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本帖最后由 托马斯小火车 于 2017-2-23 01:54 编辑
最近没闲着,一直在看激光雷达相关的东西,发现其实涉及到的东西蛮多,门槛也比较高,但也拦不住自己做一个的心情,
为了能让工作开展的顺利些,我决定先从简单的三角测距原理的激光雷达做做看,在做的过程中解决了很多问题,也还存在大量
需要解决的问题,先放一个初测视频以诚求与各位交流与进步!
下面这个链接是最开始做出来后一个简单的测试视频
http://v.youku.com/v_show/id_XMjUyNTk2MTE2OA==.html
效果不算好,也还有很多问题需解决. 下文我想聊聊激光雷达两个核心的部件:镜头和激光头
- 镜头
因为完全小白,镜头方面我确实恶补了不少知识,以下面这款镜头为列,讲讲我的理解
分辨率
关于这项参数,个人并不是特别理解,不过从选型角度来说,应该是表示镜头能cover 500万像素的CCD芯片
像面尺寸
又叫靶面尺寸,是指在焦点处(为什么在焦点处,请看下一条),镜头所能成像的最大区域尺寸。百度上,
我们能搜到关于靶面尺寸的一些计算:
1英寸——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。
2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm,对角线11mm。
1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm。
1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mm。
1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4mm。
可能看到这里有人就会有疑问,因为镜头是圆的,为什么靶面区域是个矩形,而不是圆形。 这是个确实需要
解释的问题,按靶面尺寸的定义,靶面区域确实应该是圆形,只不过呢在现实的应用场景中,圆形对我们的意义
并不大,因为我们的成像芯片通常是矩形的,比例一般位4:3或者16:9, 所以直接把靶面尺寸描述为矩形更符合
应用者的理解。所以如果你有理解的话,1/2”的镜头是可以在焦点处最大成直径为8mm的圆那么大个的图像的。
焦距/光学后焦距/机械后焦距
焦距这个概念再熟悉不过了,这里我不再过多解释,上一张图
好,这里又多出来两个概念,光学后焦距和机械后焦距,定义如下:
机械后焦指镜头桶上边沿到感光面的距离,光学后焦指光线离开镜头最后一片镜片表面到感光面的距离;一般
光学后焦大于机械后焦。
知道具体定义后,这三个参数在实际试用镜头的过程中又有什么知道意义呢?
从上图可以得到如下的关系式:
1/u+1/v = 1/f (u:物距 v:像距 f:焦距)
通过这个公式得到的最有用的结论是:物距u>>焦距f, 像距v近似等于焦距f
所以焦距这个参数能够让你知道你的CCD芯片需要安装在镜头中心往后焦距f处,这样出来的像是最清晰的,那么
问题又来了,镜头的中心点在哪里?机械后焦距正是帮你正确找到镜头中心的关键量:
讲完了上面,我想你应该知道ccd芯片和镜头之间的安装尺寸了吧:)
通光孔径/光圈
其实上图参数里,这个参数是有待商榷的,他这里给出的应该是光圈值,而非通光孔径值,根据定义:
所以通光孔径实际应该是公式里的 镜头口径的直径 这一个量. 光圈这个量在选购的时候也是挺重要的,
在同样焦距镜头的情况下,光圈越小,进光量就越大。
视场角
这个量也是很重要的,图片中给出的视场角其实是按靶面尺寸和焦距算出来的,下面带着大家一起来
按计算器:
水平视场角:2*arctan(6.4/(16*2)) = 22.6
垂直视场角:2*arctan(4.8/(16*2)) = 17.1
对角视场角:2*arctan(gen(6.4*6.4 + 4.8*4.8)/(16*2)) = 28 - 激光头
大部分我们能买到的激光头其实是有激光二极管外加激光调焦镜头和内置电路组成的,电路主要是为了
保正激光的恒功率,所以如果你看到的激光头是两脚的,基本店家已经帮你把电路做好内置了,而无须
自己再搭电路来控制,我这里为了方便也是直接买的内置电路的。
激光的可见性和其波长有关,为了调试的方便,我选用了波长650nm, 功率为5mw的可见激光,那由于
激光本身对人眼有较强的破坏性,也建议做之前准备一付护目镜.
另外附上激光二极管和激光头的图片
最后放一张最新的样机图镇楼啦~
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