Исследование лазерного пятна электронного тахометра Leica Flexline TS06

Рассмотрение погрешностей, которые имеет лазерный дальномер и определение допустимых размеров препятствий для лазерного дальномера. Изучение характера зависимости средней квадратической погрешности от величины препятствия перед лазерным пятном.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 17.08.2018
Размер файла 236,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Файл не выбран
РћР±Р·РѕСЂ

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» НОЯБРЬ 2017

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» НОЯБРЬ 2017

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ПЯТНА ЭЛЕКТРОННОГО ТАХЕОМЕТРА LEICA FLEXLINE TS06

Богданец Е.С., Чистогова В.А.

Аннотация

лазерный пятно погрешность дальномер

В данной статье рассматриваются погрешности, которые имеет лазерный дальномер и определяются допустимые размеры препятствий для лазерного дальномера, не оказывающие большого влияния на СКП. Нами анализируется зависимость средней квадратические погрешности от величины препятствия перед лазерным пятном. Проводится эксперимент в ходе, которого выявляется зависимость СКП и расстояния от величины препятствия. Для выполнения эксперимента определяются размеры лазерного пятна на измеряемых отрезках и разрабатывается модель экспериментальной установки.

Ключевые слова: электронный тахеометр, средняя квадратическая погрешность, дальномер, лазерное пятно, расстояние.

Annotation

LASER SPOT STUDY OF AN ELECTRONIC TOTAL STATION LEICA FLEXLINE TS06

Bogdanets E.S., Chistogova V.A.

This article considers the errors that a laser rangefinder has and determines the permissible dimensions of obstacles for the laser range finder, which do not have a big influence on the measurement error. We analyze the dependence of the mean square errors on the magnitude of the obstacle in front of the laser spot.

Keywords: total station, mean square error, range finder, laser spot, distance.

Основная часть

Лазерный дальномер имеет погрешности в измерениях, которые зависят от многих факторов [1]:

• Если лазерный луч попадает на объекты вблизи пути его распространения, например, на сильно отражающие поверхности.

• Выполнение без отражательных измерений на сильно отражающие объекты, такие как, например - дорожные знаки. Такие измерения могут быть очень неточными.

• Зависимость точности измерений от атмосферных условий (видимость, освещенность, колебания воздуха, погода).

• Зависимость от типа наблюдаемого объекта и общей ситуации при выполнении измерений.

• При измерении расстояний с использованием лазерных дальномеров, часто возникает ситуация, когда при попытке взятия отсчета лазерный луч рассеивается в результате возникновения на его пути различных препятствий, либо при нахождении точки на углу какого-нибудь объекта.

• Также стоит отметить, что не все электронные тахеометры имеют соосное расположение оси визирования и оси лазерного дальномера, что может привести к измерению расстояния до соседнего близлежащего объекта [2].

Все эти явления приводят к увеличению размера погрешностей.

Одним из важных элементов в возникновении погрешности является размер лазерного пятна. Малый размер лазерного пятна и точное соосное расположение сенсора относительно оптической линии визирования способствуют точному и надежному измерению расстояния, даже если точка наведения расположена на наклонной поверхности или вблизи края, например, в углу стены.

Чем больше размер лазерного пятна, тем больше область вокруг точки наведения, влияющая на измерение расстояния. В частности, при измерениях в безотражательном режиме малый размер пятна имеет важное значение для [3]:

• уменьшения возмущающего воздействия области вокруг точки наведения, например, в случае неровной поверхности;

• увеличения надежности измерений вблизи края;

• улучшение качества измерений на наклонных поверхностях.

Так же малый размер лазерного пятна проецирует малый след на измеряемой цели и, следовательно, позволяет выполнять точные измерения расстояния даже близко к краям.

Целью исследование является проследить зависимость влияния препятствий на точность измерения расстояния. Все измерения производились с помощью электронного тахеометра Leica FlexLine TS06, который имеет соосное расположение оси визирования и оси дальномера. Было выполнено измерение расстояния на 3 отрезках длинной 50, 75 и 100 метров. Перед началом измерений был определен размер лазерного пятна. Согласно техническим характеристикам [2] данного прибора на расстояние 50 метров примерный размер лазерного пятна составляет 8*20 мм. Также стоит отметить, что лазерное пятно имеет форму эллипса. В результате интерполяции была получена следующая таблица примерных размеров лазерного пятна для тахеометра Leica FlexLine TS06 (Таблица 1).

Таблица 1

Рассчитанные размеры лазерного пятна на исследуемых расстояниях

Расстояние, м

Рассчитанный размер лазерного пятна, см

50

5

75

8,5

100

12

Измерение расстояний производилось с постепенным уменьшением размера препятствия путем раздвижения створок в экспериментальной установке (Рисунок 1).

Рисунок 1 Схема исследование лазерного пятна

На рисунках 2, 3 и 4 представлены значения СКП и среднего значения расстояния на интервале 0-100%, где числа показывают величину препятствия относительно размера лазерного пятна. В результате проведения измерений были получены следующие графики СКП:

Рисунок 2 СКП и среднее значение расстояния на 50м

Рисунок 3 СКП и среднее значение расстояния на 75 м

Рисунок 4 СКП и среднее значение расстояния на 100 м

Из данных графиков (Рисунок 2-4) видно, что самые высокие значения СКП наблюдаются при величине препятствия 70 - 90 % от размера лазерного пятна. Тогда как при этих же величинах препятствия расстояние имеет меньшие значения. Так же можно составить уравнение описывающее зависимость СКП от процента перекрытия лазерного пятна:

СКП50 = (20,1 + 15,87 ? ??) ? 10?9

СКП75 = (19.767 + 4.349 ? ??) ? 10?9 СКП100 = (41.992 ? 7.023 ? ??) ? 10?9

где k - это величина препятствия, выраженная в долях от общего размера пятна.

Из всего вышесказанного следует, что размеры препятствия при измерении расстояний не должны превышать 70% от общего размера пятна. Так, например, для расстояния 50 м размер препятствия не должен превышать 3,5 см, для 75 м - 6 см, для 100 м - 8,5.

Рисунок 5 Диаграмма для определения размеров лазерного пятна и размера центральной зоны, в которую не должно попадать препятствие

Таким образом, получаем, что препятствие не должно попадать в центральную область лазерного пятна, которая составляет приблизительно 30% от его общего размера, так как интенсивность излучения сфокусирована как раз в его центре в параксиальной плоскости. В заключении, построим диаграмму, которая поможет определить размер лазерного пятна и величину 30% зоны в которую не должно попадать препятствие (Рисунок 5).

Список литературы

1. Leica FlexLine TS02/TS06/TS09 Руководство по эксплуатации // [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://ugt.ur.ru/documents/manuals/FlexLine_UserManual_v3_ru.pdf.

2. Лазерные приборы и методы измерения дальности: учеб.пособие / В.Б. Бокшанский, Д.А. Бондаренко, М.В. Вязовых, И.В. Животовский, А.А. Сахаров, В.П. Семенков ; под ред. В.Е. Карасика. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 6 с.; 43 с.

3. Технология преобразования аналоговых сигналов (WFD) Техническое описание // [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://geosystems.ru/upload/library/WhitePaper_WFD_ru.pdf.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Разработка структурной схемы и 3D модель мехатронной системы ориентирования, проектирование ее электронной и механической частей. Методы измерения расстояния с использованием лазеров. Технические характеристики лазерного сканирующего дальномера.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 18.09.2015

  • Исследование конструктивных особенностей, принципа действия и применения лазерного гироскопа. Описания сверхбольших лазерных гироскопов. Анализ схемы конструкции моноблочного лазерного гироскопа. Перспективы развития гироскопического приборостроения.

    реферат [829,1 K], добавлен 15.03.2016

  • Назначение, устройство, принцип и диагностика работы лазерного принтера. Отыскание дефектов и устранение неисправности в лазерных принтерах. Техника безопасности при проведении ремонтных и профилактических работ со средствами вычислительной техники.

    курсовая работа [58,7 K], добавлен 13.07.2011

  • Характеристика и функция лазерного резонатора, обеспечение обратной связи фотонов с лазерной средой. Лазерные моды – собственные частоты лазерного резонатора. Продольные и поперечные электромагнитные моды. Лазер на ионах аргона и криптона, его устройство.

    реферат [1,5 M], добавлен 17.01.2009

  • Разработка структурной и принципиальной схем электронного тахометра. Изучение принципа работы датчика магнитного поля. Выбор микроконтроллера. Проектирование управляющей программы для микроконтроллера. Адаптация устройства к промышленному применению.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.01.2015

  • Расчет суммарной инерционной погрешности гирокомпасов. Оценка влияния погрешностей на точность судовождения. Анализ применения магнитного компаса, лага, эхолота в реальных условиях плавания. Рассмотрение возможной величины поперечного смещения судна.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 23.01.2016

  • Этапы разработки и перспективы внедрения проекта по созданию бюджетного лазерного комплекса на базе полупроводникового лазера, предназначенного для обработки органических материалов. Исследование основных параметров и характеристик фотоприемника.

    курсовая работа [883,0 K], добавлен 15.07.2015

  • Исследование и выбор промышленного робота для лазерной резки; анализ технологического процесса; конструкция лазерного излучателя. Разработка общей структуры системы управления промышленным роботом как механической системой, технологическое использование.

    дипломная работа [2,0 M], добавлен 12.07.2013

  • Расчёт относительной погрешности сопротивления резисторов. Оценка математического ожидания относительной погрешности сопротивлений резисторов, дисперсии относительных погрешностей сопротивлений резисторов, отклонения измеренного значения величины.

    контрольная работа [22,5 K], добавлен 29.04.2009

  • Система определения координат движущихся объектов с лазерным сопровождением. Прецезионные дальномеры на основе двухволнового инжекционного лазера. Методы определения координат (целеуказания) и наведения на объект лазерного пучка с заданной точностью.

    реферат [881,6 K], добавлен 14.12.2014

  • Методы расчета усилительных каскадов на основе транзисторов. Проектирование усилителя модулятора лазерного излучения. Приобретение конкретных навыков в расчете усилительных каскадов на примере решения конкретной задачи. Расчет широкополосного усилителя.

    курсовая работа [461,3 K], добавлен 23.06.2008

  • Распространение оптических сигналов. Когерентность светового луча. Анализ источников некогерентного излучения. Энергия лазерного излучения. Тепловые и фотоэлектрические приемники излучения. Волоконно-оптическая сеть. Развитие оптических коммуникаций.

    презентация [1,6 M], добавлен 20.10.2014

  • Сущность, цели и предназначение воздушной лидарной съемки. Особенности и принципы наземного, воздушного и мобильного лазерного сканирования. Достоинства и перспективы лидарной съемки. Основные направления использования радарной и георадарной съемки.

    презентация [13,5 M], добавлен 28.03.2015

  • Структурная схема усилителя. Распределение линейных искажений в области ВЧ. Расчёт выходного каскада. Расчёт полосы пропускания. Расчёт цепей термостабилизации. Расчёт входного каскада по постоянному току. Расчёт разделительных и блокировочных ёмкостей.

    курсовая работа [413,2 K], добавлен 01.03.2002

  • Проведение компьютерного моделирования методов измерения фазового сдвига двух синусоидальных сигналов с заданными характеристиками. Преобразование фазового сдвига во временной интервал. Разработка функциональной и электрической схемы цифрового фазометра.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 07.09.2012

  • Обзор конструктивных особенностей и характеристик лазеров на основе наногетероструктур. Исследование метода определения средней мощности лазерного излучения, длины волны, измерения углов расходимости. Использование исследованных средств измерений.

    дипломная работа [2,7 M], добавлен 26.10.2016

  • Разработка устройства, срабатывающего при освещении фотоприемника-светодиода лазерной указкой с расстояния до 3 м. Схема приемника подаваемых лазерной указкой сигналов. Печатная плата устройства и размещение элементов на ней. Расчет делителей напряжения.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 10.06.2010

  • Расчет энергетической ширины спектра сообщения. Показатели средней квадратической погрешности квантования. Кодирование значения дискретного сигнала двоичным блочным примитивным кодом. Спектр модулированного сигнала. Структурная схема системы связи.

    контрольная работа [1,6 M], добавлен 17.11.2012

  • Рассмотрение систематических и случайных погрешностей измерений основных показателей в метрологии. Правила суммирования погрешностей. Основы обработки однократных прямых, многократных и косвенных измерений. Определение границы доверительного интервала.

    курсовая работа [78,9 K], добавлен 14.10.2014

  • Определение величины интенсивности отказов изделия. График вероятности безотказной работы. Расчет комплекса одиночного ЗИП. Расчет погрешности: схема функционального узла; параметры элементов. Расчет среднего значения производственной погрешности.

    контрольная работа [429,2 K], добавлен 29.11.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.