Answers:
基本上,声音很慢。
使用声音,您可以轻松地计时波浪传播到您的物体并反射掉它所花费的时间,从而为您提供了相当准确的距离。除非您想要测量月球的距离,否则光线太快了。
为什么要使用超声波?所以你不能渴望它。想象一下,如果您一直被迫听到它会多么烦人?BeeeEEEeeeEEEEeeeeeEEEEEEEEeeeeeeeeEEE .... eeEEEeeEEEP
在/electronics//a/130095/9006上进行了一些分析,以回答有关查找对象位置的问题。
光,无线电和热辐射都是电磁辐射,并且传播非常非常快。仅仅因为速度更快,它们提供更好的结果并不是自动的。
电磁辐射的传播速度比声音快1,000,000倍。因此,制造一种可以测量声音传播几米所需时间的东西比光要容易得多。声音每毫秒大约传播0.34米。您的耳朵和大脑足以检测大约30米或以上的房间中的飞行时间。
一种利用声音的飞行时间来测量距离的电子设备是低成本的。要获得0.34m或34cm,它需要工作一毫秒(0.001秒)。对于任何类型的计算机而言,它的速度都比人快得多。获得更好的3.4厘米(0.1毫秒)的10倍相对容易。对于38kHz的超声波,该0.1毫秒几乎是4个完整周期,这完全在低成本电子产品的能力范围内。因此,以10%的精度测量34厘米是可以理解和可行的。
用光线测量30厘米的飞行时间会更困难。光将花费少1,000,000的时间,或0.000,000,001秒或1纳秒。测量到3厘米的精度将为0.1纳秒,这比最快的英特尔微处理器的一个周期快大约3倍。因此,很难进行30厘米的测量,甚至更难获得使用飞行时间的10%精度。可以做到,但不如声音便宜和容易。它通常不使用飞行时间,而是使用光波的其他属性。
旁注(编辑):
如果您希望声音(不发光)的准确度超过3.4厘米,您将如何做?究竟是什么使得它更难获得很多更高的精度与SRF05?考虑一下这一点,您可能会了解限制所选SRF05施加的限制,从而更好地了解了系统。
使用超声波的最著名的动物是蝙蝠。他们将其用于使用飞行时间进行距离和位置测量,并用两只耳朵来查找方向信息。因此,蝙蝠的部分生物系统能够充分利用声音的飞行时间,以捕捉飞行中的“食物”(飞蛾和其他昆虫)。这是非常令人印象深刻的。如果您想了解有关如何使用超声波的更多信息,则可以阅读有关蝙蝠回声定位系统的文章。它是高度发达的。
许多其他动物也会发出超声波,例如啮齿动物和一些昆虫。但是对于大多数人来说,这是一种沟通机制。
为什么不呢使用激光?这是一个非常棒的链接,我认为应该当个答案:http : //www.repairfaq.org/sam/laserlia.htm#liarfi
整个页面充满了有关该主题的信息。摘录一个特定的段落非常困难,因为它是所有相关的内容,但这是该技术的很好概述。
为了实现比简单采样所能获得的更好的分辨率,同时又保持低成本,数字TOF测距仪可以将精密的模拟时间内插器与运行在100 MHz的CMOS系统相结合。在许多生产单元(用于不同应用)中,实现此目的的模拟电路-但是使用低成本组件已实现5 ps分辨率,并且至少有一家制造商生产15年。这个想法是通过一个精确的时间-电压转换器在数字计数周期之间进行插值,然后由微控制器对其进行采样并与数字计数器结果相结合。
激光(可见光或红外),雷达等都可以工作,并且可以提供很高的精度-成本高且复杂。对于激光器,您需要一个从激光器到接收器的良好光路,并且需要谨慎的电路设计,以留出信号在整个电路中传播所花费的时间。
只需通过测量从目标反射的光量,即可使用IR LED和光电二极管完成粗略但便宜的距离测量。这很难精确校准并且容易受到环境光照的影响,但是如果您只想“近”或“远”,就足够了。这是微软的Kinect远距离相机使用的技术。