Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Интересный принцип работы лазерного дальномера или как надо пользоваться измерителем

Интересный принцип работы лазерного дальномера или как надо пользоваться измерителем

С каждым днем в нашей повседневной жизни появляется все больше техники, позволяющей решать множество задач. Простые привычные в обиходе предметы сменяются более усовершенствованными инновационными новинками. Вот и традиционной рулетке нашлась современная альтернатива – лазерный дальномер. Это электронный оптический прибор, который используется для измерения длины, высоты, площади, объема, расстояний между объектами. При помощи этого оборудования замеры плоскостей выполняются с максимальной точностью. Лазерный дальномер, кроме строительной сферы, широко применяется в ландшафтном дизайне, в военной промышленности, в космической и авиационной геодезии, астрономии и других отраслях. Зная принцип работы устройства, можно использовать лазерный прибор в своих целях с максимальной эффективностью. Технологии стремительно развиваются, но и требования к качеству строительной техники постоянно растут. Современные модели измерительных приборов оснащены дополнительными полезными опциями и улучшенными рабочими характеристиками. В продаже можно встретить лазерные дальномеры с оптическим и цифровым визиром.

Строительный лазерный дальномер с визиром

Какое предназначение инструмента

Лазерная линейка – еще одно название оптического прибора для измерения расстояний между предметами. Многие по привычке называют его лазерная рулетка. В любом случае, под этими именами скрывается один и тот же прибор. В основе работы устройства лежит измерение интервала времени между зондирующим сигналом и сигналом отражения от объекта.

Инженерно-геодезические измерения – основополагающая строительных работ. Мероприятия проводятся задолго до начала возведения зданий и сооружений. Вопрос точности выполненных геодезических работ играет важную роль, и по итогу определяет качество и надежность построенных объектов. Вот почему в строительстве так важна точность измерений. Лазерный дальномер выполняет замеры с высочайшей точностью, а по уровню показаний значительно превосходит стандартные измерительные приборы (рулетки, мерные ленты).

Лазерный дальномер для точных измерений купить в Цилиндре

Лазерный дальномер – находка для строителей. С его помощью можно:

  • Быстро определить площади стен помещений, определить необходимое количество стройматериалов
  • Вычислить высоту здания
  • Определить максимальное и минимальное расстояние до объекта
  • Вычислить угол наклона крыши
  • Сохранить полученные данные или сбросить на компьютер
  • Замерить удаленные объекты, не приближаясь к ним

Схема работы лазерной рулетки

Какой принцип работы у лазерных дальномеров

Конструктивно оптический прибор состоит из следующих элементов:

  • Излучателя – излучает лазерные лучи на выбранный объект
  • Приемника – принимает лазерные лучи от объекта
  • Микропроцессора – конвертирует световой сигнал в цифровую величину
  • Дисплея – экран, где отображаются цифровые значения

Все элементы заключены в пластиковый или металлический корпус. Последний – выходит дороже, но долговечнее. На поверхности имеются кнопки управления и ЖК-дисплей. По габаритам прибор выглядит не больше мобильного телефона. Но встречаются и совсем миниатюрные модели лазерных дальномеров, которые к тому же стоят дешевле. Работает устройство от аккумуляторных батареек. Их запаса хватает, чтобы выполнить около двух тысяч измерений.

При включении лазерного прибора и наведении его на нужный объект, электромагнитная волна генерирует лазерный луч, который отражается от исходной зоны. Тут же сигнал возвращается в приемник, после чего происходит обработка данных.

В основе работы оборудования заложен подсчет временного интервала, за который лазерный луч проходит расстояние от исходной точки до объекта, и обратно. Полученное время прохождения сигнала микроконтроллер умножает на скорость лазерного луча, затем делит эту величину пополам. Полученный результат выводится на дисплей за доли секунды в понятной единице измерения (сантиметрах, миллиметрах, дециметрах или метрах). Расстояния для электронного измерителя длины также не есть проблемой. Он с такой же точностью выдаст результаты, даже если человек находится вдали от объекта.

Принцип работы лазерного фазового дальномера

Виды рассматриваемых измерителей

Лазерный дальномер или рулетка, по типу обработки излучаемого сигнала, бывает двух видов:

  1. Фазовый – метод измерения расстояния основан на разнице фаз между излученным и полученным сигналом
  2. Импульсный – определяет время, за которое лазерный импульс проходит расстояние от объекта и обратно

Лазерный измерительный прибор, в основе которого лежит фазовый метод обработки сигналов, обладает необычайно высокой точностью измерений и пользуется спросом у геодезистов, топографов, строителей. Это дорогое профессиональное оборудование. Импульсные дальномеры более доступны в цене, потому пользуются большей популярностью.

Преимущества рулетки лазерного типа

Только представьте себе, сколько неудобств вы испытываете при использовании традиционной рулетки. Ограниченность размера полотна, вечные надломы при замерах на расстоянии, невозможность измерить дистанцию до нужной плоскости в одиночку. Чтобы зафиксировать результаты приходиться иметь под рукой калькулятор, карандаш и блокнот. Сама скорость измерения оставляет желать лучшего, а значит падает производительность работ на строительном объекте.

А что делать в том случае, если к объекту невозможно добраться обычной рулеткой ? Это могут быть аварийные здания, представляющие угрозу для жизни, опасные участки и т.д.

«Умная» рулетка поможет избежать всех этих неудобств, облегчив и ускорив процесс. Теперь не придется крепить конец металлического полотна, следить за его натяжением и контролировать, чтобы он не слетел.

Читайте так же:
Генератор для зарядки аккумулятора 12 вольт

Преимущества лазерной рулетки:

  • Возможность проведения всех измерительных операций одним человеком, увеличивая скорость замеров
  • Оперативность получения достоверных значений
  • Возможность сохранения данных на внутренней памяти устройства
  • Точная фокусировка на объектах
  • Есть возможность приобрести устройство с различной дальностью действия от 15 м до 300 м
  • Стабильная работа в жару и холод
  • Широкий функционал
  • Небольшие габариты и маленький вес

Есть отечественные мастера, которые создают лазерный дальномер своими руками. Самодельный прибор используют в бытовых условиях.

использование лазерной рулетки в помещении

По каким параметрам выбирать

Как выбрать лазерную рулетку при настолько широком ассортименте ? При покупке конкретной модели нужно заранее знать ее технические характеристики и на какие задачи она способна.

Лазерный дальномер делится на два класса: бытового и профессионального назначения. Первый вариант – доступен каждому, имеет базовый набор функций, вполне подходит для домашнего ремонта и строительства. Второй класс – из разряда профессионального оборудования и его функциональные возможности куда шире. А цена – оправдана высокая. Тут уж за качество придется платить.

Но это вовсе не означает, что бюджетные модели стоит сразу «отмести» и копить средства на вариант подороже. Посудите сами, какой смысл покупать дорогущий прибор с оригинальными «примочками», если в них нет никакой необходимости. Ведь можно купить лучший лазерный дальномер для дома, не переплачивая за ненужные функции.

Критерии выбора устройства:

  1. Цена – напрямую зависит от функционала и рабочих характеристик. Готовьтесь к тому, что стоимость качественных приборов будет выше. Выбор делаете вы, исходя из собственных возможностей
  2. Дальность измерений – определитесь где вы будите делать замеры дальномером. Если эксплуатация предполагается только в помещении модели с дальностью измерения до 40-50 м будет вполне достаточно. Для работы на открытом пространстве следует выбирать измеритель с дальностью до 150-250 м
  3. Точность показаний – если требуется прибить дома полку в ванной, погрешность измерений не так важна. Другое дело, к примеру прокладка канализационных труб, где точность показаний играет большую роль. Модели с минимальной погрешностью (-/+ 1 мм) относятся к более высокой ценовой категории.

 Расчеты по Пифагору одна из опций лазерной рулетки

Полезные дополнительные опции, которыми оснащаются модели «побогаче»:

  • Таймер – отсрочка времени начала замеров
  • Широкодиапазонный уклономер – датчик точного измерения углов наклона
  • Bluetooth – для передачи данных на персональный компьютер или ноутбук с целью их дальнейшей обработки или хранения
  • Расчеты по Пифагору – опция, способная выполнять более сложные автоматические расчеты
  • Видоискатель – оптический усилитель, отвечающий за точную фокусировку сгенерированного лазерного луча на объекте
  • Пыле– и влагонепроницаемый корпус для защиты внутренних элементов от негативного воздействия окружающей среды

Как пользоваться в помещении и на улице – отличия

Работа прибора на улице и в помещении несколько отличается. Дальномер для улицы должен оснащаться отражающей пластиной – визиром. Для работы в солнечный день не обойтись без специальных красных очков. Они помогут обнаружить лазерный луч на плоскости при ярком дневном свете. Рулетка лазерного типа для улицы чаще имеет прочный корпус, специально предназначенный для работы на открытом воздухе. Цена дальномера для дома и улицы несколько различается. Последний будет стоить немного дороже. В остальном же действия измерительных приборов – идентичное.

Работа с лазерным дальномером на улице

Погрешность большинства бюджетных моделей дальномера составляет всего ничего – 1-3 мм.

На некорректность выдаваемых показаний и увеличение погрешности влияют несколько факторов:

  • Конструктивная особенность модели
  • Дальность измерения (чем она больше, тем выше будет погрешность)
  • Ошибки в работе с прибором

Рулетка электронного типа никакой сложности в работе не представляет. Включить прибор, нажать кнопку и наблюдать результаты на дисплее – что может быть проще. Но есть все же некоторые правила, которых стоит придерживаться:

  1. В процессе замеров важно, чтобы дальномер был неподвижен. Добиться этого можно при помощи штатива
  2. Следить за уровнем заряда батареи. Приборы со слабым зарядом могут негативно влиять на результат
  3. Объект, на который направлен лазерный луч не должен обладать высокой (зеркало, фольга) и низкой (пластик) отражательной способностью, иначе точность выданных показаний будет под сомнением

Для чего прибору нужна поверка и калибровка

Лазерные рулетки относятся к высокотехнологичным средствам измерения, и перед началом эксплуатации подлежат процедуре поверки (аттестации). Метрологическая аттестация проводится с целью подтверждения заявленных характеристик прибора и дальнейшей его регистрации в едином государственном реестре измерительных устройств.

Это мероприятие выполняется в таких случаях:

  • Прибор был только приобретен и планируется использоваться по назначению
  • Если есть подозрения на некорректную работу прибора (ошибки, допущенные при хранении, транспортировке)
  • По собственному желанию владельца

Поверка происходит в несколько этапов:

  1. Внешний осмотр прибора, где возможно выявить все явные дефекты
  2. Проверка прибора в работе – оценка эффективности его работы
  3. Опробование – определяется мощность лазерного луча и его диаметр, длина волн
  4. Выявление погрешности

По итогу аттестации выдается свидетельство, подтверждающее точность измерений дальномера в пределах установленной погрешности.

Читайте так же:
Как выбрать хороший духовой шкаф

Процедуры поверки и калибровки носят один и тот же характер, только последняя выполняется в частном порядке по желанию владельца. Есть фирмы, предоставляющие услуги калибровки владельцам приборов, которые не внесены в государственных реестр, так же с выдачей на руки свидетельства.

Теперь вы знаете по каким критериям нужно выбирать дальномер лазерного типа, чтобы выполнять быстрые и точные замеры. Осталось найти надежного продавца, который предложит вам качественный и сертифицированный товар.

Верного помощника в точных измерениях предлагает купить онлайн-магазин Cylinder. Заказать лазерный строительный дальномер с доставкой можно, оформив заявку прямо на сайте. Листая страницы онлайн-каталога, возможно, вы найдете и другие полезные для себя товары для дома, работы и отдыха.

Делать покупки на сайте одинаково удобно с любых уголков нашей страны. Мы стараемся отправлять товары в день заказа, понимая, как для вас важно получить его как можно быстрее.

Лидар (дальномер) на Arduino и датчике VL6180X

В настоящее время лидары (световые радары, дальномеры оптического диапазона) находят широкое применение в различных областях: сканирование зданий, 3D принтерах, построении объемных карт, беспилотных автомобилях и т.д. Поэтому в данной статье мы рассмотрим создание лидара (дальномера) на основе платы Arduino и датчике света и приближения VL6180X.

Внешнй вид лидара на Arduino и датчике VL6180XНеобходимые компоненты

  1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
  2. Датчик света и приближения VL6180X (SparkFun ToF Range Finder Sensor) (купить на AliExpress) – подходит для коротких расстояний. Для больших расстояний лучше использовать датчик VL53L0X (купить на AliExpress).
  3. Сервомотор.

Что такое лидар

Лида́р (транслитерация LIDAR англ. Light Detection and Ranging «обнаружение и определение дальности с помощью света») — технология измерения расстояний путем излучения света (лазер) и замера времени возвращения этого отражённого света на ресивер (Википедия).

Сканирующие лидары в системах машинного зрения формируют двумерную или трёхмерную картину окружающего пространства. Лидары особенно ценны в развивающихся сегодня стремительными темпами технологиях построения беспилотных автомобилей благодаря таким своим возможностям как построение карты высот местности, определение расстояний до объектов с высокой точностью, определение скорости движущегося объекта.

Лидар (LIDAR) состоит из передатчика светового потока (обычно это лазер) и приемника отраженного от препятствия света. Зная скорость распространения света и время распространения луча света до препятствия и обратно, можно определить расстояние до препятствия.

Одним из способов измерения времени пролета (time of flight, ToF) светового луча является использование импульсного лазера и непосредственное измерение затраченного времени. Но в данном случае электроника, измеряющее это время, должна уметь работать с пикосекундными интервалами времени, что делает эти устройства весьма дорогими.

Однако есть и другой, более дешевый и простой способ измерения времени пролета светового луча, который основан на измерении фазового сдвига отраженного света. Для подобных измерений используется коллимированный инфракрасный лазер.

Для поверхностей, шероховатость (неравномерность) которых больше длины волны падающего света, возникает рассеянное (диффузное) отражение светового потока. В этом случае компоненты инфракрасного света возвращаются обратно практически параллельно излученному световому потоку. После этого датчик измеряет фазовый сдвиг между излученным и принятыми сигналами. При этом справедливо выражение:

где c – это скорость света, f – модулирующая частота, τ – длина волны.

А расстояние D’, пройденное излученным светом, определяется выражением:

D’ = B + 2A = B + (θ * τ) / 2π

Где A – это измеряемое расстояние, B – расстояние от устройства измерения фазы. В этом случае необходимое расстояние D между излучателем света и препятствием рассчитывается по формуле:

Где θ – измеренный электроникой фазовый сдвиг между переданным и принятым лучами света.

Можно показать, что расстояние обратно пропорционально квадрату амплитуды принятого сигнала. То есть амплитуда принятого сигнала непосредственно влияет на точность датчика.

Датчик VL6180X

VL6180X – это оптический датчик от компании STMicroelectronics. Его также называют датчиком света (освещенности) и приближения. Его внешний вид показан на следующем рисунке.

Внешний вид датчика VL6180X

Датчик VL6180 содержит ИК-излучатель, датчик внешней освещенности и датчик дальности. К микроконтроллерам и другим электронным устройствам он подключается по интерфейсу I2C. Также датчик имеет встроенный стабилизатор напряжения 2,8 В, поэтому он не повредится если подключить к нему напряжение больше 2,8 В (ну в пределах разумного, конечно же). Еще в датчике присутствуют два программируемых вывода GPIO. Распиновка датчика показана на следующем рисунке.

Распиновка датчика VL6180X

VL6180X в отличие от других подобных датчиков содержит в своем составе точные часы для измерения времени пролета светового потока, что позволяет ему обеспечивать значительно большую точность измерений по сравнению с другими аналогичными датчиками. Это также делает его практически невосприимчивым к шуму.

Датчик VL6180X способен измерять расстояния до 25 см. Поэтому, к примеру, в домашнем использовании он отлично подойдет для измерения фокусного расстояния камеры или фотоаппарата. Если же вам необходим лидар, работающий на большие расстояния, то в данном случае вам вместо датчика VL6180X необходимо использовать датчик Vl53l0x, который также отличается большей точностью измерений и не имеет проблем с линейностью, приводящих к “двойному изображению”.

Читайте так же:
Виды лампочек и типы цоколей

Схема проекта

Схема лидара (дальномера) на Arduino и датчике VL6180X представлена на следующем рисунке.

Схема лидара (дальномера) на Arduino и датчике VL6180X

Скорость лидара в нашем проекте ограничена частотой 10 Гц в связи с низкой скоростью работой сервомотора. Если вы хотите сконструировать высокоскоростной лидар, то используйте шаговый двигатель или двигатель постоянного тока с обратной связью.

Установка библиотеки для работы с датчиком

Для работы с датчиком в Arduino IDE необходимо установить библиотеку Adafruit_VL6180X.h от компании Adafruit. Процесс установки этой библиотеки показан на следующем рисунке.

Установка библиотеки Adafruit_VL6180X.h в Arduino IDEИсходный код программы (скетча)

Данный код управляет движениями сервомотора и считывает результаты измерений с датчика VL6180X.

Как пользоваться лазерным дальномером? Инструкция по применению

Лазерный дальномер — это устройство, позволяющее измерять расстояние. Это оборудование может помочь вам во многих сферах деятельности.

Независимо от того, являетесь ли вы профессионалом или частным лицом, его использование упростит вашу жизнь. Однако существует процедура использования лазерного дальномера.

В этой статье вы узнаете, как пользоваться этим устройством и как его обслуживать.

Что такое лазерный дальномер?

Навигация по статье

Дальномер — это оптический измерительный прибор с очень продвинутой технологией. Это оборудование существует на рынке в нескольких моделях.

Вы можете найти лазерные, инфракрасные и ультразвуковые дальномеры. Лазерный дальномер очень эффективен. Лазер, с помощью которого было разработано это оборудование, обеспечивает ему такую эффективность.

Лазерные световые лучи направляются пользователем на цель. Затем эти лучи направляются обратно в устройство. Весь процесс занимает порядка микросекунды.

Благодаря превосходной системе расчета, устройство использует два важных параметра для точного определения расстояния:

  • скорость лучей;
  • время, необходимое лучу для прохождения от устройства до цели и обратно.

Точность этого инструмента означает, что его можно использовать в различных областях. Его можно использовать для DIY в домашних условиях. Для профессионала он может быть использован для :

  • Измерьте расстояние между двумя машинами для оценки нагрузки;
  • Проверка калибровки датчика расстояния автоматического челнока;
  • Проверка соблюдения минимальных расстояний между медицинскими изделиями и т.д.

При использовании лазерных дальномеров вы в основном столкнетесь с двумя. Вы можете найти лазерные дальномеры для помещений. Они позволяют выполнять измерения на расстоянии до 80 метров. Возможно, вам потребуется использовать лазерный дальномер на улице. Он предназначен для измерений на больших строительных площадках.

Как пользоваться лазерным дальномером?

Ваш прибор можно использовать для проведения различных измерений, но нужно уметь правильно им пользоваться. В этом случае потребуется некоторое привыкание.

Вам необходимо использовать его некоторое время, чтобы освоить его функциональность. Когда вы хотите провести измерение с помощью своего устройства, выполните следующие действия.

  • Перед использованием лазерного дальномера необходимо прочитать и понять инструкцию.
  • Установите устройство на землю, используя для стабилизации его плоское основание.
  • Направьте луч на цель.
  • Выполните грубую регулировку высоты. Вы можете регулировать его по мере необходимости, чтобы получить желаемый уровень.
  • Расположите уровень так, чтобы он находился как можно ближе к области вмешательства. Это даст вам точное значение.
  • Наконец, отметьте свои метки карандашом. Вы избежите повторной регулировки положения устройства при его перемещении.
Для начинающих пользователей лазерных дальномеров

Ваш лазерный дальномер должен использоваться для измерения расстояний и вычисления площадей и объемов. У вас может возникнуть соблазн использовать его для других целей; это сократит срок службы устройства или станет причиной несчастного случая.

Поэтому следуйте инструкции по эксплуатации лазерного дальномера. Избегайте его использования в следующих случаях:

  • Превышение пределов диапазона измерений, указанных производителем;
  • Отключение систем безопасности;
  • Использование принадлежностей, не поставляемых производителем;
  • Проведение измерений вблизи работающих машин (незащищенных);
  • Направление устройства в сторону солнечного света;
  • Измерение на открытом воздухе или на дорогах общего пользования, вблизи строительной площадки и без надлежащих мер предосторожности.

Наш выбор BOSCH на Amazon

Характеристики лазерного дальномера

Когда вы хотите купить лазерный дальномер, вы должны учитывать свой бюджет. Для этого соотношение цена/производительность будет ограничивать вас. Вам придется установить ограничение на вес и размер вашего устройства.

Если вы охотник, спортивный стрелок или игрок в гольф, вам необходимо снаряжение, которое должно быть меньше и легче. Помимо этих критериев, существуют и другие характеристики, которые следует учитывать в зависимости от предполагаемого применения. К ним относятся :

  • диапазон измерения, выраженный в метрах;
  • точность измерения;
  • подсветка для любых измерений в темной среде;
  • косвенное измерение высоты или ширины с помощью функции Пифагора;
  • использование в помещении или на улице;
  • история, для напоминания о последних проведенных измерениях;
  • функция компоновки, которая позволяет определить точку, равноудаленную от других точек;
  • таймер для эффективного измерения;
  • время измерения;
  • пломбирование устройства;
  • эргономика для хорошего захвата.
  • Использование лазерного дальномера облегчает жизнь, но ваш выбор должен соответствовать вашим потребностям.
Читайте так же:
Консоли для полок металлические

Индикаторы и показатели на устройстве

В большинстве случаев лазерные устройства имеют одинаковые индикаторы. В большинстве случаев производители снабжают эти устройства :

  • Индикатор полной и разряженной батареи для отображения состояния батареи;
  • Индикатор для измерений, проводимых с монтажного приспособления, такого как штатив;
  • Индикатор измерения поверхности;
  • Индикатор измерения объема;
  • Показатель измерения, взятый с нижней части инструмента;
  • Показатель измерения, снятый с передней части инструмента;
  • Индикатор лазерного луча;
  • Индикатор одного измерения;
  • Простой индикатор измерения теоремы Пифагора;
  • Индикатор непрерывного измерения.

В зависимости от марки, у вас может быть больше индикаторов. Возможно, что некоторые производители обходятся без одного или двух из перечисленных выше показателей.

Обслуживание устройства

Некоторые электронные или передовые технологические устройства требуют технического обслуживания; это не относится к лазерному дальномеру. Однако, чтобы сохранить его в хорошем состоянии, необходимо соблюдать следующие рекомендации:

Дальномер своими руками

Предлагаю вашему вниманию перевод статьи Edward J. Ramaley «An Interesting Distance Meter», опубликованной в журнале «American Photography» за февраль 1939 г. В статье рассказывается о том, как из куска картона можно изготовить оригинальный оптический дальномер. Разумеется, в наши дни большинство фотокамер снабжены не то что дальномером, а полноценным автофокусом, что сильно снижает практическое значение описанного в статье примитивного устройства. Тем не менее, самодельный прибор остаётся презанятной игрушкой, с широким развлекательно-образовательным потенциалом и позволяет немного по-новому взглянуть на работу собственных глаз.

Стиль изложения может показаться местами несколько путанным, но таков он и в оригинале – я старался переводить по возможности близко к тексту.

Любопытный дальномер

Назначение дальномера в фотографии состоит в том, чтобы дать фотографу возможность сфокусировать объектив на предмете, не прибегая к измерению разделяющего их расстояния при помощи линейки или рулетки. Фокусировка осуществляется путём изменения расстояния между объективом и изображением в соответствии с расстоянием от объектива до предмета. Тщательная фокусировка особенно необходима, когда диаметр отверстия объектива достаточно велик по сравнению с его фокусным расстоянием. В целом, любой объектив, используемый на пределе своей светосилы, должен быть крайне аккуратно сфокусирован при съёмке близких предметов.

Оптический дальномер собирает свет через две приёмные системы, которые сопряжены таким образом, чтобы два сформированных ими изображения могли быть совмещены в одно. Надлежащая регулировка данного устройства может быть привязана к установке указателя на шкале, либо напрямую к фокусировке фотообъектива. Исходя из этого, может показаться логичным использовать непосредственно нашу собственную пару глаз в качестве оптического дальномера, что может быть реализовано несколькими способами. Один из них заключается в использовании индивидуально откалиброванной шкалы, удерживаемой на расстоянии вытянутой руки и наблюдаемой для измерения конвергенции глаз, смотрящих на объект.

Калибровка дальномера

Из картона вырезается треугольник с основанием три дюйма и высотой восемь дюймов. От окна или другого источника света откладывается наименьшая дистанция, указанная на фокусировочной шкале вашей камеры, и измеряющий становится на данную точку лицом к свету. Треугольник нужно держать напротив окна перед глазами на расстоянии вытянутой руки, используя естественное мышечное усилие, которое могло бы быть воспроизведено по желанию. Сфокусировав глаза на окне, вы убедитесь, что треугольник кажется сдвоенным, поскольку каждый глаз смотрит на него со своей собственной точки зрения. Продолжая удерживать фокус на окне, можно приложить прямую линейку поперёк треугольника, параллельно его основанию, так, чтобы она пересекала края каждого из двух мнимых треугольников в точке их взаимного пересечения. Наконец по линейке проводится линия. Этим завершается калибровка для данной дистанции.

Полная фокусировочная шкала вашей камеры наносится на картонный треугольник точно таким же способом: отступая от окна на соответствующее расстояние, определяют, где пересекаются два мнимых треугольника и проводят горизонтальную линию через это пересечение. Точность дальномера убывает с увеличением дистанции, но точно так же убывает и необходимость в критическом фокусе. Прилагающиеся рисунки показывают, как выглядит завершённый дальномер и каким он кажется, когда глаза сфокусированы на точке за ним.

ДальномерМнимые треугольники
Рис. 1 Дальномер (для глаз и руки автора).Рис. 2 Вид дальномера, когда глаза сфокусированы на предмете за ним.

Как пользоваться дальномером

При практическом использовании шкала удерживается вертикально на расстоянии вытянутой руки, в то время как глаза сфокусированы на значимой части сцены. Ноготь большого пальца скользит вверх по шкале до видимого пересечения двух треугольников, после чего взгляд можно перевести на треугольник, чтобы увидеть, какую линию отмечает ноготь, и сфокусировать камеру в соответствии с полученным значением. Казалось бы, ничего не может быть проще, однако существуют некоторые досадные помехи, о которых нельзя забывать.

Наши глаза обманывают нас. Иногда нам кажется, что мы смотрим точно на объект, но на самом деле наши глаза сфокусированы на точке в воздухе. Средство от этого – сделать несколько считываний достаточно быстро, не давая глазам времени уставать или колебаться. Повторяйте до получения согласующихся результатов. Также следует помнить, что глазной зрачок это не точка, и его размер при ярком освещении, не таков, как при тусклом. Вследствие этого, на дальнем конце шкалы возникает определённый недостаток точности, и при чтении со шкалы приходится использовать приблизительно ту же яркость, что и при калибровке. Этот эффект уменьшается, если производить калибровку при умеренно ярком освещении, а непосредственно перед считыванием посмотреть на свет такой же интенсивности.

Читайте так же:
Все для работы по дереву

Математическое отношение и обоснование для данного прибора показаны на рис. 3, и, как можно увидеть, расстояние между глазами весьма существенно для больших расстояний. Смысл в том, что если шкала откалибрована в светлой комнате и используется также в светлой комнате, расстояние между глазами не меняется. Меж тем, в тёмных местах глазной зрачок расширяется, преувеличивая, таким образом, одни значения и преуменьшая другие.

Другой источник нестабильности, а именно трудность удерживания шкалы всегда на одном и том же расстоянии, очень легко преодолевается посредством очень небольшой практики, использованием естественного положения и комфортного мышечного усилия. Погрешности в удерживании треугольника особенно значимы на ближних дистанциях.

Это устройство не приспособлено для коммерческого производства, поскольку оно должно соответствовать определённой паре глаз и конкретной руке. Оно ничего не стоит и может быть изготовлено за полчаса, но при использовании с должным вниманием, оно превращает пару зорких глаз в отличный дальномер, который не требует себе оправдания. Продолжительное использование этого прибора в процессе фотографирования играющих детей с близкого расстояния и при открытой диафрагме позволило получить множество вполне удовлетворительных негативов и продемонстрировало полезность устройства.

График

Рис.3 Кривые, показывающие зависимость длины меток на шкале от расстояния до объекта при длине руки 27 дюймов и различных расстояниях между глазами.

CD – длина линии на шкале в дюймах.
BE – расстояние от глаз до объекта в футах.
AB – расстояние между глазами в дюймах.

Послесловие переводчика

Нельзя не отдать должное изобретательности автора, хотя литературная сторона статьи, конечно, оставляет желать.

Мне не вполне ясно, каким образом изменение размера зрачка может влиять на расстояние между зрачками. Очевидно, автор подразумевает не расстояние между центрами зрачков, а скорее расстояние между их медиальными краями. По-моему это не совсем правильно. В конце концов, оптическая ось глаза проходит именно через центр зрачка, а потому для наших целей важно именно расстояние между центрами зрачков, которое не зависит от их диаметра. Правда, при расширении зрачка (мидриазе) происходит уменьшение глубины резко изображаемого пространства, в результате чего объекты не в фокусе (в том числе сдвоенный треугольник дальномера) будут выглядеть несколько более размытыми. Это немного снижает точность измерения, но не настолько, чтобы этому факту стоило уделять особое внимание.

Метрический дальномер
Рис.4 Примерно так выглядит метрический дальномер.

Прецезионность калибровки дальномера эмпирическим путём, т.е. буквально на глаз, также вызывает у меня определённые сомнения. Слишком уж неточен метод измерения (особенно для дальних дистанций), чтобы применять его при разметке эталонной шкалы. На мой взгляд, расположение горизонтальных меток на шкале дальномера лучше рассчитать. Я даже придумал алгоритм, который способен облегчить эту задачу. Всё что вам нужно, это попросить кого-нибудь измерить расстояние между центрами ваших зрачков (глаза при этом должны смотреть вдаль), а также расстояние от глаз до шкалы дальномера, удерживаемого в вытянутой руке, после чего подставить полученные цифры в соответствующие ячейки формы и нажать на кнопку «Построить таблицу». Для каждой дистанции вы получите высоту соответствующей горизонтальной метки, считая от снования треугольника, а также её длину (отрезок CD на рисунке 3). Все величины, само собой разумеется, метрические.

Расчёт шкалы дальномера

Располагая этими данными, вы без большого труда сможете разметить собственный дальномер.

Для измерения длины руки можно воспользоваться рулеткой, а для определения межзрачкового расстояния – фороптером или, на худой конец, обычной линейкой. Прибегать к помощи разметочного циркуля категорически нежелательно.

Спасибо за внимание!

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector