Laseri kaugusmõõtur on muutunud üheks tänapäevase mõõtmise põhitehnoloogiaks tänu selle suure täpsusele, kiirele reageerimisele ja tugevale sekkumisvastasele võimele. Alates sõjalisest tutvumisest kuni tarbeelektroonikani, alates tööstusautomaatikast kuni autonoomse sõiduni, on see igal pool. Selles artiklis analüüsitakse sügavalt tööpõhimõtet, tehnilist klassifikatsiooni, põhikomponente, rakendusstsenaariume ja laservahemiku tulevasi arengusuundumusi ning annab teile selle võtmetehnoloogia kohta põhjaliku ülevaate.
1. Laserkauguse mõõtmise aluspõhimõtted
Laseri kaugusmõõturi põhifunktsioon on sihtobjekti ja mõõteinstrumendi vahelise kauguse täpne arvutamine läbi laservalguse levimise ja peegeldusprotsessi. Erinevate vahemaa mõõtmismeetodite kohaselt saab laserkauguse mõõtmise jagada järgmisteks põhimõtteks:
1. lennuaeg (TOF)
TOF -i põhimõte on üks klassikalisemaid meetodeid vahemaa mõõtmissüsteemis. See arvutab vahemaa, mõõtes laseri lennuaega emissioonilt sihtmärgile ja seejärel tagasi. Selle matemaatiline mudel on:
Vahemaa=valguse kiirus × aeg \/ 2
Näiteks saab TOF-süsteem hoone fassaadi skaneerimisel mõne sekundi jooksul kümnete tuhandete punktide kaugandmeid, et saavutada ülitäpne modelleerimine. Tänu oma laiale rakendusele (ulatudes mõnest meetrist kuni mõne kilomeetrini), on see eriti oluline stsenaariumides nagu droonide inspekteerimine, sõjaline tutvumine ja radarite kaardistamine.
2. faasi erinevus ulatusmeetod
See meetod sobib peamiselt keskmise ja lühikese vahemaa mõõtmiseks. Selle täpsus on tavaliselt kõrgem kui TOF ja sobib millimeetri tasemel kauguse mõõtmise nõuetele. Lasersignaal edastatakse pärast modulatsiooni ja vastuvõtva otsaga arvutab optilise tee erinevuse, võrreldes edastatud laine ja tagastatud laine faasierinevust ning lõpuks saab sihtvahemik. Kiire mõõtmiskiiruse ja suure täpsuse tõttu kasutatakse seda laialdaselt tööstuslikes positsioneerimissüsteemides ja nutika koduruumi modelleerimisel.
3. triangulatsiooni meetod
Seda meetodit kasutatakse peamiselt lühiajalise mõõtmise jaoks ja see tugineb geomeetrilise kolmnurga suhele, mis on moodustatud lasersaatja, vastuvõtja ja sihtpunkti vahel. Triangulatsiooni eeliseks on see, et selle eraldusvõime on kõrge, mis võib jõuda mikronide tasemeni ja sobib ülitäpseks tööstuslikuks tootmiseks, PCB kontrollimiseks ja robotite visuaalseks äratundmiseks.
2. Laser RangeFinderi põhikomponendid
Laservahemäeotsija jõudlus sõltub suuresti selle sisemiste moodulite koordineeritud tööst. Peamised moodulid on järgmised:
1. laseri emissioonimoodul
See moodul on Laser RangeFinderi süsteemi "valgusallikas" ja kasutab enamasti laserdioode 905NM või 1550NM ribas. Võrreldes 905NM -iga, ei toimi 1550 nm laser mitte ainult inimeste silmaohutuse osas, vaid ka tugevam tungimine, mis sobib kasutamiseks karmides keskkondades nagu tugev valgus, kõrge õhuniiskus ja kõrge tolm.
Laserid jagunevad kahte kategooriasse:
Impulsslaser: kasutatud TOF-süsteemis, suure energiaga lühikese impulsi väljundiga;
Pidev lainelaser: tavaliselt kasutatakse faasierinevussüsteemis, lihtne faasi modulatsioon ja demodulatsioon.
2. optiline süsteem
Edastuslääts keskendub laserkiirele ja vähendab lahknemisnurka;
Vastuvõtt lääts kogub süsteemi vastuvõtva tundlikkuse parandamiseks nii palju peegeldunud valgust;
Infrapunafiltrit kasutatakse hulkuva nähtava valguse ja päikesevalguse kaitseks, et parandada sekkumisvastast võimekust.
3. fotodetektor
APD-l on suured võimendused ja see sobib pikamaa mõõtmiseks;
SPAD-il on äärmiselt kõrge tundlikkus ja seda kasutatakse sageli ultrapikkuse distantsi kauguse mõõtmiseks või kauguse mõõtmiseks pimedas keskkonnas.
4. signaalitöötluse üksus
Kasutage lennuaja arvutamiseks suure jõudlusega TDC-d ja tehke koostööd DSP või FPGA-ga kiireks andmetöötluseks ja filtreerimiseks, kompensatsioonis ja muude algoritmides, et saavutada täpne reaalajas tagasiside.
5. abisüsteem
IMU kompenseerib kaugusmõõturi vibratsiooni põhjustatud vigu;
GPS\/RTK-d kasutatakse koos ülitäpse positsioneerimise saavutamiseks, näiteks tavaline uuringu- ja põllumajanduslikes droonides.
3. Laservahemiku rakenduse stsenaariumid
1. sõjaväe ja turvalisus
Taktikaliste toimingute korral kasutatakse laserkaugusfindereid laialdaselt nuusutamisel, sihtkontrollil, drooni luure- ja rakettide juhendamisel. Nad saavad integreerida ballistilisi arvutussüsteeme, et saavutada integreerimine "vahemiku aimsusega", parandades märkimisväärselt laskmise täpsust ja tõhusust.
2. Uurve ja GIS
Jaamad ja laserradar (LIDAR) mängivad võtmerolli linnaplaneerimises, miinide uuringutes, metsaressursside statistika ja muudes valdkondades. Lasersüsteem saab kiiresti genereerida topograafilisi kaarte ja kolmemõõtmelisi mudeleid ning laadida need GIS-i platvormi reaalajas üles otsuste tegemiseks.
3. tööstusautomaatika
Sellistes süsteemides nagu ülitäpselt montaažiliinid, robot visuaalne positsioneerimine ja lao logistika automaatsete juhendiga sõidukid (AGV), pakuvad laservahemiku tagatised dünaamilist positsioneerimist tuge. Näiteks kasutab suur tootmisettevõte lasersensoreid tootevigude jälgimiseks ja saagikuse suurendamiseks enam kui 98%-ni.
4. autonoomne juhtimine ja arukas transport
Autonoomsete sõidukite tajumissüsteemi põhikomponendina suudab laserradar realiseerida ümbritseva keskkonna reaalajas modelleerimist, dünaamilist sihtmärgi tuvastamist ja teede kavandamist. Kombineerituna kaamerate ja millimeetri laineradaritega moodustab see täismõõtmelise ohutuse tajumise süsteemi.
5. tarbeelektroonika ja sport
Laser -fookussüsteeme kasutatakse nutitelefonides laialdaselt pildistamiskiiruse ja täpsuse parandamiseks; Golfi kaugusfinderid aitavad mängijatel reaalajas haarata kaadrite kaugust; Pühkimisrobotid kasutavad lasernavigeerimist, et ehitada puhastustööde tõhusust.
4. tulevased arengusuundumused
1. Tahke oleku laserradar
Traditsiooniline laserradar tugineb mehaanilistele pöörlemisstruktuuridele. Tahkisradar saavutab kontaktivaba skaneerimise MEMS-i mikromirrillide, OPA optiliste etappide massiivide jms kaudu, mis parandab töökindlust ja vähendab kulusid. Eeldatakse, et seda kasutatakse laialdaselt autonoomses juhtimises ja robotites.
2. mitme sensori sulandumine
Laservahemiku süsteem on integreeritud infrapuna termilise pildistamise, kaamerate, millimeetri laineradarite jms abil, et parandada süsteemi tugevust. Öösel või äärmuslikes ilmastikutingimustes suudab termotuumasünteesi tajumissüsteem säilitada stabiilse väljundi.
3. intelligentsus ja AI töötlemine
AI algoritmide ja servade arvutustehnoloogia abil saavad laservahemiku andmed tuvastada objekte, jälgida dünaamilisi sihtmärke ja ennustada tee muutusi reaalajas. Näiteks ühendavad nutikates ladustamissüsteemides mehitamata sortimise saavutamiseks AI visuaalsed algoritmid.
4. miniaturiseerimine ja vähese energiatarbe kujundamine
Kippakendite ja ränifootonitehnoloogia arendamisel liiguvad laservahemikud suuruse suuruse poole ja neid saab laialdaselt kasutada kergete stseenide, näiteks AR -prillide, nutikate käekellade ja droonide poole.
5. Infrapunade termotuumasünteesi tehnoloogia aitab mõõta - Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd.
Mitme sensori termotuumasünteesi tehnoloogia kasvava küpsuse korral on infrapuna termiline pildistamine muutumas laserkauguse mõõtmise võimsaks toidulisandiks. Alates selle asutamisest 2013. aastal on Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd.Termiline pildistamise tuuma tehnoloogiajalaservahemütsijaja lahenduste rakendamine ning on pühendunud maailma juhtiva infrapuna intelligentse tajumise teenuse platvormi loomisele.
Riikliku kõrgtehnoloogiaettevõttena asub Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd. peakontor Hangzhous, Hiinas, teeninduspunktidega 27 linnas kogu maailmas ja 50 tarnekeskust pakuvad igasugust tehnilist tuge enam kui 200 keeles, mis hõlmab sõjaväekontrolli, tööstuskontrolli, metsatulekahjude ennetamise, piiriturkontrolli ja muud tööstust.
Selle peamist toodet, infrapuna termilist kujutist, saab sujuvalt integreerida laserkauguse mõõtmissüsteemiga, et suurendada sihttunnustamise ja kauguse mõõtmise süsteemi sekkumisvastast võimekust. Öösel või äärmiselt madalal nähtavuskeskkonnas võib Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd. Infrapunatehnoloogia aidata droonidel täpselt tuvastada takistusi ja tuvastada soojaallikaid ning seda kasutatakse laialdaselt metsatulekahju varajases hoiatuses, piiriturbe patrullides, nutikate linnaehituste ja muude väljade korral.
LisaksHangzhou Huirui Technology Co., Ltd.Pakub ka kohandatud teenuseid ja saab välja töötada eksklusiivsed moodulid vastavalt erinevate tööstusharude vajadustele, et aidata klientidel luua intelligentseid, tõhusaid ja ohutuid vahemikku ja tajumissüsteeme.
6. Järeldus
Intelligentsete tajumissüsteemide nurgakivina tungib laservahemiku tehnoloogia kiiresti kõigisse elualadesse. Tehisintellekti, servade arvutamise ja mitme sensori termotuumasünteesi tehnoloogiate ajendatud selle rakenduse piirid laienevad pidevalt. Alates ülitäpsest tööstuslikust tootmisest kuni autonoomse juhtimiseni isiklike tarbijaterminalideni, on laservahemiku tagatised suunatud "täpsuse ja luure" revolutsioonile. Sellised ettevõtted nagu Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd., kellel on infrapunatunde- ja globaalsed teenuse võimalused, mängivad selles ümberkujundamisel üha olulisemat rolli, võimaldades erinevatel tööstusharudel liikuda nutikama tuleviku poole.
