Как измерить расстояние с точностью до 1 мм

Можно ли в домашних условиях собрать дивайс(ы), которые измеряют расстояние между двумя объектами с точ. до 1 мм?
Макс. расстояние до 40 м.

Хорошая рулетка?

Подумай об ультразвуке.
Или что-то на параллаксе и/или триангуляции.
Там, какие-нибудь зайчики сводить или луч лазерной указки от зеркальца...

Посылай непрерывно кодированные сигналы.
В твоём случае, если ты говоришь, что 3м максимум для некодированного, то при 16 кодах ты уже до 48 метров измерять сможешь.

По поводу триангуляции как тебе такой метод - разнесённые лазер и дешёвая линейная ПЗС-матрица, на котороую проецируется отблеск на объекте, до которого измеряешь расстояние. По положению "зайчика" на ПЗС-матрице можно получить расстояние до объекта. Правда, на миллимитровую точность не потянет, боюсь...

Ну, там еще надо и интерфейс к PC, по крайней мере 100 измерений в секунду, но это подробности. Мне принцып надо.
Сначала думал о радиоволнах, но это не подходит, так как нужен 300 ГХц таймер...

О ультразвуке я думал, но чтоб делать 100 измерений/сек. надо чтоб предмет отстоял на не более 3.3м от устройства, еще надо добавлять датчики для давления, температуры и т.д., вообще, этой идее - крест.
Лазер тоже не подходит, так как его надо наводить.
А параллакс и триангуляция как технически реализировать?

До миллиметра, думаю, нереально.
А так делаешь несколько кодированных ответчиков - шлёшь с центрального передатчика синхроимпульс и ловишь номерные ответы. Если ловить тремя приёмниками синхронизированными с передатчиком, то можешь определять координаты.

Или вообще тупо - ставишь по передатчику на твои объекты, чтобы просто слали сигналы и четыремя синхронизированными приёмниками определяешь координаты.

Хорошо, смотри. Первый вариант.
У тебя есть стационарный передатчик и синхронизированные с ним три приёмника. И один удалённый ответчик, координаты которого тебе нужны. А! Тут даже синхронизации не нужно:

1. Выдаёшь передатчиком импульс.
2. Этот импульс ловят приёмники и ответчик. Приёмники по импульсу запускают таймеры.
3. Ответчик излучает ответный код, который принимают приёмники.

Каждый приёмник знает своё расстояние до передетчика и время реакции ответчика. И через сколько пришёл ответ от ответчика. Т.е.тебе известно расстояние до каждого их приёмников от ответчика. По двум расстояниям проводишь две окружности - у тебя есть две точки их пересечения - в одной из них твой ответчик. Третьим расстоянием ты знаешь в какой он из них.

Другой вариант тебе менее пригоден. Суть такая. На искомом объекте стоит передатчик. Выдаёт импульс. Приёмники связаны между собой или синхронизированы. Сравниваешь четыре полученных отметки на каждом из приёмников, берёшь самую первую из них за условный ноль и получаешь три времени - три разницы в удалении от объекта самого близкого к нему приёмника и трёх остальных. По этим трём временам можно определить координаты источника. Правда, формула там сложная. Навскидку не помню и вряд ли просто выведу Как я уже говорил, второй вариант малопригоден, т.к. на таких частотах задолбаешься синхронизировать

"запускают таймеры"...

quote:

---

Сначала думал о радиоволнах, но это не подходит, так как нужен 300 ГХц таймер...

---

 

Или я опять что-то не понял?

Надо ориентироваться на входную чатсоту счётчиков.
Но 300ГГц всё равно, кажется, нет.
По крайней мере 10 лет назад 500МГц было ОЧЕНЬ круто. (ЭСЛ)

Я не очень хорошо понял. Можно поподробнее?

Вообще, какая на сегодняшний макс. частота у промышленно производимых таймеров?

Значит, специфика моей задачи в том что в этом деле очень много динамики. Т.е. зайчик от лазера может быть везде.
Также, допустима установка небольшого устройства на объекте, но не больше спичечной коробки. Еще надо измерять расстояние одновременно до 50 разных точек/объектов, причем надо их и различать.
Ндаа, боюсь фантастикой занимаюсь...

MiG>Можно ли в домашних условиях собрать дивайс(ы), которые измеряют расстояние между двумя объектами с точ. до 1 мм?
MiG>Макс. расстояние до 40 м.

Я думаю, что проще всего стереометодом -тока чтоб точность получить в 1мм надо на объект расстояние до которого меряешьпридется таблицу с сеткой ставить.
Ник

Ну сделать такую систему вобщем-то можно только стоить она будет!

Значит так - во-1 определись тебе нужно только расстояние или координаты объектов?

Если первое - то очень просто, КроН почти все рассказал.

Значит передатчик посылает импульс, скажем каждую миллисекунду, передатчики получают, переводят на свою честоту каждый (самое простое) или со своей кодировкой каждый (посложнее) и отсылают обратно с нормированной задержкой. Теперь тебе нужно 50 линий задержек - каждая на свой приемник. Дельту времени между посланным и принятым сигналом можно расчитать кучей методов, лучше сделать это корреляцией. Для этого надо подобрать исходный импульс примерно так - рахз расстояние 40 м то его длительность 40/3*10⁸=1,3*10^-7 секунды. т.е. ~76 МГц. а паузы должны быть в два раза больше импульса, скважность 3.

Теперь с полосой пропускания - какие скорости возможны? Если не большие (как я понимаю максимум - 1 м/с) - то и полоса пропускания особо большая не будет.

Вообщем давай ТЗ, я тебе примерную радиосхему набросаю, но собработкой сигналов ты закопаешься навсегда - частоты высокие, надо обработать 5000 разнесенных по частоте импульсов в секунду - на уровне неплохого радара получиться устройство, и с ценой в несколько тысяч/десятков тысяч баксов... Наверное хорошо платят? Да, передатчики точно можно будет загнать в размеры спичечного коробка, где-то так и получиться. А планарным или гибридным монтажем - даже в размер дип-20 пожалуй... Но это предприятие уже тогда тебе выльеться в сотни тысяч баксов.

Ты хоть скажи чего собрался мерять...

У меня почему-то устойчивая ассоциация с определением координат зверей, пасущихся в вольере

Зайдите вот сюда, тут народ ушлый, и не такое делал - помогут...
Или на ПАГУО, в форум...

>Можно ли в домашних условиях собрать дивайс(ы), которые измеряют расстояние между двумя объектами с точ. до 1 мм?
Макс. расстояние до 40 м.

Вопросы к MIGу:
1. Каковы размерность пространства, в котором перемещается Объект и его максимальная скорость?
2. В какой физической среде Объект перемещается и каковы ограничения в этой среде на аппаратуру опреления состояния Объекта?
3. Может ли Объект дополнен каким-либо устройством? и, если может, то на сколько можно "нагрузить" Объект по дополнительной электрической, световой, аккустической и механической нагрузке?

При некоторых вариантах ответов на поставленные вопросы реально что-нибудь спроектировать и реализовать для опреления состояния Объекта с заданной частотой и точностью опреления Состояния (в опреление состояния можно вкючить векторы положения, ориентации, скорости и т.д.... ). Но, не зная таких ответов, задача носит общий характер, но тогда и решение будет абстрактным.

>Можно ли в домашних условиях собрать дивайс(ы), которые измеряют расстояние между двумя объектами с точ. до 1 мм?

Надо определить понятие "расстояние между объектами". Если объект имеет размеры больше 1 мм, то до какой точки объекта мерить расстояние? Помещение на такой объект одного ответчика вызовет погрешность измерения расстояния, зависящую от поворота объекта.

Я тут думал о масштабировании расстояния, т.е. посылать не один импульс, а целую серию. Для 500 МГц таймера и 1 мм разрешительной способности нужна серия из 600 импульсов. В этом случае, если предмет на расстоянии 30 м, ЭМИ пройдет путь в 18 км. Это займет 0.00006 сек. Для всех 50 объектов понадобится 0.003 сек. За это время, объект, который двигается со скоростью 200 км/ч пройдет целые 166.6 мм, что меня совсем не устраивает Я думал и о каких-нибудь волновых явлений у которых ощутимое рассеивание при нужных расстояний (до 40 м). Типа, устройство "кричит", а где-то другое устройство принимает звук и по его силе определяется расстояние. Но метод этот, боюсь, не очень точный.

Вообще, все эти терзания души возникли вокруг моего очередного плана стать богатым. По моему, я нашел местечко на рынке где можно прилично разбогатеть. В этом деле буржуи сделали слишком сложные и слишком дорогие системы, а мне все кажется, что можно найти и решения попроще/дешевле. Я почему-то решил, что наиболее подходящее решение проблеммы состоится в каком-то простом методе определении расстояния. Могут быть и другие решения, я не знаю.
В общем, приглашаю хороших электронщиков к сотрудничеству. Пишите на мыло. И, прошу, не пугайте меня сотнями тысячь $$$.

MiG>...За это время, объект, который двигается со скоростью 200 км/ч пройдет целые 166.6 мм, что меня совсем не устраивает

Ни фига себе звери в вольере 40м расстояние, скорость 200 км/ч, точность 1 мм. Круто! 40м (40000 мм) они пробкгут за 12 миллисекунд, соответственно каждый мм мерить надо за 0,3 микросекунды.

>40м расстояние, скорость 200 км/ч, точность 1 мм. Круто!
>40м (40000 мм) они пробкгут за 12 миллисекунд,
>соответственно каждый мм мерить надо за 0,3 микросекунды.

Уреж осетра. 200 км/ч - это 55,56 м/с и "пробегут" они расстояние за 720 мс. Мерить придеться всего-то каждые 18 мкс по 50 каналам. Если нету ограничений на центральный блок - поставить 50 DSP с обрамлением, 100 МГц каждый, и на них делать обработку сигнала. Успеют. Если есть - сделать гибридный чип с RF-fronend (50 чипов обойдуться примерно в 150000$) и что бы обработка сигнала шла сразу на "животном".

MIG ты лучше скажи что это за задача такая - мерить в 40 м радиусе 200 км/ч объекты с точностью 1 мм!! Тебе это в любом случае обойдеться в немерянные бабки. Да еще и 50 разом! Кстати как такое возможно - круг радиусом 40 м, 50 "особей" и каждая - 200 км/ч? Это с какой планеты животные? 4-ой альдебарана? Или с Авроры, что обращаеться вокруг Спики? Вообщем что я могу сказать - при заданных параметрах система получиться дешевой не сможет, ей надо проводить вплодь до 2777750 дальномерных измереней с очень и очень нехилой точностью - т.е. с сложной обработкой сигнала. ЗА ОДНУ СЕКУНДУ. Т.е. по вычеслительной мощности - коллосаль. И что ты думаешь что система из 50 мощных дальномерных блоков, каждый серийных такой будет стоить тысячу-три баксов тебе обойдеться дешево?

Есть другой вариант - наставить мачт с передатчиками дальномерного сигнала,

У меня задачка - как определить пеленг на радиомаяк с точностью 15 минут дуги? Скорость объекта(с маяком) не более 20 м/с. растояние 500 м - 25 км. Девайс должен быть переносным с массой не более 2 кило.

ЗЫ Сразу скажу - надо для поиска зверей в бАльшой вольере