возражений, то я вряд ли смогу еще как-нибудь облегчить задачу.
С уважением.

[Alex11]

Оказывается, судя по картинке, требуется просто зафиксировать два световых импульса на одном фотоприемнике с разрешением 1 фемтосекунду - совершенно тривиальная задача, и фотоприемников таких - в ближайшем ларьке сколько хочешь. А основная проблема - визуализация ответа. Во!

[blackfin]

... из одного импульса получить два когерентных отражения, которые фиксируются тоже одним приемником ...

Есть вопрос, ответ на который невозможно получить из вашего рисунка..

Какой по времени длительности должен быть исходный импульс лазера, чтобы "два когерентных отражения" зафиксированные "одним приемником" не сливались в одно?

[EvgAnt]

Оказывается, судя по картинке, требуется просто зафиксировать два световых импульса на одном фотоприемнике с разрешением 1 фемтосекунду - совершенно тривиальная задача, и фотоприемников таких - в ближайшем ларьке сколько хочешь. А основная проблема - визуализация ответа. Во!

Об этом всем было сказано в самом первом сообщении.

Есть вопрос, ответ на который невозможно получить из вашего рисунка..

Какой по времени длительности должен быть исходный импульс лазера, чтобы "два когерентных отражения" зафиксированные "одним приемником" не сливались в одно?

Я думал, что импульс надо как-то модулировать.
Ну, а с фазами уж потом и разбираться.
Нет?

[blackfin]

Я думал, что импульс надо как-то модулировать.
Ну, а с фазами уж потом и разбираться.
Нет?

Простейший способ модуляции лазерного излучения это модуляция его интенсивности. То есть, по сути, включение - выключение лазера.

И вы не ответили на мой вопрос. Вам нужно просто назвать цифру..

Чему равен промежуток времени между двумя отраженными импульсами принятыми одним приемником?

Ответ, есс-но, зависит от взаимного расположения движущегося и стационарного объектов в тот момент времени, когда их освещают лазером.

[EvgAnt]

Простейший способ модуляции лазерного излучения это модуляция его интенсивности. То есть, по сути, включение - выключение лазера.

И вы не ответили на мой вопрос. Вам нужно просто назвать цифру..

Чему равен промежуток времени между двумя отраженными импульсами принятыми одним приемником?

Ответ, есс-но, зависит от взаимного расположения движущегося и стационарного объектов в тот момент времени, когда их освещают лазером.

Предельное значение будет выражено в пикосекундах, наверное. Хотя и не уверен.
И вы, полагаю, тоже хотите сказать, что подобное невозможно измерить?

[blackfin]

И вы, полагаю, тоже хотите сказать, что подобное невозможно измерить?

Измерить то возможно. Вопрос цены и сложности решения.

В природе существуют лазеры сверхкоротких импульсов с длительностью импульса 50-60 фемтосекунд и частотой следования 80МГц.

И если умеете измерять задержку сверхкоротких импульсов с точностью до 30 фемтосекунд, то почему бы и не измерить?

Контроль и измерение сверхкоротких импульсов:

При длительности лазерных импульсов менее 10^-12с обычные опто-электронные (например регистрация сигнала фотодиода с помощью осциллографа) методы регистрации уже не годятся.
Поэтому для регистрации фемтосекундных импульсов используют оптические методы, такие как автокорреляция, генерация второй гармоники и т. п.

[EvgAnt]

Измерить то возможно. Вопрос цены и сложности решения.

В природе существуют лазеры сверхкоротких импульсов с длительностью импульса 50-60 фемтосекунд и частотой следования 80МГц.

И если умеете измерять задержку сверхкоротких импульсов с точностью до 30 фемтосекунд, то почему бы и не измерить?

О! Если б я умел!
Но ваша радость меня очень воодушевила, правда.

Напрашивается – сколько это будет стоить? И чтоб ни в чем себя не ограничивать.

При длительности лазерных импульсов менее 10-12с обычные опто-электронные (например регистрация сигнала фотодиода с помощью осциллографа) методы регистрации уже не годятся.

А вот если тютелька в тутельку, то есть на пределе возможностей, попробовать надо?