Laserentfernugsmessung

Moin,

das funktioniert etwas anders, mach dich mal über den Begriff 
"Phasenlaufzeit Messung" schlau.

Leider gerade keine Zeit, sorry.

--
 SJ

Habe jetzt nicht alles gelesen, aber vllt. ist da was interessantes bei: 
Beitrag "Laser-Entfernungsmessung"

Patty schrieb:
> Wie schnell müsste mein Chip den sein damit das mit der Zeit
> funktioniert ?
kommt auf die entfernung und die gefoderte genauigkeit an... mond<>erde 
auf +/-500km geht schon...

> Würde da mein Laptop auch reichen ?
nie im leben

> Da die Triangulation und PSD Geschichte ja nicht auf größere
> Entfernungen geeignet ist, heißt es :-)
alle baumarkt dinger arbeiten mit triangulation und entfernungen 
<100meter sind damit auch möglich.. sag uns mal was du genau machen 
willst

Andi D. schrieb:
> alle baumarkt dinger arbeiten mit triangulation und entfernungen
> <100meter sind damit auch möglich.

Bist Du Dir da sicher? Für einigermaßen genaue Triangulation in diesem 
Bereich braucht man doch eine breite Basis.

Ich ging bisher davon aus, dass die Baumarktgeräte mit einem 
amplitudenmodlierten Laser arbeiten, wobei die Entfernungsinformation 
durch Kreuzkorrelation zwischen ausgesendetem und reflektiertem Signale 
gewonnen wird. Kann aber sein, dass ich mich irre.

J.-u. G. schrieb:
> Andi D. schrieb:
>> alle baumarkt dinger arbeiten mit triangulation und entfernungen
>> <100meter sind damit auch möglich.
>
> Bist Du Dir da sicher? Für einigermaßen genaue Triangulation in diesem
> Bereich braucht man doch eine breite Basis.

Meines Wissens nach arbeiten die rein mit Triangulation. Es gibt auch 
konzepte mit Webcams und einem Laser die ganz gerne für Hobbyroboter 
verwendet werden.
http://sites.google.com/site/todddanko/home/webcam_laser_ranger

Patty schrieb:
> An was ich gedacht hatte war ein LIDAR ! und bevor mich jetz gleich alle
> anschreien und mir erzählen das es nicht funktioniert usw. :-)!!!
> ich wollte mich einfach nur mal informieren und paar Infos einfangen.

Sowas in der Art - ganz grob
http://letsmakerobots.com/node/2651

Patty schrieb:
> Wie schnell müsste mein Chip den sein damit das mit der Zeit
> funktioniert ?
> Würde da mein Laptop auch reichen ?

Diese Überlegungen sind eigentlich relativ simpel:

1. Du brauchst die Optik zu dem Zirkus = Laser (vermutl IR) + gute / 
schmalbandige Sperrfilter für Fremdlicht + ein photoempfindliches 
Element welches schnell auslesbar ist.

2. Bei prof. Laserrangefindern (primär Waffensektor, Messbereichen von 
bis zu mehreren Kilometern) wird der Laserstrahl quasi codiert um 
Fremdeinwirkungen von Streu-/Störlicht zu erkennen und die Messung 
gegebenenfalls für ungültig zu erklären. Oder im Bestfall eine 
Fehlerkorrektur zu bekommen. Das heißt du musst das Signal auch codieren 
und dekodieren (was eingentlich kein Problem sein sollte)

3. Problematisch ist die geringe Laufzeit von Licht: 299 792,458 km/s = 
299 792 458 Meter pro Sekunde. Du kannst dir ja ausrechnen, was das für 
Laufzeiten du für einen einen Meter Messdistanz (= 2 Meter da Licht hin 
und zurück) bräuchtest. Dann brauchst du eine Zeitbasis (das ist ein 
Riesenproblem) mit der richtigen Auflösung, wenn du nicht in 10m 
Schritten messen möchtest. Das ganze tendiert in jedem Fall in Richtung 
FPGA. Rechne mal und teiel uns deine Ergebnisse mit. Das ist dabei auch 
interessant: http://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem

Viel Erfolg

gerd b. schrieb:
> ine IR-LED sendet mit ca. 4MHz
> ein Signal, dieses wurde analog mit dem Empfangssignal gemischt und
> daraus die Phase ermittelt.

Was bedeutet "analog gemischt"?

gerd b. schrieb:
> Es würde also auch ohne superschnelle Logik gehen.

Sicher. Das hat doch auch niemand behauptet.

Hier ein paar Links zu den unterschiedlichen Methoden der 
lasergestützten Entfernungsmessung:

http://de.wikipedia.org/wiki/Abstandsmessung_%28optisch%29

http://www.laser-entfernungsmesser.org/funktionsweise-laser-entfernungsmesser.html

Hier einige interessante Bauanleitungen, wie man mit einem 
Taschen-Laserpointer und einer Billig-Webcam einen Entfernungsmesser 
baut:

http://sites.google.com/site/todddanko/home/webcam_laser_ranger

http://zedomax.com/blog/2009/10/26/webcam-diy-how-to-make-a-diy-webcam-based-laser-distance-finder/

http://www.ehow.com/how_7635634_build-laser-distance-measuring-device.html

http://ashishrd.blogspot.com/2006/11/obstacle-detector-using-webcam-and.html

http://hackaday.com/2007/04/14/webcam-laser-rangefinder/

Und dann gibt es noch die Laserscanner, die bis zu einigen 
hunderttausend Euros kosten, aber innerhalb von wenigen Minuten durch 
tausende Laser-Messungen pro Sekunde ganze Gebäude abscannen und davon 
dann ein 3D-Abbild schaffen...

Hier die Grundlagen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Laserscanning

Hier eine Billig-Variante für uns Otto-Normal-User:

http://www.rob.cs.tu-bs.de/news/david

Viel Spaß beim Stöbern.

Jan schrieb:
> Triangulation: glaube ich nicht.
> Es gibt in einem anderen Thread einen Link auf Fotos vom Innenleben
> eines Bosch Entfernungsmessers. Es steckt u.A. ein AVR drinnen.
>
> Ich habe mir auch gerade so ein Spielzeug angeschafft. Super
> kollimierter Laserstrahl. Ich weiß nicht, ob es zum Messprinzip gehört:
> es klackt bei einer Messung, im Dauermessmodus aber nicht; ich vermute,
> es könnte ein Autofocus sein.

Das Klacken ist in neueren Geräten entfallen.

> Der AVR wird wohl nicht die Messung machen, sondern für das UI zuständig
> sein.

Richtig. Für die eigentliche Messung ist ein Bosch-ASIC zuständig.

Max

Patty schrieb:
> Wow Danke für die Seiten :-)
>
> Was ich nicht ganz so verstehe ist das mit dieser Phasenverschiebung
> obwohl ichs mir schon durchgelesen habe !

Da gibt es zwei Methoden. Bei der ersten lässt man den ausgesandten 
Strahl mit dem reflektierten Strahl interferieren, d.h. überlagern. Je 
nach Größe der Phasenverschiebung, die durch die Laufzeit kommt, ist die 
resultierende Amplitude des Signals an der Stelle der Messung 
unterschiedlich hell. Vielleicht erinnerst Du Dich noch an den 
Physikunterricht, wo eine gegenphasige Welle die andere fast komplett 
auslöschen kann? Man kann dann bei dieser Methode von der Helligkeit auf 
die Phasenverschiebung und damit auf die Entfernung schließen.

Die zweite Methode ist sehr ähnlich: Hier wird der Laser aber moduliert. 
Man vergleicht dann nicht die Phasenlage der Laserwellenlänge, sondern 
die Phasenlage des aufmodulierten Hochfrequenzsignale.

Das Problem ist nur: Wenn Du zwei Wellen gleicher Frequenz überlagerst, 
gibt es mehrere Phasenverschiebungen, wo Du genau denselben 
Helligkeitswert misst. Und zwar treten diese Stellen an allen halben 
Laser- bzw. Modulationswellenlängen auf. Da muss man schon die 
Wellenlänge geschickt wählen, um innerhalb des Messbereichs keine 
Mehrdeutigkeiten zu erhalten.

Frank M. schrieb:
> Da gibt es zwei Methoden. Bei der ersten lässt man den ausgesandten
> Strahl mit dem reflektierten Strahl interferieren, d.h. überlagern. Je
> nach Größe der Phasenverschiebung, die durch die Laufzeit kommt, ist die
> resultierende Amplitude des Signals an der Stelle der Messung
> unterschiedlich hell. Vielleicht erinnerst Du Dich noch an den
> Physikunterricht, wo eine gegenphasige Welle die andere fast komplett
> auslöschen kann? Man kann dann bei dieser Methode von der Helligkeit auf
> die Phasenverschiebung und damit auf die Entfernung schließen.

Ja, das ist klassische Interferometrie. Ist hochpräzise (Genauigkeit, je 
nach verwendeter Wellenlänge: weinge Nanometer), benötigt aber gut 
reflektierende Oberflächen und gestattet aber keine Absolutmessungen und 
ist mehrdeutig (Signal ist identisch, wenn sich der Abstand jeweils um 
Vielfache der Wellenlänge ändert). Dem kann aber mit gewissem Aufwand 
begegnet werden (z.B. Heterodynprinzip).

Das hier ist auch ganz interessant:
http://www.avrfreaks.net/index.php?module=Freaks%20Academy&func=viewItem&item_type=project&item_id=2907