Mesure de temps courts

[invitef0672bb7]

Bonjour à tous,

Élève en classe prépa, je travaille actuellement sur mon projet de Tipe. Nous avons décidé avec mes camarades de nous intéresser au Lidar, ce système qui permet de mesurer des distances grâce à un laser. Il est utilisé par exemple par la police, par les géomètres, mais aussi par google pour sa voiture intelligente.

Le principe est relativement simple : on émet un rayon laser, on lance un chronomètre, qu'on coupe dès qu'on capte le signal réfléchi, et par un petit calcul, grâce à la connaissance de la vitesse de la lumière on retrouve la distance parcourue.

Seulement nous nous posons une question fondamentale : comment est-ce que les lidar, et même tous les systèmes se basant sur la lumière (comme ce détecteur de distance Sharp), font ils pour mesurer des temps aussi courts ?

Car bien que la méthode soit simple, il faut pouvoir mesurer des temps extrêmement courts, de l'ordre de la nanoseconde (Typiquement pour un trajet de 10 mètres, le temps de parcours serait de 30ns). Malheureusement je suis pas parvenu à comprendre quels composants sont utilisés par le Sharp de tout à l'heure, qui semble fonctionner avec cette technique (datasheet ici)

C'est pourquoi je me tourne vers le forum de l’électronique, car c'est bien un soucis purement matériel qui se pose à moi, par quel moyen puis-je mesurer des temps très courts comme ceux la ?

D'avance merci de votre aide, toute suggestion est la bienvenue

Eagle.
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[invitee05a3fcc]

DOUBLON http://forums.futura-sciences.com/ph...jet-laser.html

[invitef0672bb7]

C'est pas faux mais je n'ai pas eut de réponse chez les physiciens donc je tente ma chance chez les électroniciens, .. C'est grave docteur ? :$

Eagle.

[jiherve]

Bonsoir,
de ce que j'en ai compris le détecteur Sharp fonctionne par triangulation, donc une mesure d'ordre géométrique, le capteur est vraisemblablement un capteur type CMOS ou CCD linéaire. Cela ne repose donc pas sur une mesure de temps.
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef0672bb7]

Bonsoir !

En effet oui, je viens de trouver, suite à ta réponse, le principe de fonctionnement par triangulation, avec une "cellule a effet lateral" (le psd dans la datasheet apparemment). Bon, mauvais angle que ce détecteur de distance, ...

Mais sinon, si on oublie le Sharp, existe-t-il tout de même une méthode pour des temps aussi courts ?

Pour information le Lidar utilisé sur la google Car, fabriqué par la société Velodyne, utilise des photodiodes à avalanche afin de capter le rayon réfléchi, et fonctionne bien par temps de vol. (Confirmé par cet article : " The laser beams exit the device on the outer lenses and return to photo-detectors through the middle lenses, using time-of-flight (TOF) to determine distance.")

D'où ma curiosité, ...


Merci,

Eagle.

[jiherve]

Re,
Il est possible de mesurer des temps aussi courts, ce n'est qu'une question de fréquence d'horloge, mais il existe aussi des méthodes combinant interférences optique (classique dans les gyro laser)et électronique.
JR

[invitef0672bb7]

D'accord, par contre (désolé de paraître redondant ^^) comme faire pour atteindre ces fréquences d'horloge et pouvoir avoir un signal exploitable en sortie ? Est ce faisable à notre niveau (je veux dire au niveau de personne sans moyens conséquents et avec beaucoup de subventions ^^)

Sinon pour la méthode des interférences, as tu une source concernant leurs utilisations dans les gyros lasers justement ? Je peine à trouver de la doc dessus ...
Et il semble que beaucoup de technologie de point (dont les scanners 3D de Leica utilisent la méthode de temps de vol), donc comment comparer ces techniques ?

Merci,

Eagle.

[invite783b0b62]

Bonjour
Si je peut apprter un peu d'idee sur ce sujet.
Pour mesurer les temps courts le seul moyen comme disais Jherve c'est les interferences d'ondes. L'electronique actuelle n'est pas assez rapide
Le principe c'est d'envoyer exactement 50 pourcent une onde lumineuse de longueur d'onde connue sur un miroir fixe dont la distance est connue et les autres 50 pourcents vers l'objet a mesurer. Les deux reflections retours sont aditionees et si les distances voyagees entre le signal de reference et le signal a analyser sont exactement les memes, elle seront donc parfaitement en phase et donc interferereront positivement entre elles. tout dephasage de la longueur d'onde est equivalent a une distance qui peut etre calculée par les transformes de fourier. Mais ceci dit je ne connais le principe que sur des equipements medicaux pour mesurer des tres courtes distance de l'ordre du micrometre et sur une seule direction.
Pour le systeme LIDAR le fait qu'il y est plusieurs lasers qui doivent emetre sur une longueur d'onde differente (Je pense) permet de s'affranchir du miroir de reference et chaque laser est prevue pour etre analyser sur une distance differente.
Je pense que le principe de ce truc doit etre base sur le dephasage des longueurs d'ondes de deux sources dont une seule est precisement connue.