ความปลอดภัยของดวงตาและความแม่นยำระยะไกล — Lumispot 0310F

1. ความปลอดภัยของดวงตา: ข้อได้เปรียบตามธรรมชาติของความยาวคลื่น 1535 นาโนเมตร

นวัตกรรมหลักของโมดูลวัดระยะเลเซอร์ LumiSpot 0310F คือการใช้เลเซอร์แก้วเออร์เบียมขนาด 1535 นาโนเมตร ความยาวคลื่นนี้อยู่ในมาตรฐานความปลอดภัยดวงตา Class 1 (IEC 60825-1) ซึ่งหมายความว่าแม้การสัมผัสกับลำแสงโดยตรงก็ไม่เป็นอันตรายต่อจอประสาทตา เลเซอร์ 1535 นาโนเมตร แตกต่างจากเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ 905 นาโนเมตรแบบเดิม (ซึ่งต้องมีการป้องกัน Class 3R) ไม่จำเป็นต้องใช้มาตรการความปลอดภัยเพิ่มเติมในการใช้งานสาธารณะ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงในการปฏิบัติงานได้อย่างมาก นอกจากนี้ ความยาวคลื่นนี้ยังแสดงการกระเจิงและการดูดกลืนแสงในชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่า โดยมีการทะลุทะลวงที่ดีขึ้นถึง 40% ในสภาวะแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น หมอก หมอกควัน ฝน และหิมะ ซึ่งเป็นรากฐานทางกายภาพที่แข็งแกร่งสำหรับการวัดระยะไกล

2. การพัฒนาระยะ 5 กม.: การออกแบบออปติกที่ประสานกันและการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน

เพื่อให้ได้ระยะการวัด 5 กม. โมดูล 0310F จึงผสานแนวทางทางเทคนิคหลัก 3 ประการเข้าด้วยกัน:

① การปล่อยพัลส์พลังงานสูง:

พลังงานพัลส์เดี่ยวเพิ่มขึ้นเป็น 10 มิลลิจูล ผสานกับประสิทธิภาพการแปลงสูงของเลเซอร์แก้วเออร์เบียม ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณสะท้อนกลับจะแรงในระยะไกล

② การควบคุมลำแสง:

ระบบเลนส์แอสเฟอริกจะบีบอัดการกระจายของลำแสงให้เหลือ ≤0.3 มิลลิเรเดียน เพื่อป้องกันการสูญเสียพลังงานจากการกระจายของลำแสง

③ ความไวในการรับสัญญาณที่ปรับให้เหมาะสม:

เครื่องตรวจจับ APD (avalanche photodiode) ที่จับคู่กับการออกแบบวงจรที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ ช่วยให้สามารถวัดเวลาบินได้อย่างแม่นยำ แม้ในสภาวะสัญญาณอ่อน (ด้วยความละเอียดสูงถึง 15ps)

ข้อมูลการทดสอบแสดงให้เห็นข้อผิดพลาดของช่วงภายใน ±1 ม. สำหรับเป้าหมายยานพาหนะขนาด 2.3 ม. × 2.3 ม. โดยมีอัตราความแม่นยำในการตรวจจับ ≥98%

3. อัลกอริทึมป้องกันการรบกวน: การลดสัญญาณรบกวนทั่วทั้งระบบจากฮาร์ดแวร์ไปยังซอฟต์แวร์

คุณสมบัติที่โดดเด่นอีกประการหนึ่งของ 0310F คือประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน:

① เทคโนโลยีการกรองแบบไดนามิก:

ระบบประมวลผลสัญญาณแบบเรียลไทม์ที่ใช้ FPGA ระบุและกรองแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนแบบไดนามิก เช่น ฝน หิมะ และนก โดยอัตโนมัติ

② อัลกอริทึมการหลอมรวมแบบมัลติพัลส์:

การวัดแต่ละครั้งจะปล่อยพัลส์พลังงานต่ำจำนวน 8,000–10,000 พัลส์ โดยมีการวิเคราะห์ทางสถิติเพื่อดึงข้อมูลผลตอบแทนที่ถูกต้อง และลดความสั่นไหวและสัญญาณรบกวนให้เหลือน้อยที่สุด

③ การปรับเกณฑ์แบบปรับตัว:

เกณฑ์การกระตุ้นสัญญาณจะถูกปรับแบบไดนามิกตามความเข้มของแสงโดยรอบเพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องตรวจจับรับน้ำหนักเกินจากเป้าหมายที่มีการสะท้อนแสงสูง เช่น กระจกหรือผนังสีขาว

นวัตกรรมเหล่านี้ทำให้โมดูลสามารถรักษาอัตราการจับข้อมูลที่ถูกต้องสูงกว่า 99% ในสภาวะที่มีทัศนวิสัยสูงสุด 10 กม.

4. ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง: ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้จากสภาวะที่หนาวเย็นไปจนถึงสภาวะที่ร้อนจัด

0310F ได้รับการออกแบบมาให้ทนต่ออุณหภูมิที่รุนแรงตั้งแต่ -40°C ถึง +70°C โดยมีระบบป้องกันสามชั้น:

① การควบคุมอุณหภูมิแบบซ้ำซ้อนสองทาง:

เครื่องทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) ทำงานร่วมกับครีบระบายความร้อนแบบพาสซีฟเพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการสตาร์ทเย็นอย่างรวดเร็ว (≤5 วินาที) และการทำงานที่เสถียรที่อุณหภูมิสูง

② ตัวเรือนบรรจุไนโตรเจนแบบปิดผนึกอย่างสมบูรณ์:

การป้องกันระดับ IP67 ร่วมกับการเติมไนโตรเจนช่วยป้องกันการควบแน่นและการเกิดออกซิเดชันในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง

③ การชดเชยความยาวคลื่นแบบไดนามิก:

การสอบเทียบแบบเรียลไทม์ช่วยชดเชยความคลาดเคลื่อนของความยาวคลื่นเลเซอร์อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ช่วยให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการวัดตลอดช่วงอุณหภูมิทั้งหมด

การทดสอบของบุคคลที่สามยืนยันว่าโมดูลสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องนานถึง 500 ชั่วโมงโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลงภายใต้สภาวะอากาศทะเลทรายสลับร้อน (70°C) และอากาศหนาวขั้วโลก (-40°C)

5. สถานการณ์การใช้งาน: การเปิดใช้งานการใช้งานข้ามภาคส่วนตั้งแต่กองทัพไปจนถึงภาคพลเรือน

ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพ SWaP (ขนาด น้ำหนัก และพลังงาน) — มีน้ำหนัก ≤145 กรัม และกินไฟ ≤2 วัตต์ — 0310F จึงถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายใน:

① ความปลอดภัยชายแดน:

รวมเข้ากับระบบตรวจสอบขอบเขตเพื่อติดตามเป้าหมายที่เคลื่อนไหวแบบเรียลไทม์ภายในระยะ 5 กม. โดยมีอัตราการแจ้งเตือนผิดพลาด ≤0.01%

② การทำแผนที่ด้วยโดรน:

ครอบคลุมรัศมี 5 กม. ต่อเที่ยวบิน มอบประสิทธิภาพมากกว่าระบบ RTK แบบดั้งเดิมถึง 5 เท่า

③ การตรวจสอบสายไฟ:

ผสานกับการจดจำภาพ AI เพื่อตรวจจับความเอียงของเสาส่งสัญญาณและความหนาของน้ำแข็งด้วยความแม่นยำระดับเซนติเมตร

6. แนวโน้มในอนาคต: วิวัฒนาการทางเทคนิคและการขยายระบบนิเวศ

LumiSpot วางแผนที่จะเปิดตัวโมดูลวัดระยะระยะ 10 กิโลเมตรภายในปี 2568 เพื่อเสริมสร้างความเป็นผู้นำทางเทคนิค ขณะเดียวกัน ด้วยการนำเสนอ API แบบเปิดสำหรับการผสานรวมเซ็นเซอร์หลายตัว (เช่น RTK และ IMU) LumiSpot มุ่งมั่นที่จะเสริมสร้างขีดความสามารถในการรับรู้พื้นฐานสำหรับการขับขี่อัตโนมัติและโครงสร้างพื้นฐานเมืองอัจฉริยะ จากการคาดการณ์ ตลาดการวัดระยะด้วยเลเซอร์ทั่วโลกคาดว่าจะมีมูลค่าเกิน 1.2 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2570 โดยโซลูชันเฉพาะของ LumiSpot อาจช่วยให้แบรนด์จีนครองส่วนแบ่งตลาดได้มากกว่า 30%

บทสรุป:

ความก้าวหน้าของ LumiSpot 0310F ไม่ได้อยู่แค่เพียงคุณสมบัติทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังอยู่ที่การตระหนักถึงความปลอดภัยของดวงตา ความแม่นยำในระยะไกล และความสามารถในการปรับตัวตามสภาพแวดล้อมได้อย่างสมดุล LumiSpot 0310F ได้สร้างมาตรฐานใหม่ให้กับอุตสาหกรรมการวัดระยะด้วยเลเซอร์ และช่วยผลักดันให้เกิดแรงผลักดันที่แข็งแกร่งในการแข่งขันระดับโลกของระบบนิเวศฮาร์ดแวร์อัจฉริยะ