Geri Dön

Optical system design of a direct detection short-pulsed laser proximity sensor

Doğrudan algılama kısa atımlı lazer yaklaşma sensörü optik sistem tasarımı

  1. Tez No: 489516
  2. Yazar: EMRAH KORKMAZ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SELÇUK YERCİ, PROF. DR. ŞİMŞEK DEMİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Mühendislik Bilimleri, Science and Technology, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 112

Özet

Bu çalışmada nesneden yansıyan eko sinyalini uçuş süresi yöntemiyle analiz ederek mesafeyi hesaplayan doğrudan algılama kısa atımlı Lazer Yaklaşma Sensörüne ait sistem tasarımını gerçekleştirdik. Sensör, 0.5 m ve 10 m arasında herhangi bir uzaklıkta bulunan nesneleri kısa darbeli lazer ile doğrudan algılayarak mesafeyi ölçebilmektedir. Nesnelerin yansıtıcılıkları Lambertian çift yönlü saçılma dağılımı fonksiyonu ile (Bi-Directional Scatter Distribution Function, BSDF) %20 ile %90 arasında olduğu varsayıldı. Çalışmada, lazer ışın yayılımının matematiksel modeli geliştirilmiştir. Algılayıcı ve yayınlayıcı birimlerin optik sistem tasarımı ışın takibi (Ray Tracing) yazılımı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Lazer merkez dalga boyu ilgilenilen sıcaklık aralığında (0 – 70 C) ölçülmüştür. Tüm çalışma sıcaklıklarında lazer yayınım spektrumu dışında yer alan dalga boyuna ait arka plan ışığını engellemek amacıyla bant geçiren (bandpass) filtre tasarlanmıştır. Gürültü içerisinde gömülü eko sinyalinin tespiti için çeşitli sinyal işleme algoritmaları geliştirilmiştir. Son olarak, diyot lazer sürücü, yüksek hızlı algılayıcı yükselteç ve süre dijital dönüştürücü elektronik devre kartları tasarlanmıştır.

Özet (Çeviri)

In this study, we designed a Laser Proximity Sensor system that measures the distance by analyzing the echo signal reflected from object using time-of-flight principle. The sensor makes a direct-detection using a short-pulsed laser and is capable of detecting objects and measuring distances in a range between 0.5 m and 10 m far from the system.Reflectivities of objects are assumed to lie between 20% and 90% and obeying to Lambertian BSDF (Bi-Directional Scatter Distribution Function). A mathematical model for the laser propagation in the atmosphere was developed. Receiver and transmitter optical system design were performed using a ray tracing software(Zemax). Laser central wavelength was measured for the temperature region of interest (i.e. 0 – 70 C). A bandpass optical filter was designed to block the background light having a wavelength ranging outside of the laser's emission spectrum at its all operation temperatures. Various signal-processing algorithms were developed to extract the echo signal buried in noise. Finally, laser diode driver, high-speed receiver amplifier and time to digital converter circuit board were designed.

Benzer Tezler

  1. Ultra-low noise fiber laser systems and their applications

    Ultra-düşük gürültülü fiber lazer sistemleri ve uygulamaları

    İBRAHİM LEVENT BUDUNOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY

  2. Dental dijital tarayıcı sistemlerde farklı alçı renklerinin hassasiyet ve doğruluğa etkisi

    The impact of different plaster colors on precision and accuracy in dental digital scanner systems

    NAZLI GÜLEÇ

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Diş Hekimliğiİstanbul Üniversitesi

    Protetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZÜHTÜ HALUK KESKİN

  3. Kalite maliyetleri optimizasyonuna çok amaçlı karar verme yaklaşımı

    A Multiple decision making approach to quality cost optimization

    CENK CESUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1993

    Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. MEHMET TANYAŞ

  4. Psikofizyolojik ölçüm tabanlı beyin bilgisayar arayüz sistemlerinde performans artırmaya yönelik bir çalışma

    A study on performance increasing in psychophysiological measurement based brain-computer interface systems

    ERDEM ERKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKarabük Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET AKBABA

  5. Gemilerin manevra denklemlerinin bilgisayarla çözümü

    The Solutions of equations of ship manoeuvres by the computer

    EMİN KORKUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1990

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. A. İHSAN ALDOĞAN