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激光灭蚊器--终极大讨论!!!

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发表于 2015-8-2 10:21:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
激光灭蚊器,由前微软公司首席技术官内森·麦沃尔德及其团队研制,这种灭蚊激光器是抗击疟疾的一种方法。这个装置能识别出蚊子翅膀振动的声音,找到蚊子后,会发射出激光束把蚊子烧死。
http://video.sina.com.cn/p/tech/d/v/2010-02-22/104860486854.html?sudaref=video.sina.com.cn&ticket=ST-MjY3MjkzMDc2MQ==-1438481402-gz-2DDA5010DFAC2BD77C71B5DD12263325

在国内搜索了一下,看到果壳网上有人已经在讨论这个问题,也有人提出了一些方案和讨论
http://www.guokr.com/post/283712/
http://www.guokr.com/blog/442744/
http://www.guokr.com/article/74248/

能否有人利用树莓派,制作一个简单的激光灭蚊器,大家来玩一玩,呵呵


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发表于 2015-8-8 11:45:32 | 显示全部楼层
我是学光电的,上学期折腾了一学期的激光,但是不得不说,这个东西用树莓派不是这么容易做出来的

不知道楼主观察了上面的帖子时间没有,激光灭蚊器最早是2010年2月在TED上进行演示的。
果壳上讨论这个的时间在2012年。现在已经2015年,却没有任何音讯,所以,可想而知,其难度是相当大的。

讲讲我对这个问题的看法

首先第一,怎么找到蚊子?
这个装置能识别出蚊子翅膀振动的声音
这个说法太笼统,
如果只是识别翅膀震动的声音,那么如何判断其他昆虫翅膀的声音?一般来说用频率来判断声音,但蚊子翅膀震动频率是250到600hz,而人的发声频率为85到1100HZ,刚好重合,所以人声也有可能被识别为蚊子,到时候就有意思了。
如何排除外界环境的噪声?这个问题跟上面差不多,还是判断方法的问题。
如果有物体挡在蚊子前面怎么办?所以在这个问题上用图像处理的方法来说会更有效,但是,又一个问题,蚊子很小,用树莓派那摄像头完全不能满足需求,看个人脸还行,蚊子还是算了,而且由于是在空间中的捕捉,因此还得自动对焦,追迹,因此成像系统的成本就非常高。

第二个问题
找到蚊子后,会发射出激光束把蚊子烧死

这个想法是好的,但是忽略了太多细节问题。
选用什么激光器?功率太小根本不足以对蚊子造成损伤,就像小时候玩的激光电筒。理论上100-200mw的激光器已经能够用于雕刻木材的功能,虽然在淘宝上这种激光器卖的很便宜几十元,但是还是有一个问题没有解决,就是调焦的功能。YAG激光器和光纤激光器是现在主流的激光器,YAG主打大功率激光加工,主要用于金属切割,而且设备庞大,因此跟本方案无关;光纤激光器则比较小,功率也比较小,几十W还是能够达到的,比较便宜,几千元就能买到。

调焦的问题 调焦可能是光学系统最头疼的问题,特别是碰上了这个变焦距的应用场合。在一大块面积上,对于不同的位置,需要调节准直透镜和聚焦透镜之间的距离,让激光汇聚到那一点,能量聚集才能起到击中蚊子的作用。

激光方位的问题因为是在空间中击中蚊子,所以激光不可能固定不动,因此得对其位置进行调整,有两个主流方案:振镜和丝杆滑台。振镜价格和滑台价格都不便宜,考虑到击中蚊子的精度要求高,高精度的振镜和丝杆滑台都是成上千的价格。振镜对于方位改变速度快,不会惊动蚊子,但是缺点是由于其焦平面为球面,因此在击中蚊子有效焦深内,面积较小,更广面积下可能需要对于激光系统进行旋转。对于丝杆滑台,虽然精度高,但是移动的时间较长,而且可能会影响蚊子的行进轨迹,捕捉蚊子位置有困难。

蚊子距离的判断比较常用的是红外法判断(自动水龙头),但是距离有限,而且干扰因素大。还有就是激光判断,难,因为激光测距一遍用于静止物体(大物体)测量。蚊子太小了,有可能测得是背景物体距离而非蚊子距离。所以用超声波测距可以试一试,但是还是因为蚊子目标太小,因此环境噪声影响可能特别大。

总而言之,这个东西用激光来做真的是高射炮打蚊子,毕竟激光没有走进平民老百姓的生活,这个设计也费力不讨好。等激光技术有了新的突破,价格降下来了,各项技术完善了还有考虑的必要。
正如你说看到的,这个项目不是一个人一天两天能做完的,而且实用性太小,要克服的问题也太多。

我认为比较方便的方法是采购市面上的激光打标机(5000元左右)+成像系统+测距系统+激光旋转系统+树莓派总控制。整个系统绝对1万元以上···
然而紫外灭蚊灯只要89包邮!!

所以我还说这么多干甚·····

个人观点,欢迎探讨
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发表于 2015-8-6 15:00:55 | 显示全部楼层
期待大神们弄个出来一探究竟
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