ความปลอดภัยของดวงตาและความแม่นยำในระยะไกล — Lumispot 0310F

1. ความปลอดภัยของดวงตา: ข้อดีโดยธรรมชาติของความยาวคลื่น 1535 นาโนเมตร

นวัตกรรมหลักของโมดูลเลเซอร์วัดระยะ LumiSpot 0310F อยู่ที่การใช้เลเซอร์แก้วเออร์เบียม 1535 นาโนเมตร ความยาวคลื่นนี้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานความปลอดภัยต่อดวงตา Class 1 (IEC 60825-1) หมายความว่าแม้การสัมผัสกับลำแสงโดยตรงก็ไม่เป็นอันตรายต่อจอประสาทตา แตกต่างจากเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ 905 นาโนเมตรแบบดั้งเดิม (ซึ่งต้องใช้การป้องกัน Class 3R) เลเซอร์ 1535 นาโนเมตรไม่จำเป็นต้องมีมาตรการความปลอดภัยเพิ่มเติมในสถานการณ์การใช้งานในที่สาธารณะ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงในการปฏิบัติงานได้อย่างมาก นอกจากนี้ ความยาวคลื่นนี้ยังมีการกระเจิงและการดูดซับในชั้นบรรยากาศต่ำกว่า และสามารถทะลุทะลวงได้ดีขึ้นถึง 40% ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น หมอก ควัน ฝน และหิมะ ซึ่งเป็นพื้นฐานทางกายภาพที่มั่นคงสำหรับการวัดระยะไกล

ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในระยะ 2.5 กิโลเมตร: การออกแบบทางแสงที่ประสานงานกันและการเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงาน

เพื่อให้ได้ระยะการวัด 5 กิโลเมตร โมดูล 0310F จึงผสานรวมวิธีการทางเทคนิคที่สำคัญสามประการดังนี้:

① การปล่อยพัลส์พลังงานสูง:

พลังงานพัลส์เดี่ยวเพิ่มขึ้นเป็น 10 มิลลิจูล เมื่อรวมกับประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงของเลเซอร์แก้วเออร์เบียม ทำให้มั่นใจได้ว่าจะมีสัญญาณสะท้อนกลับที่แรงในระยะทางไกล

② การควบคุมลำแสง:

ระบบเลนส์แอสเฟอริกช่วยลดการเบี่ยงเบนของลำแสงให้เหลือ ≤0.3 มิลลิเรเดียน ป้องกันการสูญเสียพลังงานจากการกระจายตัวของลำแสง

③ ความไวในการรับสัญญาณที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม:

ตัวตรวจจับ APD (avalanche photodiode) เมื่อจับคู่กับวงจรที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ จะช่วยให้สามารถวัดเวลาในการเดินทางของอนุภาคได้อย่างแม่นยำ แม้ในสภาวะสัญญาณอ่อน (ด้วยความละเอียดสูงถึง 15 พิโควินาที)

ข้อมูลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าค่าความคลาดเคลื่อนของระยะทางอยู่ในช่วง ±1 เมตร สำหรับเป้าหมายที่เป็นยานพาหนะขนาด 2.3 เมตร × 2.3 เมตร โดยมีอัตราความแม่นยำในการตรวจจับ ≥98%

3. อัลกอริทึมป้องกันการรบกวน: การลดสัญญาณรบกวนทั่วทั้งระบบ ตั้งแต่ฮาร์ดแวร์ไปจนถึงซอฟต์แวร์

อีกหนึ่งคุณสมบัติที่โดดเด่นของ 0310F คือประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน:

① เทคโนโลยีการกรองแบบไดนามิก:

ระบบประมวลผลสัญญาณแบบเรียลไทม์ที่ใช้ FPGA จะระบุและกรองแหล่งรบกวนแบบไดนามิกโดยอัตโนมัติ เช่น ฝน หิมะ และนก

② อัลกอริทึมการรวมพัลส์หลายตัว:

การวัดแต่ละครั้งจะปล่อยพัลส์พลังงานต่ำจำนวน 8,000–10,000 พัลส์ โดยใช้การวิเคราะห์ทางสถิติเพื่อดึงข้อมูลการตอบกลับที่ถูกต้อง และลดการสั่นไหวและสัญญาณรบกวนให้น้อยที่สุด

③ การปรับค่าเกณฑ์อัตโนมัติ:

เกณฑ์การกระตุ้นสัญญาณจะถูกปรับแบบไดนามิกตามความเข้มของแสงโดยรอบ เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวตรวจจับทำงานเกินกำลังจากเป้าหมายที่มีการสะท้อนแสงสูง เช่น กระจกหรือผนังสีขาว

นวัตกรรมเหล่านี้ทำให้โมดูลสามารถรักษาอัตราการบันทึกข้อมูลที่ถูกต้องได้สูงกว่า 99% ในสภาวะที่มีทัศนวิสัยสูงสุดถึง 10 กิโลเมตร

4. ความสามารถในการปรับตัวในสภาพแวดล้อมสุดขั้ว: ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ตั้งแต่อุณหภูมิเยือกแข็งจนถึงอุณหภูมิสูง

รุ่น 0310F ได้รับการออกแบบให้ทนทานต่ออุณหภูมิที่รุนแรง ตั้งแต่ -40°C ถึง +70°C ด้วยระบบป้องกันสามชั้น:

① ระบบควบคุมอุณหภูมิแบบสำรองคู่:

ระบบระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) ทำงานร่วมกับครีบระบายความร้อนแบบพาสซีฟ เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการสตาร์ทเครื่องในสภาพอากาศเย็นได้อย่างรวดเร็ว (≤5 วินาที) และการทำงานที่เสถียรในอุณหภูมิสูง

② ตัวเรือนปิดสนิทบรรจุไนโตรเจน:

การป้องกันระดับ IP67 ผสานกับการเติมไนโตรเจนช่วยป้องกันการควบแน่นและการเกิดออกซิเดชันในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง

③ การชดเชยความยาวคลื่นแบบไดนามิก:

การปรับเทียบแบบเรียลไทม์จะชดเชยการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นของเลเซอร์อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ทำให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำในการวัดตลอดช่วงอุณหภูมิทั้งหมด

ผลการทดสอบจากหน่วยงานภายนอกยืนยันว่าโมดูลสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 500 ชั่วโมงโดยไม่เกิดการลดประสิทธิภาพภายใต้สภาวะความร้อนสลับเย็นในทะเลทราย (70°C) และความเย็นจัดในแถบขั้วโลก (-40°C)

5. ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งาน: การเปิดใช้งานการใช้งานข้ามภาคส่วน ตั้งแต่ด้านการทหารไปจนถึงพลเรือน

ด้วยการออกแบบให้มีขนาด น้ำหนัก และกำลังไฟที่เหมาะสม (SWaP: Size, Weight, and Power) — น้ำหนักไม่เกิน 145 กรัม และใช้พลังงานไม่เกิน 2 วัตต์ — ทำให้ 0310F มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ ดังนี้:

① การรักษาความปลอดภัยชายแดน:

บูรณาการเข้ากับระบบตรวจสอบรอบพื้นที่เพื่อติดตามเป้าหมายเคลื่อนที่แบบเรียลไทม์ภายในระยะ 5 กิโลเมตร โดยมีอัตราการแจ้งเตือนผิดพลาด ≤0.01%

② การทำแผนที่ด้วยโดรน:

ครอบคลุมรัศมี 5 กิโลเมตรต่อเที่ยวบิน ให้ประสิทธิภาพมากกว่าระบบ RTK แบบดั้งเดิมถึง 5 เท่า

③ การตรวจสอบสายส่งไฟฟ้า:

ผสานรวมกับเทคโนโลยีการจดจำภาพด้วย AI เพื่อตรวจจับการเอียงของเสาส่งสัญญาณและความหนาของน้ำแข็งด้วยความแม่นยำระดับเซนติเมตร

6. แนวโน้มในอนาคต: วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีและการขยายตัวของระบบนิเวศ

LumiSpot วางแผนที่จะเปิดตัวโมดูลวัดระยะทางระดับ 10 กิโลเมตรภายในปี 2025 ซึ่งจะช่วยเสริมสร้างความเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีของบริษัทให้แข็งแกร่งยิ่งขึ้น ในขณะเดียวกัน ด้วยการรองรับ API แบบเปิดสำหรับการรวมข้อมูลจากหลายเซ็นเซอร์ (เช่น RTK, IMU) LumiSpot มีเป้าหมายที่จะเสริมสร้างขีดความสามารถด้านการรับรู้พื้นฐานสำหรับการขับขี่อัตโนมัติและโครงสร้างพื้นฐานของเมืองอัจฉริยะ จากการคาดการณ์ ตลาดเครื่องวัดระยะทางด้วยเลเซอร์ทั่วโลกคาดว่าจะมียอดขายเกิน 12 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2027 โดยโซลูชันเฉพาะของ LumiSpot อาจช่วยให้แบรนด์จีนครองส่วนแบ่งการตลาดได้มากกว่า 30%

บทสรุป:

จุดเด่นของ LumiSpot 0310F ไม่ได้อยู่ที่คุณสมบัติทางเทคนิคเพียงอย่างเดียว แต่ยังอยู่ที่การผสมผสานอย่างลงตัวระหว่างความปลอดภัยต่อดวงตา ความแม่นยำในระยะไกล และความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อม มันสร้างมาตรฐานใหม่ให้กับอุตสาหกรรมเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ และเสริมสร้างศักยภาพในการแข่งขันระดับโลกของระบบนิเวศฮาร์ดแวร์อัจฉริยะ