Самодельный дальномер. Дёшево и сердито

В продаже, есть большое количество, дешёвых, датчиков – дальномеров, в их числе ультразвуковые и инфракрасные. Все эти устройства работают хорошо, но из – за значительного веса, не подходят для летающих роботов. Миниатюрный робот вертолет, например, может нести около 100г полезной нагрузки. Это даёт возможность использовать, для поиска препятствий и предотвращения столкновений с ними, машинное зрение, используя веб-камеры (или другие миниатюрные, беспроводные камеры с подключением к компьютеру через USB). А еще лучше, установить две камеры, что обеспечит роботу, стерео зрение, таким образом, благодаря информации о глубине изображения, улучшится обход препятствий. Недостатком этой идеи, является, добавление веса второй камеры.

В этой статье описывается, как маленькая лазерная указка, вместе с одной web камерой, может обеспечить моно машинное зрение, с большим диапазоном информации.

Этот проект основан на статье найденной .

Принцип работы

Смотрите рисунок ниже. Лазерная точка проектируется на возможное препятствие, лежащие в поле зрения камеры, расстояние до этого препятствия может быть легко вычислено. Математика здесь очень простая, обработку данных лучше всего производить в компьютерных приложениях.

Итак, вот как это работает. Лазерный луч проецируется на объект в поле зрения камеры. Этот луч должен быть идеально параллелен оптической оси камеры. Лазерная точка захватывается вместе с остальной сценой. Простой алгоритм ищет на изображении яркие пиксели. Предполагая, что точка лазера является яркой на фоне более тёмной обстановки (я использовал обычную лазерную указку купленную в магазине за доллар), изначально положение точки в кадре не известно. Затем нам нужно рассчитать дальность до объекта, основываясь на том, где вдоль оси Y находится лазерная точка, чем ближе она к центру изображения, тем дальше находится объект.

Как мы видим из рисунка выше, расстояние (D) может быть рассчитано по формуле:

Конечно, для решения этого уравнения, вы должны знать, h- фиксированное расстояние между лазерной указкой и камерой. Знаменатель высчитывается так:

Соединив два предыдущих уравнения, мы получим:

Итак, количество пикселей от центра плоскости изображения до лазерной точки может быть просто рассчитано с картинки. А как насчет других параметров в этом уравнении? Для их получения мы должны выполнить калибровку.

Для калибровки системы, мы будем собирать серию измерений, где нам известно, дальность до цели, а также количество пикселей центра изображения до точки лазера. Эти данные записываем в таблицу ниже:

Используя следующее уравнение, мы можем вычислить угол наклона в зависимости от значения h, а также фактическое расстояние до каждой точки.

Теперь у нас есть расчётные значения, мы можем придумать отношения, что позволяет нам рассчитывать, дальность, зная количеством пикселей от центра изображения. Я использовал линейную зависимость.

Зная калибровочные данные, я подсчитал:

Используя калибровочные данные и данные предварительного расчёта, я подсчитал процент ошибки:

Фактические и расчётные данные
пикселов от центра	действительный D (см)	расчётный D (см)

Компоненты

Для сборки дальномера требуется не так много деталей. Для соединения лазерной указки и камеры я вырезал раму – основание из картона.

Собранный дальномер выглядит следующим образом:

Программное обеспечение

Я написал программу обработчик на двух языках: Visual C + + и Visual Basic. Вы, вероятно, подумаете, что программа на Visual Basic проще, чем на VC + + в плане кода, но во всём есть компромисс. Код на VC + + можно собрать бесплатно (при условии, что у вас есть Visual Studio), в то время как код VB требует приобретение программных пакетов сторонних производителей (в дополнение к Visual Studio).

Visual basic

Написанная мною программа на Visual Basic доступна в нижней части страницы под именем vb_laser_ranger.zip

Чтобы этот код работал, необходимо установить на вашем компьютере VideoOCX -компонент ActiveX

Скриншоты из этой программы можно увидеть ниже:

Visual C++

Полный код этого проекта доступен в виде пакета с именем LaserRange.zip в нижней части страницы.

Без чего невозможно даже представить любые строительные или ремонтные работы, независимо от масштабности и уровня сложности – это без проведения измерений и без выполнения разметки. Точность и аккуратность таких операций всегда становятся залогом качества и долговечности получаемого результата. Поэтому измерительный инструмент всегда является безусловной важной составляющей инструментального арсенала любого хозяина дома или квартиры.

Одним из базовых измерений всегда является определение расстояний и линейных размеров объектов. Уже эти величины, в свою очередь, становятся исходными для расчётов, например, площадей и объемов . С давних пор для этих целей, помимо обычных линеек, использовался шнур с нанесенными на него отметками, соответствующий единицам длины. Привычная рулетка - это такой же инструмент, только вместо шнура применена металлическая, матерчатая или пластиковая лента с нанесенной шкалой. Вполне удобно и точно, но если измеряемые расстояния небольшие, или если при выполнении промеров есть помощник. А вот в одиночку, да на значительных длинах – приходится «дробить» измеряемый участок на более мелкие, что, безусловно, сказывается и на времени выполнения работ, и на их точности.

Иное дело, если в распоряжении есть компактный и точный прибор – лазерный дальномер (или, как его еще часто называют – лазерная рулетка). Выполнение измерений занимает считаные секунды, а точность получаемых результатов – выше всяких похвал. Кроме того, современные инструменты такого типа нередко имеют и дополнительную функциональность – позволяют быстро провести необходимые расчёты, так сказать, в «полевых условиях». Разнообразие представленных в продаже моделей – весьма широкое, поэтому перед приобретением будет нелишним получить информацию – лазерный дальномер какой лучше.

На чем основана работа лазерного дальномера

Нет никакого сомнения в том, что все высокотехнологичные разработки в первую очередь проходят «апробацию» в военной сфере. Когда автор этих строк в далеком 1981 году поступил в Одесское высшее артиллерийское училище, первые навыки ведения разведки осваивались еще на стереоскопических дальномерах ДС -1 и ДС-2. Но, кстати, работать на них с достаточной степенью точности могли очень немногие. Поэтому великим «откровением» для нас стало изучение лазерного дальномера ДАК -1, который в те годы считался секретным образцом вооружения.

Нашу радость омрачало лишь то, что доставка дальномера на наблюдательный пункт превращалась в немалое испытание. Комплект представлял собой два тяжеленныхметаллических ящика и треногу. Поэтому , хорошенько попотев на занятиях, мы строили смелые мечты, что когда-нибудь подобная техника станет намного компактнее, и будет являться чуть ли не предметом индивидуальной экипировки артиллерийского разведчика.

Так оно и получилось, но значительно позднее.

Со временем военные разработки перекочевали и в общедоступную сферу, в частности - в строительство. А развитие технологий привело к тому, что прибор такого принципа действия сейчас можно запросто купить в магазине.

Безусловно, лазерные дальномеры, которые сегодня предлагаются потребителю, по своим возможностям все равно уступают современной военной технике. Но от них и не требуется измерений, исчисляемых многими сотнями метров и километрами. А вот принцип работы и тех и других – очень схожий .

Измерение расстояния основано на способности оптически непрозрачной поверхности отражать направленный на нее световой поток. То есть, если направить на «цель» мощный световой импульс, выработанный встроенным излучателем (лазером), а затем засечь отраженный сигнал , то, зная скорость света, можно определить и расстояние до объекта.

Но на деле измерение производится несколько иначе. Дело в том, что скорость света – огромна, и при небольших измеряемых расстояниях приходится оперировать крайне малыми временными интервалами, измеряемыми наносекундами. Изготовить компактный таймер, который мог бы очень точно производить засечку столь малых интервалов – очень сложная и дорогостоящая задача. Поэтому в строительных дальномерах используется принцип зачески фазового сдвига отраженного светового инфракрасного импульса .

При нажатии кнопки пуска излучатель лазерного дальномера генерирует световой луч строго определенной длины волны и частоты. Направленный на в нужную точку луч отражается от неё , и принимается фотоприемником прибора. Во встроенном микропроцессоре сравниваются фазы луча на выходе из прибора и отраженного . Так как частота и длина волны излучения известны, с высокой точностью можно оценить расстояние, пройденное лучом. Погрешность обычно составляет не более половины длины волны, что дает ошибку в пределах 1÷1,5 мм на метр измеряемого расстояния, что для условий строительства считает отличным показателем.

Существуют и иные типы дальномеров. Так, в мощных приборах, способных точно оценивать дистанции в сотни и более метров, устанавливается мощный импульсный лазер, не дающий рассевания пучка света, и высокоточный таймер, способный с высочайшей точностью замерять временные интервалы. Но стоимость таких приборов – очень велика, и в бытовых условиях применения им не находится.

Применяется для измерения дальности и принцип отражения звуковых волн. Такие ультразвуковые «рулетки» есть в продаже, они рассчитаны на работу на небольших дистанциях. Судя по отзывам, их не особо хвалят опытные строители, хотя, это и некатегоричное суждение.

Но в данной статье в дальнейшем остановимся только на лазерных дальномерах фазового типа.

Устройство компактного лазерного строительного дальномера

По форме большинство современных лазерных строительных дальномеров во многом напоминают мобильные телефоны начала 2000-х годов . То есть они в достаточной степени компактны, легко помещаются в кармане рабочей одежды, ими совсем нетрудно пользоваться в условиях строительства или домашнего ремонта.

Как правило, корпус прибора исполнен из ударопрочного пластика, имеет удобные для удержания в ладонях формы. Так как дальномер рассчитан на работу в условиях строительства или ремонта, то есть при возможном сильном запылении и в любую погоду, предусматривается очень серьезная защита корпуса – обычно не ниже IP-44. Специальные амортизирующие эластичные накладки на корпусе предохраняют прибор от поломок при случайном падении.

Внутри корпуса расположен сам генератор светового импульса (лазер), оптическая схема передачи и приема сигнала, микропроцессорный блок, запрограммированный на измерение расстояний и выполнение ряда других полезных функций.
Мало кому в голову, должно быть, придет идея разбирать этот прибор, так что ограничимся его внешним устройством.

На фронтальном торце прибора всегда видны «окошки» излучателя импульсов и фотоприемника. Там же в некоторых моделях может быть расположена и компактная видеокамера оптического визира.

На лицевой панели дальномера расположен дисплей, на котором высвечиваются текущие установки прибора и результаты проведенных измерений. Обычно применяется монохромная жидкокристаллическая индикация, хотя можно встретить приборы и с цветными дисплеями, хотя это, честно говоря, видится излишеством.

Около дисплея расположены кнопки управления дальномером. Среди них, безусловно, всегда выделяется кнопка пуска, то есть проведения замера. Но большинство современных лазерных рулеток оснащены еще целым рядом интересных полезных функций – доступ к ним или программирование прибора на определенный режим работы также производится с помощью кнопок, а порядок действий подробно излагается в прилагаемой инструкции.

Встречаются приборы и с сенсорными «кнопками», вынесенными на дисплей. Правда, насколько удобно будет с ними работать загрязнёнными руками, что часто случается в процессе ремонта или строительства – не совсем понятно.

Для точной наводки прибора, если измерения проводятся на больших расстояниях, или из-за особенностей освещенности объекта точка лазера может стать незаметной, могут быть предусмотрены дополнительные возможности, позволяющие направить луч точно в цель. Так, некоторые дальномеры имеют оптический визир, подобный тому, что мы привыкли видеть на фотоаппаратах. Визир может быть встроенным или съемным . Также может различаться степень оптического приближения объекта в визире. Если в приборах профессионального класса, рассчитанных на измерения больших расстояний, приближение может доходить до 12 крат, то в более простых моделях визиры попроще, с 6÷8 кратным увеличением.

Еще «круче» исполнены некоторые современные модели. На дисплей таких приборов через встроенную видеокамеру может выводиться изображение объекта, до которого определяется дальность, с прицельным перекрестьем, позволяющим точно выполнить указание нужной точки.

На корпусе многих моделей с тыльной части предусматривается откидной или выдвигающийся упор (скоба или штырь). Это – очень удобна опция, позволяющая проводить измерения длины от труднодоступных точек. Например, можно упереть дальномер в угол между стенами, чтобы промерить диагональ и т.п .

Многие дальномеры оснащаются резьбовой втулкой или другим механизмом, позволяющим фиксировать прибор, например, на штативе, чтобы с большой точность проверять расстояния в разных правлениях из одной точки.

На корпусах приборов часто предусматриваются пузырьковые уровни, позволяющие правильно расположить дальномер по вертикали или горизонтали.

Устройство может быть снабжено портом для кабельного подключения к компьютеру, иметь слот для карты памяти.

В нижней части корпуса обычно располагается батарейный отсек или гнездо разъема для подключения зарядного устройства (если питание осуществляется от встроенных аккумуляторов).

В комплект прибора могут входить чехол и ремни для более безопасного пользования прибором. Хорошим приложением к набору могут быть специальные мишени, позволяющие максимально точно установить точку промера длины, например, если она пока еще не задана каким-либо объектом, способным отразить световой пучок (часто бывает при разбивке участка на местности).

Критерии оценки лазерного дальномера при выборе

Разнообразие представленных в магазинах лазерных дальномеров – довольно широкое. И чтобы не переплачивать лишнее или не столкнуться с недостаточностью встроенного функционала прибора, необходимо заранее иметь четкое представление об области его применения.

• Для проведения масштабных строительных работ на участке, связанных с разбивкой и разметкой территории, привязкой объектов и т.п ., по всей видимости, имеет смысл приобретать прибор с упором на максимальную дальность измерений. Так, многие дальномеры профессионального или полупрофессионального класса (разделение – в достаточной степени условное) могут работать на дистанциях свыше 40÷50 метров. Если же потенциальный владелец собирается использовать прибор для проведения внутреннего ремонта, то гнаться за дальностью нет никакого смысла. Достаточно будет показателей и менее 40 м .

• А вот точность проводимых измерений важна всегда. Особенно, если лазерная рулетка будет применяться, например, для точной подгонки деталей мебели или монтажа сантехнических развязок, где в расчет всегда принимается каждый миллиметр.

Чем меньше погрешность – тем лучше. Высокой точностью обладают приборы, у которых отклонения показателей не превышают 1÷1,5 мм. Большинство наиболее доступных по цене лазерных рулеток дает погрешность до 3 мм. А вот если этот диапазон больше, то прибор особо точным назвать уже нельзя, и следует задуматься, нужны ли вам такие измерения со столь значительными ошибками. .

• Большинство дальномеров доступного ценового диапазона оснащены лазерами второго класса, с красным свечением. Цвет никоим образом не сказывается на точности измерений, но вот при ярком освещении точка становится малозаметной. Кроме того, прямое попадание в глаз на близком расстоянии таким лучом может привести к ожогу роговицы.

Зеленый луч от лазера первого класса не таит подобной опасности, и более заметен даже при ярком солнце. Правда, дальномеры с таким лазером пока встречаются нечасто, и стоят намного дороже.

• Обязательно стоит оценить корпус прибора. Уже говорилось, что класс защищённости должен быть не менее IP44 , и чем выше этот показатель, тем лучше. Это позволит работать и в условиях сильной запылённости, и под дождем . Эластичные накладки помогут сберечь дальномер, если вдруг он будет выронен из руки. Приборы в ударостойком корпусе не теряют своей работоспособности при падении на жесткое основание с высоты одного-двух метров.

Но, понятно, лучше не ронять. Для этого многие модели оснащаются специальными ремешками, зажимами для ношения в кармане, поясными чехлами.

• Важное качество любого прибора, используемого в строительстве – это диапазон его рабочих температур. То есть он должен одинаково хорошо функционировать и на пике летней жары, и в морозную зимнюю погоду. Этот параметр обязательно указывается в техническом паспорте изделия.

В идеале, дальномером должно быть удобно работать в мороз, не снимая печаток или рукавиц, то есть управляющие кнопки должны быть достаточно крупными . Есть еще один нюанс – резиновые кнопки могут задубеть на морозе и потерять эластичность. Так что разумнее приобретать для таких целей дальномер с силиконовыми кнопками.

При работе в холодное время года «бичом» становится запотевание оптики. Поэтому следует выбирать дальномер, в котором применены линзы, избавленные от этого недостатка.

• Дальномер должен быть удобен для хозяина. Следует оценить, как он «лежит в руке», насколько удобно будет нажимать кнопку пуска в сложных положениях.

Сложно сказать, является ли достоинством чрезмерная компактность и малый вес прибора. Порой случается так, что слишком миниатюризированный и легкий лазерный дальномер, напротив, усложняет проведение измерений, так как чутко реагирует даже на совсем незначительное подрагивание руки. Безусловно, во всем должна быть разумная мера – слишком крупный и тяжелый прибор тоже будет крайне неудобен.

Если предполагается проведение большого количества измерений из одной «базовой» точки, то следует выбирать прибор, у которого предусмотрена возможность неподвижной установки на поворотный штатив.

• Нелишним будет сразу уточнить, какие элементы питания и в каком количестве обеспечивают работу прибора. Иногда указывается и продолжительность работы на комплекте батарей. Если лазерный дальномер работает от встроенного аккумулятора, то в комплекте обязательно должен быть соответствующий адаптер для зарядки от сети.

Чтобы максимально долго сохранить потенциал источников питания, многие лазерные дальномеры оснащены функцией автоматического отключения при простое. Например, если измерения не проводились в течение минуты, питание будет отключено. Длительность паузы может быть разная, и нередко ее можно установить самостоятельно в предварительных настройках.

Удобно, если на экране прибора имеется индикатор уровня заряда источника питания.

• Простейшие дальномеры рассчитаны только на измерения расстояния от одной точки отсчёта, которой в большинстве случаев вступает задняя торцевая сторона корпуса. То есть прибор прикладывается к поверхности, от которой необходимо осуществить промер, а затем нажимается кнопка пуска.

В более совершенных дальномерах предусматривается возможность проведения замеров от нескольких точек отсчета по выбору. Например, четыре точки: от задней или передней торцевых сторон, от точки крепления прибора к штативу, от откинутого или выдвинутого упора. Кстати, в некоторых моделях при открытии этого упора переключение в нужный режим измерения происходит автоматически.

• Современные лазерные дальномеры представляют собой целый «вычислительный комплекс», позволяющий не просто определять расстояния, но на базе этих значений еще и проводить целый ряд необходимых расчетов :

— Для такого прибора не составит труда быстро и точно выдать значения площади и объема помещения. Причём , площади нередко можно подсчитывать и для фигур, расположенных под уклоном (например, скаты кровли).

— Встроенная функция «Пифагор» дает возможность определения длины стороны треугольника, которую промерить обычным порядком невозможно или крайне затруднительно. Например, можно определить высоту объекта, примерив расстояние до его основания и верхней точки. Или, скажем, вычислить необходимое расстояние до объекта, если прямая видимость до него ограничена какой-либо временной или постоянной помехой.

— Удобна функция разделения расстояния на заданное количество отрезков равной или починяющейся какой-то пропорции длины. Например, так будет проще точно расположить столбы забора или фундамента, направляющие обрешетки и т.п .

— Хорошей помощью станет функция дискретного определения дальности (трекинга ). Это означает, что дальномер будет проводить измерения с определенным небольшим интервалом при перемещении направления лазерного луча. Появляется возможность, например, найти дальность до внешнего или внутреннего угла, когда точно «прицелиться» нет возможности или очень сложно.На дисплее по выбору будет показано минимальное или максимальное значение изо всех полученных при таком «прощупывании» объекта.

— Промеренные показания и вычисленные значения могут заноситься в ячейки внутренней памяти дальномера или записываться на SD-карту. Можно приобрести прибор, который будет в автоматическом режиме передавать данные по протоколу Bluetooth на мобильное устройство. Нередко предусматривается и кабельное подключение к компьютерам для обмена полученной информацией.

— Позволяют некоторые приборы проводить и угловые измерения – для этого они оснащены функцией уклономера. То есть после выставления дальномера в штативе и выверки его горизонтальности, можно точно просчитать угловые величины высот расположенных рядом объектов. Это еще больше расширит возможности прибора для «полевых» работ и при разметке под отделку.

• Следует оценить при выборе информативность дисплея, его понятность для быстрого восприятия. Не поленитесь сразу проверить, насколько ясно написана инструкция по эксплуатации, чтобы затем не пришлось искать ответы в интернете или осваивать работу с прибором «эмпирическим» путем , то есть методом «проб и ошибок».
• Недостаток отдельных моделей – показания очень трудно считываются или становятся и вовсе не видны в ясную солнечную погоду или в сумерки. Поэтому предпочтительнее для таких условий работы иметь дальномер с подсветкой экрана.
• Про комплектность уже упоминалось выше. Но все же нужно добавить еще пару пунктов.

— Точность измерений зачастую зависит и от состояния поверхности объекта, до которого определяется дальность. Так, она может обладать слишком высокой поглощающей или рассеивающей способностью, затрудняющей отражение луча. Или, наоборот , свои «коррективы» может внести зеркально отполированная поверхность. Чтобы не пришлось ничего придумывать по ходу работы, лучше иметь штатную мишень. Она обычно двусторонняя, с продуманной контрастной окраской сторон. При измерении на небольших дистанциях (до 40 метров) чаще применяют светлую мишень, и наоборот.

— А чтобы след лазерного луча был лучше заметен в неблагоприятных условиях, нередко в комплект входят очки со специальным светофильтром. Если в комплекте их нет, то можно приобрести и отдельно – стоят они не так дорого.

• Наконец, одним из важных критериев выбора всегда является марка изделия. Предпочтение, безусловно, стоит отдавать проверенным брендам, пользующимся непререкаемым авторитетом в этой сфере. К таковым можно отнести приборы компаний «Leica» , «Bosch» , «DeWalt» , «Makita» , «AEG» . Отличные дальномеры по довольно приемлемой цене предлагают фирмы «Condtrol» , «ADA» , «Hammer» , «ADA» , «RGK» , «STABILA» , «Skill» . Интересно, что весьма неплохие результаты в работе показывают и китайские изделия различных компаний. Но у них, как правило – общая беда, заключающаяся в практически полном отсутствии гарантийных обязательств и возможности сервисного обслуживания . То есть, они исправно служат неизвестно сколько (как повезет ), а потом их лучше заменить - благо, цена невысока.

Кстати, если выбирается «брендовое» изделие, то имеет смысл сразу же в магазине уточнить и условия гарантии, и наличие в непосредственной близости фирменных сервисных центров.

А теперь - давайте проведем небольшой «экскурс» по моделям лазерных дальномеров, завоевавшим наибольшую признательность пользователей в 2017 году.

Краткий обзор топ-моделей лазерных дальномеров (2017)

Чтобы не вносить путаницы, разобьём рейтинговые модели на две подкатегории. Первая из них – это дальномеры, в основном предназначенные для работы в помещениях, то есть с относительно небольшими показателями измеряемых расстояний. Во второй – приборы, позволяющие успешно проводить работы на местности.

Лазерные дальномеры для работы в помещениях или на небольших дистанциях

«BOSCH DLE 40»

Один из безусловных лидеров по популярности среди приборов такого класса.

«Bosch DLE 40» — модель пользуется чрезвычайно высокой востребованностью у широкого круга потребителей

Основные характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

40 м .

— Количество точек отсчета - две.

— от — 10 до +50 градусов .

.

— Время измерения - 0,5 с.

.

— Элементы питания - 4 батарейки типа ААА .

— Габариты - 100×58×32 мм.

— Масса - 180 г .

объема , расчетов треугольников .

— Примерная стоимость - 6200 руб.

— Высочайшая надежность в любых условиях работы.

— Экономное расходование питания.

— Удобный корпус с эластичными накладками, не выскальзывающий даже из мокрых рук.

Недостатки:

— При ярком солнечном свете не особо хорошо видны показания дисплея. Не помешала бы дополнительная подсветка.

— Именно на этой модели – нет пузырькового уровня.

«Makita LD030 P»

Компактный лазерный дальномер с ограниченным количеством функций и невысокой стоимостью

Характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 30 м .

— Точность измерений - ± 1,5 мм.

— Количество точек отсчета - две.

— Температурный диапазон эксплуатации - от — 25 до +50 градусов .

— Резьбового гнезда под штатив нет.

— Элементы питания - 2 батарейки типа ААА, которых должно хватить на 5000 измерений.

— Габариты - 115×53×25 мм.

— Масса - 90 г.

— Набор функций: единичные измерения дальности, вычисления площади, трекинг (дискретные измерения)

— В комплекте – удобный поясной чехол.

— Примерная стоимость - 4100 руб.

Отмеченные достоинства:

— Удобная для работы компоновка.

— Отсутствие «перегруженности» кнопками управления, простой алгоритм работы.

— Крупные символы на дисплее и хорошая подсветка – показания легко снимаются, в том числе в солнечную погоду или в условиях недостаточно видимости, и людьми с пониженным зрением

— Доступная цена.

Высказанные замечания:

К сожалению, при столь «громком» бренде – весьма высокий процент рекламаций, видимо, по причине лицензионной сборки. Гарантийные обязательства соблюдаются неукоснительно, но тем не менее…

Цены на лазерный дальномер Makita

лазерный дальномер Makita

«Condtrol X2 Plus»

Многофункциональный лазерный дальномер среднего ценового диапазона

Основные характеристики модели:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 650 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 60 м .

— Количество точек отсчета - три, с учётом откидывающейся скобы для измерения из углов.

— Системы измерения - метрическая и дюймовая .

— Габариты - 110×43×26 мм.

— Масса - 70 г.

— Набор функций для вычисления площади, объема , расчетов треугольников , разбивки на отрезки, трекинг.

— В комплекте – чехол.

— Примерная стоимость - 4400 руб.

Указанные достоинства:

— Хороший функционал ;

— Вполне доступная цена.

— Оригинальный внешний вид и удобный для восприятия дисплей.

Высказанные претензии:

— Прибор слишком «теплолюбивый» - даже при небольшом морозе начинаются сбои в работе.

— Скошенный книзу корпус затрудняет стабильное вертикальное положение дальномера при промере расстояния верх.

Кнопки расположены слишком близко, и при работе в рукавицах это создает немалые трудности.

— Скорость измерений оставляет желать лучшего – получения результата приходится дожидаться больше секунды.

«ADA Cosmo MINI А00410»

Надежный и точный на небольших дистанциях лазерный дальномер.

Характеристики лазерного дальномера:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 650 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 30 м .

— Точность измерений - ± 3 мм.

— Количество точек отсчета - две;

— Температурный диапазон эксплуатации - от 0 до +40 градусов .

— Элементы питания - 2 батарейки типа ААА.

— Габариты - 107×428×24 мм.

— Масса - 110 г.

— Набор функций для вычисления площади, объема , расчетов треугольников , трекинг .

Преимущества модели:

— Хороший, но не избыточный набор функций.

— Компактные размеры, ударопрочный корпус с классом защиты IP54 .

— Очень простой и удобный алгоритм работы. Всего три кнопки.

— Легко считываемые показания дисплея.

— Хорошо заметный луч лазера.

— Суперпривлекательная цена за подобную функциональность

Недостатки:

— Не самые выдающие показатели точности – погрешности 3 мм иногда становится многовато.

— Не рассчитан на отрицательные температуры.

— Нет чехла в комплекте.

— Есть претензии ко внятности прилагаемой к дальномеру инструкции по эксплуатации.

«RGK D30»

Несложная в обращении лазерная рулетка с минимальным набором необходимых функций и высоким пользовательским рейтингом.

Характеристики модели:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 6390 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 30 м .

— Точность измерений - ± 2 мм.

— Количество точек отсчета - одна.

— Температурный диапазон эксплуатации - от 0 до +40 градусов.

— Системы измерения - метрическая и дюймовая .

— Время измерения - от 0,5 до 4 с.

— Элементы питания - 2 батарейки типа ААА.

— Габариты - 110×43×24 мм.

— Масса - 69 г.

— Набор функций для вычисления площади, объема , расчетов треугольников , трекинг

— В комплекте – чехол и кистевой ремень.

— Примерная стоимость - 2500 руб.

Упомянутые пользователями достоинства:

— Отличная защищенность корпуса – IP54 .

— Мягкие силиконовые кнопки.

— 10 ячеек памяти для хранения результатов измерений и расчетов .

— Функция автоматического отключения при простое.

— Дисплей с подсветкой, хорошо читаемый в любых условиях.

Недостатки:

— Пузырьковый уровень на корпусе – больше декоративный элемент, так как точностью не отличается.

— Погрешность при измерении в одну и ту же точку при неподвижном приборе хоть и ненамного, но все же выходила за рамки заявленных ± 2 мм

— Не особо хорошее быстродействие.

— Нельзя работать при отрицательных температурах.

Указанные недостатки в значительной степени компенсируются простотой прибора и очень даже доступной ценой.

Лазерные дальномеры для работы на местности

Такие приборы обладают довольно высокими показателями измеряемой дальности, часто снабжаются оптическими визирами или видеокамерами. Позволяют проводить разнообразные операции по разметке участка, привязке объектов, выполнению строительных работ.

«BOSCH GLM 250VF »

Качественная «всепогодная» модель с широким набором функций

Модель – далеко не новая, но устойчиво ежегодно входит в рейтинги наиболее популярных и надежных .

Основные характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 250 м .

— Количество точек отсчета - четыре , в том числе – откидывающийся штырь для измерения из труднодоступных мест.

— Температурный диапазон эксплуатации - от — 10 до +50 градусов.

— Системы измерения - метрическая и дюймовая .

— Время измерения - 0,5 с.

— Резьбовое гнездо под штатив ¼ дюйма .

— Встроенный оптический визир

— Габариты - 120×66×37 мм.

— Масса - 240 г.

— Полный набор функций для вспомогательных вычислений.

— В комплекте – ремень для переноски.

— Примерная стоимость - 22000 руб.

Упомянутые пользователями достоинства:

— Отличные показатели в любых условиях проведения измерений.

— 20 ячеек памяти для хранения результатов измерений и расчетов .

— Автоматическое отключение при простое.

— Наличие удобного оптического «прицела» для измерения расстояний до далеко расположенных объектов.

— Высочайшее качество сборки.

Недостатки:

— Нет индикатора заряда батарей.

— В условиях запыленности и в яркий солнечный день дальность измерений падает до примерно 100 метров.

— Несмотря на появление новых моделей, видимо, из-за остающегося высоким спроса – цена довольно высока и пока не имеет тенденции к снижению.

Цены на лазерный дальномер BOSCH

лазерный дальномер BOSCH

«LEICA DISTO D510»

Профессиональная модель с высокими показателями точности измерений.

Основные характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 200 м .

— Точность измерений - ± 1,0 мм.

— Количество точек отсчета - пять.

— Встроенный видеовизир с 4-х кратным зумом ;

— Датчик наклона с диапазоном 360 градусов позволяет проводить угловые измерения. Единицы измерения – градусы, проценты, мм/м , д ю ймы на футы.

— Температурный диапазон эксплуатации - от — 10 до +50 градусов.

— Время измерения - 0,5 с.

— Резьбовое гнездо под штатив ¼ дюйма .

— Элементы питания - 2 батарейки типа ААА.

— Габариты - 143×58×29 мм.

— Масса - 198 г .

— Полный набор .

— Система связи с мобильными устройствами по протоколу Bluetooth.

— Встроенная память на 30 ячеек. Возможность установки дополнительно карты памяти.

— В комплекте – удобный поясной чехол-кобура, кистевой ремень.

— Примерная стоимость - 38500 руб.

Упомянутые пользователями достоинства:

— Высочайшая надежность и точность в любых условиях работы.

— Очень широкий набор функций, вполне удобный интерфейс для работы с ними.

— Безукоризненное качество производства.

— Прибор включен в Госреестр Систем Измерения.

Недостатки:

— Высокая цена, делающая прибор малодоступным.

— Быстро садятся элементы питания, причем – даже при выключенном приборе. При длительном просторе батарейки лучше изымать из отсека.

«CST/Berger RF25 »

Лазерный дальномер профессионального класса. Натуральная стеклянная просветленная оптика и оригинальная керамическая система фиксации линз предопределяет высочайшие показатели точности измерений.

Характеристики прибора:

— Класс лазера - 2;

— Длина волны - 635 нм;

— Максимальная дальность измерений - до 250 м .

— Точность измерений - ± 1,0 мм.

— Количество точек отсчета - четыре .

— Трёхпозиционный упорный штифт с задней части корпуса.

— Встроенный визир и дополнительное подсоединение полноценного оптического «прицела» для работы на предельных дистанциях.

— Системы измерения длины - метрическая и дюймовая.

— Температурный диапазон эксплуатации - от — 10 до +50 градусов.

— Время измерения - 0,5 с.

— Резьбовое гнездо под штатив ¼ дюйма .

— Точный пузырьковый уровень на корпусе.

— Элементы питания - 4 батарейки типа ААА.

— Габариты - 120×66×37 мм.

— Масса - 240 г.

— Полный набор необходимых функций для «полевых» вычислений .

— Встроенная память на 30 ячеек.

— В комплекте – удобный защитный чехол, кистевой ремень.

— Примерная стоимость - в зависимости от комплектации и от региона продаж – от 19 до 25 тыс. рублей.

Достоинства модели:

— непререкаемая точность измерений на любых дистанциях благодаря высококачественной оптике.

— Широкий набор функций.

— Многострочный информативный дисплей с легко считываемыми показаниями.

— Отменное качество сборки.

— Ударопрочный корпус со степенью защищенности IP54 . Прибор спокойно выдерживает падения на бетонный пол с высоты 1 метра.

— Данных о возвратах модели из-за недостаточности качества – не зарегистрировано.

Недостатки:

Сколь-нибудь значимых недостатков, за исключением завышенной цены (с учетом отсутствия датчика уклона) пользователями не высказано.

Итак, были рассмотрены критерии выбора лазерного дальномера, дан обзор популярных моделей. В заключение стоит сказать, возможно, банальность, но она все же необходима.

Инструменты такого класса стоит покупать исключительно в надежных специализированных магазинах, где можно получить грамотную консультацию, изучить условия предоставления гарантии и обязательно сделать отметку в паспорте о месте и дате покупки. Доверять сомнительным и торговым точкам или же отдавать немалые деньги за «кота в мешке» при покупке через интернет у случайных продавцов – вряд ли разумно.

Цены на популярные лазерные дальномеры

В завершение – интересный видеосюжет, показывающий возможности лазерного дальномера «Bosch GLM 50 C»

Видео: Демонстрация функциональных возможностей лазерного дальномера «Bosch GLM 50 C»

hundert 16-01-2007 14:34

Ну уж очень хочется заиметь такой девайс, но земноводное душит при взгляде на магазинные ценники.
Мож существует на свете что нибудь подобное, даже не лазерный, а какой нить оптико-механический, который можно воспроизвести в домашних условиях.
Пы-Сы. поиск ничего вразумительного не дал:-(

ober 16-01-2007 14:41

дальномерная шкала тебе поможет

Sana 16-01-2007 14:42

Самый простой дальномер - рулетка. Есть модели до 100 метров меряют! а точность какая!

Кайнын 16-01-2007 14:48

есть оптические дальномеры - принцип действия, как в старых фотоаппаратах.

те, которые я видел, похожи на видеокассету VHS и стоили порядка 2000р.
последний раз видел в Спортактиве на Звенигородском шоссе (Москва)

точность определения хороша до 30-40м, потом падает - а именно после 50м она как раз и нужна.

ober 16-01-2007 14:59

Про рулетки лазерные забыли

julbu 16-01-2007 15:01

Возьми две лаз. указки (а лучше модуля лазерных), разнеси их сантиметров на 20. Один закрепи неподвижно, другой на поворотной оси. Принцип измерения прост - совместить две отметки на объекте, и по углу поворота подвижного лазерного модуля можно определить расстояние. Но Кайнын, написал правильно с увеличением расстояния точность измерения будет падать - посему лажа, лучше купить нормальный.

Кайнын 16-01-2007 15:01

quote: Originally posted by ober:
Про рулетки лазерные забыли

дешевле обычных дальномеров?

ober 16-01-2007 15:03

ВОт положа руку на сердце - цену не знаю. Видел ультразвуковую. Примерно за 1900 рублей.

Кайнын 16-01-2007 15:09

quote: Originally posted by julbu:
Возьми две лаз. указки (а лучше модуля лазерных), разнеси их сантиметров на 20.

был проще способ.

идея понятна?

hundert 16-01-2007 15:10

to ober
дальность у УЗ рулеток мала
to sana
а кней еще молоток и набор гвоздей, что бы кары не улетали пока до них расстояние меряют:-)))

julbu 16-01-2007 15:15

был проще способ.

поставить указку над (под) прицелом максимально далеко.

и свести точку от рулетки и перекрестье прицела на дистанцию пристрелки - на 50м, например.
на других расстоянийх пятно будет выше (ниже) перекрестья на величину, четко зависящую от дальности. сделать табличку - и всё.

идея понятна?

Кайнын, еще проще - делаешь выстрел - смотришь куда попал - делаешь поправки

ober 16-01-2007 15:22

2 hundert: скажу еще больше - до малоразмерной цели уз-рулетки ваще не меряют. Но в тире видел лазерную рулетку в действии. Демаскирующий признак - красное пятно - сведет на нет все попытки замерять растояние на охоте.

KVK 16-01-2007 15:30

Помниццо в школьном учебнике был вариант дальномера

hundert 16-01-2007 15:43

to ober
мерять не по цели а окружающей её деталям местности, а насчет рулетки это правда - даже расстояние до столба ей не отметить, не увидит она столб

Миротворец 16-01-2007 15:57

quote: Originally posted by Кайнын:

поставить указку над (под) прицелом максимально далеко.
и свести точку от рулетки и перекрестье прицела на дистанцию пристрелки - на 50м, например.
на других расстоянийх пятно будет выше (ниже) перекрестья на величину, четко зависящую от дальности. сделать табличку - и всё.

я на крыссе1377ПСП так и проверяю растояние, по точке от ЛЦУ.
30м-ноль. днем не всегда заметно точку

ober 16-01-2007 16:47

если ворона на ветке, то рулетка отдыхает. Если утка на воде, то рулетка отдыхает.

Igor_IVS 16-01-2007 21:00

Есть способ заиметь хороший (очень) дальнемер, ищеш прапорщика и покупаеш прицел с дальнемером от, например Т72, там даже есть автоматический ввод поправок и выбор типа боеприпаса Вот только он несколько тяжеловат, поэтому сп....ть не вышло

CEMEHbi4 16-01-2007 21:51

Ну по оптикомеханическому уже сказали.
Лазерный дальномер тоже можно сделать в домашних условиях, но стоимость его значительно превысит стоимость китайского и будет чуть больше никона - поэтому невыгодно.

Точно. A потом с ним в автосервис и вам его не дорго врежут в крышу автомобиля

Demetriu$ 17-01-2007 12:19

Да купи за 5 килорублей китайский и радуйся, я когда понял, что без него никак, решил взять и до сих пор еще не пожалел.

Конацкий 17-01-2007 07:53

quote: Originally posted by KVK:
Помниццо в школьном учебнике был вариант дальномера

Картонная полоска с треугольным отверстием. Типа наводишь треугольничек на человека, чтоб он был вписан между катетом и гипотенузой и бац - тебе и расстояние по шкале, что возле катета нарисована

Рулезно.

Master_pj 17-01-2007 12:43

Еще способ. Скорее этим способом все и закончится...
1) Задушить жабу.
2) Удариться в накопительство.
3) за 5-7 тыров купить девайс.

И будет тебе счастье....

ober 17-01-2007 13:55

quote: Originally posted by Конацкий:
Рулезно.

Ничего не напоминает?

КОРНЕТ 17-01-2007 18:41

Storag 17-01-2007 19:50

quote: Originally posted by Igor_IVS:

Есть способ заиметь хороший (очень) дальнемер, ищеш прапорщика и покупаеш прицел с дальнемером от, например Т72, там даже есть автоматический ввод поправок и выбор типа боеприпаса Вот только он несколько тяжеловат, поэтому сп....ть не вышло

Гы, ДАК-2 (или ДАК-2М) рулит, карры при замере дальности сами падают, слепит он их Не раз сбивали во время учений!

EagleB3 17-01-2007 22:36

Всё!!! срочно меняюсь: ПСП на ДАК-2 (или ДАК-2М)

Леша 18-01-2007 12:46

quote: Originally posted by Ст.Сержант:

Я как то взял "JJ" на "померить" постоянные дистанции, долго удивлялся почему "БК" не правильно работает
А не так давно взял N-440 опять на померить, ой, я то думал что у меня 78 метров, а оказалось 67 ... и "БК" стал правильно работать

Может он в ярдах показывал?

Storag 18-01-2007 16:34

Обязательно требуй в комплекте родной заводской моноблок.
Ну, тот, который с гусеницами...

Это ранцевые дальномеры Носить на спине можно, правда габариты и вес несколько больше чем у радиостанции типа Р-108

hundert 19-01-2007 17:37

нет уж нах....
буду лучше глазомер тренировать, а на экономию поощрять (за правильно определенную дистанцию) организм пывом:-)))

england66 21-01-2007 15:52

Не знаю насколько он точен, но в полученном мною вчера прицеле (HAwke SR 4-16 , 50 IR) есть шкала дальномера. А дополнительно можно скачать прогу (Hawkeoptics/brc) .Пойду постреляю, расскажу насколько им верить мона....

hundert 22-01-2007 13:35

quote: Originally posted by england66:
Не знаю насколько он точен, но в полученном мною вчера прицеле (HAwke SR 4-16 , 50 IR) есть шкала дальномера. А дополнительно можно скачать прогу (Hawkeoptics/brc) .Пойду постреляю, расскажу насколько им верить мона....

ждемс результата...

Gaydamak 22-01-2007 15:44

У ДАКа расчет три чела. Один акум весит 68 кг. Серебро, однака....

Piston_Po 22-01-2007 18:39

В середине 80-х я занимался фотографией (Смена-8м), так вот с тех пор у меня остался дальномер. Выглядит по длине как 2 спичечных коробка, по ширине - 0,5 коробка. Есть смотровое окошечко, снизу крепление под гнездо для фотовспышки и колёсико с метражём - от 1 до 15 м затем бесконечность. Принцип работы: смотришь в окошко, внутри желтенькое пятнышко, которое наводишь на объект, внутри пятнышка объект "двоится", затем крутишь колёско до объект не двоится и снимаешь метраж. Всё хорошо, но до 15 м. Принцип - оптико-механический, вот я думаю изменить какой-нить угол зеркальца и откалибровать метров до 100. Кто как думает, сработает?

EagleB3 22-01-2007 20:21

quote: Originally posted by Piston_Po:
Принцип - оптико-механический, вот я думаю изменить какой-нить угол зеркальца и откалибровать метров до 100. Кто как думает, сработает?

А куда же оно денется. Сработает. Только есть 2 "НО" (оба вытекают из того, что у обычного фотоаппарата, для которого та приблуда и была разработана, с 10..12м начинается "бесконечность", т.е. все предметы от 10м и далее получаются резко, => более 10 метров мерять никому и нафиг не надо). Итак, будет работать, но:

1) надо менять не угол зеркальца, а БАЗУ (расстояние между оптическими осями приемников лучей). Не увеличишь базу - с увеличением дистанции будет расти погрешность измерения. Чтобы иметь такую же погрешность на дистанции 100 метров, какую сейчас этот дивайс имеет на 10, тебе надо базу увеличить в 100/10 = 10 раз. Если сейчас расстояние между окошками 8 см, то должно стать 80 см. Угол настройки, тогда, кстати, менять и не придется. Чистая геометрия.

2) надо разглядеть то, во что целишься. До 15 метров увеличение не больно нужно. А на 50 метров ты разглядишь - двоиться контур у вороны или уже нет?

d!k 24-01-2007 03:23

quote: Originally posted by EagleB3:
Обязательно требуй в комплекте родной заводской моноблок.
Ну, тот, который с гусеницами...

Старшина объясняет устройство бронетранспортера, упоминая, что на нем есть рация. Кто-то
из солдат спрашивает:
- Товарищ прапорщик, а эта рация на лампах или на полупроводниках?
- Повторяю для идиотов. Эта рация на бронетранспортере.

Nr45 24-01-2007 17:35

а еще оптические стоят или стояли на крейсере Аврора, может там наковырять?

~Dimon~ 06-02-2007 06:06

Бродит такая мыслишка на уровне концепции.
Да, сделать можно, да недорого, но!
Даже для сборки и отладки готовой конструкции, нужен как минимум уровень "опытного радиолюбителя", для проектирования - чуток побольше.
Суть довольно проста, и вытекает из задачи:
1. Дистанции 0...100 (150) метров.
2. Точность +/- 0,5м (+/- 1м).
3. Дешево.
В качестве оптического визира - китайский "карандаш" 4x20.
Необходим инфракрасный лазерный модуль (диод с линзой) не менее 5мВт мощи, кварцевый генератор синуса 455 или 465 кГц, драйвер лазера.
В приемном канале - собственно фотоприемник, усилок с АРУ, фазовый детектор, далее контроллер с АЦП и нужной прошивкой (PIC/ATmega).

Ну как, не передумали еще?
Это при том, что используется упрощенный метод с одной несущей частотой (в фирменных, более точных приборах - несущих две).

Я не особо силен в аналоговой схемотехнике, по этому идея пока задвинута в долгий ящик, на повестке дня (и в процессе) строительство точного хрона с базой 1000мм, но если кто то возьмется за аналоговую часть разработки - я сделаю цифровую.

Marauder_64 06-02-2007 15:35

Необходим инфракрасный лазерный модуль (диод с линзой) не менее 5мВт мощи, ....
В приемном канале - собственно фотоприемник...
Юстировка даже такой простенькой системы будет делом непростым (попробуй-ка поймать зайчик, да ещё сфокусировать его). Скорее всего система получится либо трудно повторимой, либо трудно настраиваемой. Плюс меры для механической прочности... ИМХО легче Leika Disto разломать. Кстати повторить её "механику/оптику" врядли удастся - нужен доступ к технологии точного литья. В 90-е годы у нас в конторе пытались микрософтовскую мышь скопировать - всё содрали: софт, конструктив...даже шарик обрезиненный, шершавенький такой слепили а колесико с прорезями так и не смогли - то прорези разной толщины, то крутится яйцом - так и бросили...причем контора (по возможностям) до сих пор входит в список ведущих НИИ МинАтома (раньше шутили - министерство средних мегатонн)...

~Dimon~ 06-02-2007 17:51

Нужно использовать модули с нормированными углом расхождения и
соосностью луча и корпуса, такие есть, и можно найти относительно
недорого.
Ловить обратный луч ненужно, в реальном мире, у реальных предметов,
всегда есть микрорельеф, отражение всегда будет сильно рассеяно.
Единственная серьезная проблема - поставить крест визира на невидимое
пятно, тут уже придется поломать голову и помучатся...

Альтернатива - переход в видимый диапазон, юстировка в режиме
непрерывного излучения, но работа с импульсным. В первую очередь для
безопасности зрения, ну и конечно что бы воронтусов не пугать,
но это заметно усложняет электронную часть.

whisper 26-02-2007 06:10

Заранее спасибо.

xopxe 26-02-2007 10:57

quote: Originally posted by whisper:
Всем привет. На уровне идеи делать лень. Берём штангенциркуль на штанге устанавливаем китайскую лазерную указку (далее ЛУ) на нониус устанавливаем вторую ЛУ под углом и совмещаем две точки на дистанции от 10 до ста метров так что бы на циркуле отношение было метр к миллиметру. Остаётся навести на цель и точно совместить точки от ЛУ. Я понимаю что ещё необходимо монокуляр с большой кратностью что бы совмещать точки. Как думаете что получится?
Наверняка кто то уже делал получилось что ни будь путное?
Заранее спасибо.

А можно еще так (у меня так непроизвольно получилось). Ставите колиматорный прицел и ЛЦУ. Настраиваите ЛЦУ и колиматорный, например, на 20 м. На всех дистанциях, кроме 20 м, метки прицелов будут расходиться, по расстоянию между ними можно определять дистанцию.(прицел желательно с сеткой, не знаю, бывают ли такие.)

Doktor77 26-02-2007 12:54

Любое угломерное приспособление на короткой (небольшой то есть) базе будет безбожно врать, так как точность измерения угла недостаточная (из реально достижимых). Чем будет угол определяться - совмещением изображений или лучами - уже не столь важно.

С уважением - Doktor77

whisper 26-02-2007 15:40

Полностью согласен с Doktor77 это конечно не очень серьёзно
Было интересно может ктопробовал с ЛУ ставил эксперимент и нтересно что получится может и сам займусь
С уважением.

ZombY238 26-02-2007 19:04

блин.. ну я вообще непонимать..
винтовка, для которой необходим дальномер, обойдётся минимум в 4-6к.. а то и во все 10 с лишним.. а на дальномер (если уж по прицельной сетке мерить впадлу) наскрести не могут.. (за 6-8к можно оч неплохой девайсик купить, а просто "работающие" агрегаты - от 4)
а работа над изготовлением самодельного лазерного дальномера - это Слишком сложная и трудо/время/деньго-затратная затея имхо.. (сам оптик, имею некоторое представление о сём приборе)

В статье я расскажу о том, как я делал лазерный дальномер и о принципе его работы. Сразу отмечу, что конструкция представляет собой макет, и ее нельзя использовать для практического применения. Делалась она только для того, чтобы убедится в том, что фазовый дальномер реально собрать самому.

Теория

Часто приходится встречать мнение, что с помощью лазера расстояние измеряют только путем прямого измерения времени «полета» лазерного импульса от лазера до отражающего объекта и обратно. На самом деле, этот метод (его называют импульсным или времяпролетным, TOF) применяют в основном в тех случаях, когда расстояния до нужного объекта достаточно велики (>100м). Так как скорость света очень велика, то за один импульс лазера достаточно сложно с большой точностью измерить время пролета света, и следовательно, расстояние. Свет проходит 1 метр примерно за 3.3 нс, так что точность измерения времени должна быть наносекундная, хотя точность измерения расстояния при этом все равно будет составлять десятки сантиметров. Для измерения временных интервалов с такой точностью используют ПЛИС и специализированные микросхемы.

Видео работы дальномера:

Дальность работы у получившегося дальномера вышла достаточно небольшая: 1,5-2 м в зависимости от коэффициента отражения объекта.
Для того, чтобы увеличить дальность, можно использовать специальный отражатель, на который нужно будет направлять луч лазера.
Для экспериментов я сделал линзовый отражатель, состоящий из линзы, в фокусе которой расположена матовая бумага. Такая конструкция отражает свет в ту же точку, откуда он был выпущен, правда, диаметр луча при этом увеличивается.
Фотография отражателя:

Использование отражателя:


Как видно, расстояние до отражателя - 6.4 метра (в реальности было примерно 6.3). Сигнал при этом возрастает настолько, что его приходится ослаблять, направляя луч лазера на край отражателя.

Точность получившегося дальномера - 1-2 сантиметра, что соответствует точности измерения сдвига фаз - 0,2-0,5 градуса. При этом, для достижения такой точности, данные приходится слишком долго усреднять - на одно измерение уходит 0.5 сек. Возможно, это связано с использованием PLL для формирования сигналов - у него довольно большой джиттер. Хотя я считаю, что для самодельного макета, аналоговая часть которого сделана довольно коряво, в котором присутствуют достаточно длинные провода, даже такая точность - довольно неплохо.
Отмечу, что я не смог найти в Интернете ни одного существующего проекта фазового дальномера (хотя бы со схемой конструкции), что и послужило причиной написать эту статью.

Теги: Добавить метки

Для реализации SLAMнеобходима аппаратная база. В совместной работе кафедры «Мехатроника и Робототехника» с предприятием ОАО «Восход КРЛЗ» был разработан сканирующий лазерный дальномер. Трехмерная модель сканера приведена на рисунке (Рисунок 3).

Технические характеристики:

Тип лазера: Импульсный;

Мощность лазерного излучения: 75 Вт в импульсе;

Угол сканирования: 90 0 ;

Высота плоскости сканирования относительно основания: 140 мм;

Количество точек в одном скане: 5000 точек;

Максимальное измеряемое расстояние: 31 м;

Погрешность измерений: до ±2% от измеряемого расстояния;

Напряжение питания: 12 В;

Ток потребления: 0.9 А;

Рисунок 3 – Трехмерная модель сканера

1. Структурная схема сканирующего лазерного дальномера

Техническое задание было сформировано предприятием ОАО «Восход КРЛЗ».

Основные положения ТЗ:

Дальномер должен работать на основе импульсного метода дальнометрирования;

Отказ от использования дорогостоящих ПЛИС схем;

В качестве лазерного диода использовать SPL_PL90_3 фирмы изготовителя OSRAM;

По возможности использовать компонентную базу производимую предприятием заказчиком

Во ходе работы была разработана структурная схема сканирующего лазерного дальномера (Рисунок 4).

Рисунок 4 – Структурная схема дальномера

Во избежание передачи электромагнитных помех от схемы запуска лазера в фотоприёмное устройство, и повышения точности измерений, было решено разделить питание лазерного излучателя от питания остальной схемы .

Разработка сканирующего лазерного дальномера разделилась на этапы:

Разработка электронных схем

Разработка фотоприёмного устройства;

Разработка лазерного излучателя;

Разработка генератора стартового импульса;

Разработка вычислительного блока;

Разработка блока питания;

Разработка механики лазерного сканирующего дальномера

1. Разработка электронных схем

   1. Разработка фотоприёмного устройства

Для того чтобы принять отраженный от объекта сигнал необходимо фотоприёмное устройство (ФПУ). Оно включает в себя линзу, оптический фильтр, корпус, фотодиод, схему усиления сигнала (Рисунок 5), и компаратор. Максимальная дальность сканирования в первую очередь зависит от ФПУ и уже потом от мощности лазера .

Рисунок 5 – Первый каскад усилителя

В схеме используется фотодиод КОФ137В производства КРЛЗ «Восход», он имеет следующие характеристики:

Чувствительность: 0,75 А/Вт;

Темновой ток: 10 нА;

Чувствительность отражает изменение электрического состояния на выходе фотодиода при подаче на вход единичного оптического сигнала. Количественно чувствительность измеряется отношением изменения электрической характеристики, снимаемой на выходе фотоприёмника, к световому потоку или потоку излучения, его вызвавшему.

В физикеиэлектроникетемновым током называют малыйэлектрический ток, который протекает пофотодиоду, в отсутствии падающихфотонов. Физической причиной существования темнового тока являются случайные генерацииэлектроновидыроквp-n слоеустройства, которые затем начинают упорядоченно двигаться за счет сильногоэлектрического поля. Темновой ток - один из главных источников шума .

Усилитель представляет собой 3 каскада выполненных на ОУ ADA4817-1, технические характеристики которого приведены в . Первый каскад является преобразователем ток-напряжение с коэффициентом усиления 2400. Второй и третий каскады – это одинаковые усилители с коэффициентом усиления 10 (Рисунок 6).

Рисунок 6 – Второй и третий каскады усиления

Одним из важнейших расчетов фотоприёмного устройства является энергетический расчет.

У любого фотоприёмника, помимо темнового тока фотодиода, есть шумовой ток, зависящий от полосы пропускания, который рассчитывается по формуле:

Исходя из формулы (6) шумовой ток прямо пропорционален корню квадратному из полосы пропускания фотоприёмника.

Для нахождения шумового тока рассчитаем полосу пропускания фотоприёмника. Резистор и конденсатор в обратной связи представляют собой фильтр верхних частот, а в паре с обвязочным конденсатором этот резистор образует фильтр верхних частот. Для расчета частоты среза RC-фильтров применяют формулу:

Используя формулу (7) найдем верхнюю и нижнюю границу полосы пропускания фотоприёмника:

Зная значения верхней и нижней границы можно рассчитать полосу пропускания:

Подставляя значение, полученное в (10), в формулу (6) рассчитаем величину шумового тока:

Для того чтобы определить полезный сигнал на фоне шумов, он должен быть в 5–10 раз больше чем сумма темнового тока фотодиода и шумового тока приёмника . Зададимся значением полезного сигнала, величиной 3 мкА. Исходя из чувствительности фотодиода, определим мощность оптического излучения, которое должно попадать на него для генерации тока равного 3 мкА:

(12)

Фотоприёмное устройство, помимо фотодиода и схемы усиления, содержит в своём составе оптическую систему, включающую в себя линзу диаметром 30 мм и фокусным расстоянием 51 мм, и оптический фильтр, пропускающий только излучение с длинной волны 905 нм. Оптический фильтр необходим для уменьшения влияния засветки на фотодиод. Он расположен между линзой и фотодиодом, при его установке необходимо учитывать что фокусное расстояние увеличится на величину равную толщине фильтра. Это происходит потому, что свет распространяется в фильтре параллельными лучами.

Для того чтобы определить максимально возможное расстояние, на котором полезный сигнал будет различим на фоне шумов, проведем энергетический расчет. Лазерный луч, попадая на объект, отражается от него в виде полусферы, и в результате не все излучение попадает на фотоприёмник (Рисунок 7).

Рисунок 7 – Отражение лазерного луча от объекта сканирования. 1 – ФПУ; 2 – лазерный излучатель; 3 – объект сканирования.

Конус, образующийся площадью линзы фотоприёмника и расстоянием до объекта сканирования, называется зрительным углом. Он определяет ту мощность, которая непосредственно попадет на ФПУ. В этом и заключается цель энергетического расчета фотоприёмника.

– мощность лазерного излучения (для SPLPL90_3); D – диаметр линзы ФПУ (D=30 мм);r – расстояние до объекта.

Преобразовав формулу (13), выведем r:

Подставив значения в формулу (14) получим максимальное расстояние которое возможно измерить:

(15)

Значение полученное в выражении (15) является идеальным, в реальности же большинство объектов поглощают часть излучения. Для объектов, с отражательной способность 18%, максимальное расстояние будет равно:

ФПУ включает в себя компаратор, необходимый для получения логического сигнала. В схеме используется компаратор ADCMP600, технические характеристики которого приведены в (Рисунок 8).

Рисунок 8 – Компаратор