Laser Rangefinder telah menjadi salah satu teknologi inti di bidang pengukuran modern karena presisi yang tinggi, respons cepat dan kemampuan anti-interferensi yang kuat. Dari pengintaian militer hingga elektronik konsumen, dari otomatisasi industri hingga mengemudi otonom, ada di mana -mana. Artikel ini akan sangat menganalisis prinsip kerja, klasifikasi teknis, komponen inti, skenario aplikasi dan tren pengembangan laser pengintai di masa depan, dan memberi Anda pemahaman yang komprehensif tentang teknologi utama ini.
1. Prinsip -prinsip dasar pengukuran jarak laser
Fungsi dasar pengintai laser adalah untuk secara akurat menghitung jarak antara objek target dan instrumen pengukuran melalui proses perambatan dan refleksi cahaya laser. Menurut metode pengukuran jarak yang berbeda, pengukuran jarak laser dapat dibagi menjadi tiga prinsip berikut:
1. Waktu Penerbangan (TOF)
Prinsip TOF adalah salah satu metode paling klasik dalam sistem pengukuran jarak. Ini menghitung jarak dengan mengukur waktu penerbangan laser dari emisi ke target dan kemudian kembali. Model matematikanya adalah:
Jarak=kecepatan cahaya × waktu \/ 2
Misalnya, dalam pemindaian fasad bangunan, sistem TOF dapat memperoleh data jarak puluhan ribu poin dalam beberapa detik untuk mencapai pemodelan presisi tinggi. Karena berbagai aplikasi (mulai dari beberapa meter hingga beberapa kilometer), ini sangat penting dalam skenario seperti inspeksi drone, pengintaian militer, dan pemetaan radar.
2. Metode Ranging Perbedaan Fase
Metode ini terutama cocok untuk pengukuran jarak menengah dan pendek. Akurasinya biasanya lebih tinggi dari TOF dan cocok untuk persyaratan pengukuran jarak tingkat milimeter. Sinyal laser ditransmisikan setelah modulasi, dan ujung penerima menghitung perbedaan jalur optik dengan membandingkan perbedaan fase antara gelombang yang ditransmisikan dan gelombang yang dikembalikan, dan akhirnya memperoleh jarak target. Karena kecepatan pengukurannya yang cepat dan akurasi tinggi, ini banyak digunakan dalam sistem penentuan posisi industri dan pemodelan ruang rumah pintar.
3. Metode Triangulasi
Metode ini terutama digunakan untuk pengukuran jarak pendek dan bergantung pada hubungan segitiga geometris yang terbentuk antara pemancar laser, penerima dan titik target. Keuntungan dari triangulasi adalah bahwa resolusi rentangnya tinggi, yang dapat mencapai tingkat mikron, dan cocok untuk manufaktur industri presisi tinggi, inspeksi PCB dan pengenalan visual robot.
2. Komponen inti pengintai laser
Kinerja pengintai laser sangat tergantung pada pekerjaan terkoordinasi dari modul internalnya. Modul utamanya adalah sebagai berikut:
1. Modul emisi laser
Modul ini adalah "sumber cahaya" dari sistem pengintai laser, dan sebagian besar menggunakan dioda laser di pita 905nm atau 1550nm. Dibandingkan dengan 905nm, laser 1550nm tidak hanya berkinerja lebih baik dalam hal keamanan mata manusia, tetapi juga memiliki penetrasi yang lebih kuat, cocok untuk digunakan di lingkungan yang keras seperti cahaya yang kuat, kelembaban tinggi, dan debu tinggi.
Laser dibagi menjadi dua kategori:
Laser pulsa: digunakan dalam sistem TOF, dengan output pulsa pendek berenergi tinggi;
Laser gelombang kontinu: umumnya digunakan dalam sistem perbedaan fase, modulasi fase mudah dan demodulasi.
2. Sistem Optik
Lensa transmisi memfokuskan sinar laser dan mengurangi sudut divergensi;
Lensa penerima mengumpulkan cahaya sebanyak mungkin untuk meningkatkan sensitivitas penerima sistem;
Filter inframerah digunakan untuk melindungi cahaya tampak terang dan sinar matahari untuk meningkatkan kemampuan anti-interferensi.
3. Photodetector
APD memiliki karakteristik keuntungan tinggi dan cocok untuk pengukuran jarak jauh;
SPAD memiliki sensitivitas yang sangat tinggi dan sering digunakan untuk pengukuran jarak ultra-panjang atau pengukuran jarak di lingkungan gelap.
4. Unit Pemrosesan Sinyal
Gunakan TDC berkinerja tinggi untuk menghitung waktu penerbangan, dan bekerja sama dengan DSP atau FPGA untuk pemrosesan dan penyaringan data berkecepatan tinggi, kompensasi dan algoritma lainnya untuk mencapai umpan balik real-time yang akurat.
5. Sistem tambahan
IMU mengkompensasi kesalahan yang disebabkan oleh getaran pengintai;
GPS\/RTK digunakan dalam kombinasi untuk mencapai posisi presisi tinggi, seperti umum dalam survei dan drone pertanian.
3. Skenario Aplikasi Laser Rangefinders
1. Militer dan Keamanan
Dalam operasi taktis, laser rangefinders banyak digunakan dalam sniping, penguncian target, pengintaian drone dan panduan rudal. Mereka dapat mengintegrasikan sistem perhitungan balistik untuk mencapai integrasi "penembakan berkisar", sangat meningkatkan akurasi dan efisiensi penembakan.
2. Survei dan GIS
Total stasiun dan radar laser (LIDAR) memainkan peran kunci dalam perencanaan kota, survei tambang, statistik sumber daya hutan dan bidang lainnya. Sistem laser dapat dengan cepat menghasilkan peta topografi dan model tiga dimensi, dan mengunggahnya ke platform GIS secara real time untuk analisis pengambilan keputusan.
3. Otomatisasi Industri
Dalam sistem seperti jalur perakitan presisi tinggi, penentuan posisi visual robot, dan kendaraan panduan otomatis logistik gudang (AGVS), pengunjung laser memberikan dukungan penentuan posisi yang dinamis. Misalnya, perusahaan manufaktur besar menggunakan sensor laser untuk memantau kesalahan produk dan meningkatkan laju hasil menjadi lebih dari 98%.
4. Mengemudi otonom dan transportasi cerdas
Sebagai komponen inti dari sistem persepsi kendaraan otonom, radar laser dapat mewujudkan pemodelan real-time dari lingkungan sekitarnya, deteksi target dinamis dan perencanaan jalur. Dikombinasikan dengan kamera dan radar gelombang milimeter, ia membentuk sistem persepsi keselamatan dimensi penuh.
5. Elektronik dan Olahraga Konsumen
Sistem fokus laser banyak digunakan dalam smartphone untuk meningkatkan kecepatan dan akurasi pemotretan; Golf Rangefinders membantu pemain memahami jarak tembakan secara real time; Robot menyapu menggunakan navigasi laser untuk membangun peta presisi tinggi untuk meningkatkan efisiensi pembersihan.
4. Tren Pengembangan Masa Depan
1. Radar laser solid-state
Radar laser tradisional bergantung pada struktur rotasi mekanis. Radar solid-state mencapai pemindaian tanpa kontak melalui micromirrors MEMS, array bertahap optik OPA, dll., Yang meningkatkan keandalan dan mengurangi biaya. Diharapkan akan banyak digunakan dalam mengemudi otonom dan robot.
2. Fusion multi-sensor
Sistem rentang laser diintegrasikan dengan pencitraan termal inframerah, kamera, radar gelombang milimeter, dll. Untuk meningkatkan ketahanan sistem. Pada malam hari atau dalam kondisi cuaca ekstrem, sistem persepsi fusi dapat mempertahankan output yang stabil.
3. Kecerdasan dan pemrosesan AI
Dengan bantuan algoritma AI dan teknologi komputasi tepi, data rentang laser dapat mengidentifikasi objek, melacak target dinamis, dan memprediksi perubahan jalur secara real time. Misalnya, dalam pergudangan pintar, sistem navigasi laser menggabungkan algoritma visual AI untuk mencapai penyortiran tak berawak.
4. Miniaturisasi dan desain berdaya rendah
Dengan pengembangan pengemasan chip dan teknologi fotonik silikon, modul laser mulai bergerak menuju ukuran "ukuran kuku", dan dapat banyak digunakan dalam adegan ringan seperti kacamata AR, jam tangan pintar, dan drone di masa depan.
5. Teknologi Fusi Inframerah membantu pengukuran jarak - Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd.
Dengan meningkatnya kedewasaan teknologi fusi multi-sensor, pencitraan termal inframerah menjadi suplemen yang kuat untuk pengukuran jarak laser. Sejak didirikan pada tahun 2013, Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd. telah berfokus pada pengembangan inframerahTeknologi Inti Pencitraan TermalDanLaser Rangefinderdan implementasi solusi, dan berkomitmen untuk membangun platform layanan persepsi cerdas inframerah yang terkemuka di dunia.
Sebagai perusahaan berteknologi tinggi nasional, Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd. berkantor pusat di Hangzhou, Cina, dengan outlet layanan di 27 kota di seluruh dunia, dan 50 pusat pengiriman memberikan dukungan teknis segala cuaca dalam lebih dari 200 bahasa, yang mencakup industri militer, otomatisasi industri, inspeksi listrik, pencegahan pemadam kebakaran hutan, pemadam kebakaran hutan dan perbatasan lain dan perbatasan lainnya.
Produk utamanya, Infrared Thermal Imager, dapat diintegrasikan dengan mulus dengan sistem pengukuran jarak laser untuk meningkatkan kemampuan anti-interferensi dari pengenalan target dan sistem pengukuran jarak. Di malam hari atau di lingkungan visibilitas yang sangat rendah, teknologi inframerah Hangzhou Huirui Co., Ltd.'s Infrared Technology dapat membantu drone secara akurat mengidentifikasi hambatan dan mendeteksi sumber panas, dan banyak digunakan dalam peringatan awal kebakaran hutan, patroli keamanan perbatasan, konstruksi kota pintar dan bidang lainnya.
Selain itu,Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd.Juga menyediakan layanan yang disesuaikan dan dapat mengembangkan modul eksklusif sesuai dengan kebutuhan berbagai industri untuk membantu pelanggan membangun sistem yang cerdas, efisien dan aman dan aman.
6. Kesimpulan
Sebagai landasan sistem persepsi cerdas, teknologi pengkhianatan laser dengan cepat menembus ke semua lapisan masyarakat. Didorong oleh kecerdasan buatan, komputasi tepi dan teknologi fusi multi-sensor, batas-batas aplikasinya terus berkembang. Dari manufaktur industri presisi tinggi hingga mengemudi otonom ke terminal konsumen pribadi, laser rangefinders memimpin revolusi dalam "presisi dan kecerdasan". Perusahaan seperti Hangzhou Huirui Technology Co., Ltd., yang memiliki kemampuan penginderaan inframerah dan layanan global, akan memainkan peran yang semakin penting dalam transformasi ini, memungkinkan berbagai industri untuk bergerak menuju masa depan yang lebih cerdas.
