Обоснование, разработка и исследование лазерного дальномера для систем машинного зрения роботов
Автор: Денисюк Р. Э., Кузнецов Д. Н.
Источник: Всеукраинский конкурс студенческих научных работ по естественным, техническим и гуманитарным наукам в г. Суми 19 марта 2014 г.
Аннотация
Денисюк Р. Э., Кузнецов Д.Н. Обоснование, разработка и исследование лазерного дальномера для систем машинного зрения роботов. В настоящее время актуальной является задача измерения расстояния в системах машинного зрения роботов. В простых системах машинного зрения роботов широко используются ультразвуковые и инфракрасные дальномеры. Однако их большим недостатком является низкая пространственное разрешение вследствие широкой диаграммы направленности излучателей. Данного недостатка лишены лазерные дальномеры. В качестве излучателя они используют лазер, который обеспечивает предельно узкую диаграмму направленности и высокую точность определения дистанции до предмета.
Общая постановка проблемы
Целью работы является разработка и исследование лазерного дальномера для систем машинного зрения роботов. В основу разработки положен фазовый метод измерений, при котором расстояние до объекта определяется по сдвигу фаз исходного и отраженного модулированного лазерного излучения [1]. Трудности реализации данного метода измерений заключаются в том, что на высокой частоте (мегагерцы) технически сложно обеспечить большое усиление отраженного сигнала и последующее детектирование фазы. Для их преодоления предложено приемное устройство выполнить по схеме прямого преобразования с понижением частоты измерительного и опорного сигналов до звуковой в сотни герц. При этом информация о разности фаз сигналов сохраняется [2]. Функциональная схема разрабатываемого лазерного дальномера приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Функциональная схема лазерного дальномера
Для генерации сигналов используются два современных высокоточных генератора с прямым цифровым синтезом частоты (DDS).
Выводы
В данной работе разработана и обоснована структура лазерного дальномера для систем машинного зрения роботов, выполнены расчеты и моделирование электрических узлов дальномера, проведены исследования фазового детектора, выполнены исследования макетного образца.
Список использованной литературы
1. Митин И.В., Салецкий А. В., Степанов А. В. Измерение скорости света. – М.: Наука, 2002. – 12 с.
2. Поляков В.Т. Радиолюбителям о технике прямого преобразования. – М.: Патриот, 1990. – 264 с.
