วิธีเลือกเป้าหมายการวัดตามการสะท้อนแสง

Laser Rangefinders, Lidars และอุปกรณ์อื่น ๆ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสมัยใหม่การสำรวจการขับขี่แบบอิสระและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของผู้บริโภค อย่างไรก็ตามผู้ใช้หลายคนสังเกตเห็นการเบี่ยงเบนการวัดที่สำคัญเมื่อทำงานในสนามโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อจัดการกับวัตถุที่มีสีหรือวัสดุที่แตกต่างกัน สาเหตุที่แท้จริงของข้อผิดพลาดนี้มักเกี่ยวข้องกับการสะท้อนแสงของเป้าหมายอย่างใกล้ชิด บทความนี้จะเจาะลึกถึงผลกระทบของการสะท้อนแสงในการวัดระยะทางและให้กลยุทธ์การปฏิบัติสำหรับการเลือกเป้าหมาย

1. การสะท้อนแสงคืออะไรและทำไมมันส่งผลกระทบต่อการวัดระยะทาง?

การสะท้อนกลับหมายถึงความสามารถของพื้นผิวเพื่อสะท้อนแสงของเหตุการณ์โดยทั่วไปจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ (เช่นผนังสีขาวมีการสะท้อนแสงประมาณ 80%ในขณะที่ยางสีดำมีเพียง 5%) อุปกรณ์วัดเลเซอร์กำหนดระยะทางโดยการคำนวณความแตกต่างของเวลาระหว่างแสงที่ปล่อยออกมาและแสงสะท้อน (โดยใช้หลักการเวลาบิน) หากการสะท้อนแสงของเป้าหมายต่ำเกินไปก็สามารถนำไปสู่:

- ความแรงของสัญญาณที่อ่อนแอ: หากแสงสะท้อนอ่อนแอเกินไปอุปกรณ์ไม่สามารถจับสัญญาณที่ถูกต้องได้

- ข้อผิดพลาดในการวัดที่เพิ่มขึ้น: ด้วยสัญญาณรบกวนที่สูงขึ้นความแม่นยำจะลดลง

- ช่วงการวัดที่สั้นลง: ระยะทางที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสามารถลดลงได้มากกว่า 50%

2. การจำแนกประเภทการไตร่ตรองและกลยุทธ์การเลือกเป้าหมาย

ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุทั่วไปเป้าหมายสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทต่อไปนี้:

①เป้าหมายการสะท้อนแสงสูง (> 50%)

- วัสดุทั่วไป: พื้นผิวโลหะขัด, กระจก, เซรามิกสีขาว, คอนกรีตสีอ่อน

-ข้อดี: การกลับมาของสัญญาณที่แข็งแกร่งเหมาะสำหรับการวัดระยะยาว (มากกว่า 500m) ความแม่นยำสูง

- สถานการณ์แอปพลิเคชัน: การสำรวจอาคาร, การตรวจสอบสายไฟ, การสแกนภูมิประเทศโดรน

- หมายเหตุ: หลีกเลี่ยงพื้นผิวกระจกที่สามารถนำไปสู่การสะท้อนแสงแบบ specular (ซึ่งอาจทำให้เกิดการจัดแนวตรง)

②เป้าหมายการสะท้อนแสงขนาดกลาง (20%-50%)

- วัสดุทั่วไป: ไม้, ถนนแอสฟัลต์, ผนังอิฐมืด, พืชสีเขียว

- การตอบโต้:

ลดระยะการวัด (แนะนำ <200m)

เปิดใช้งานโหมดความไวสูงของอุปกรณ์

ชอบพื้นผิวด้าน (เช่นวัสดุที่มีน้ำค้างแข็ง)

③เป้าหมายการสะท้อนแสงต่ำ (<20%)

- วัสดุทั่วไป: ยางสีดำ, กองถ่านหิน, ผ้าสีเข้ม, แหล่งน้ำ

- ความเสี่ยง: สัญญาณอาจหายไปหรือประสบกับข้อผิดพลาดในการกระโดด

- โซลูชั่น:

ใช้เป้าหมายสะท้อนย้อนยุค (บอร์ดสะท้อนแสง)

ปรับมุมอุบัติการณ์เลเซอร์ให้ต่ำกว่า 45 ° (เพื่อเพิ่มการสะท้อนแบบกระจาย)

เลือกอุปกรณ์ที่ทำงานที่ความยาวคลื่น 905nm หรือ 1550nm (เพื่อการเจาะที่ดีกว่า)

3. กลยุทธ์สถานการณ์พิเศษ

①การวัดเป้าหมายแบบไดนามิก (เช่นยานพาหนะเคลื่อนที่):

- จัดลำดับความสำคัญของแผ่นป้ายทะเบียนรถ (พื้นที่สะท้อนแสงสูง) หรือรถสีอ่อน

- ใช้เทคโนโลยีการจดจำเสียงสะท้อนหลายอย่าง (เพื่อกรองการรบกวนจากฝนและหมอก)

②การรักษาพื้นผิวที่ซับซ้อน:

- สำหรับโลหะสีเข้มใช้การเคลือบด้าน (ซึ่งสามารถปรับปรุงการสะท้อนกลับเป็น 30%)

- ติดตั้งตัวกรองโพลาไรซ์ที่ด้านหน้าของผนังม่านแก้ว (เพื่อยับยั้งการสะท้อนแบบพิเศษ)

③การชดเชยการรบกวนด้านสิ่งแวดล้อม:

- เปิดใช้งานอัลกอริทึมการปราบปรามแสงพื้นหลังในสภาพแสงสว่าง

- ในสายฝนหรือหิมะให้ใช้เทคโนโลยีการปรับช่วงเวลาชีพจร (PIM)

4. แนวทางการปรับค่าพารามิเตอร์อุปกรณ์

- การปรับพลังงาน: เพิ่มกำลังเลเซอร์สำหรับเป้าหมายการสะท้อนแสงต่ำ (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสอดคล้องกับขีด จำกัด ด้านความปลอดภัยของดวงตา)

- รับรูรับแสง: เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ที่ได้รับ (สำหรับทุกการเพิ่มขึ้นทุกครั้งสัญญาณจะเพิ่มขึ้นสี่เท่า)

- การตั้งค่าเกณฑ์: ปรับเกณฑ์ทริกเกอร์สัญญาณแบบไดนามิก (เพื่อหลีกเลี่ยงการทริกเกอร์เท็จเนื่องจากเสียงรบกวน)

5. แนวโน้มในอนาคต: เทคโนโลยีการชดเชยการสะท้อนแสงอัจฉริยะ

ระบบการวัดระยะทางรุ่นต่อไปกำลังเริ่มรวม:

- Adaptive Gain Control (AGC): การปรับเวลาเรียลไทม์ของความไวของเครื่องตรวจจับแสง

- อัลกอริทึมการจดจำวัสดุ AI: การจับคู่ประเภทวัสดุโดยใช้คุณสมบัติรูปคลื่นเสียงสะท้อน

- Multispectral Fusion: การรวมข้อมูลแสงและอินฟราเรดที่มองเห็นได้สำหรับการตัดสินที่ครอบคลุมมากขึ้น

บทสรุป

การเรียนรู้ลักษณะของการสะท้อนแสงเป็นทักษะหลักในการปรับปรุงความแม่นยำในการวัด โดยการเลือกเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์และการกำหนดค่าอุปกรณ์อย่างถูกต้องแม้ในสถานการณ์การสะท้อนแสงต่ำพิเศษ (ต่ำกว่า 10%) ความแม่นยำในการวัดระดับมิลลิเมตรสามารถทำได้ เมื่อเทคโนโลยีการชดเชยอัจฉริยะพัฒนาระบบการวัดในอนาคตจะปรับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนมากขึ้นให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตามการทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานของการสะท้อนแสงจะเป็นทักษะที่จำเป็นสำหรับวิศวกรเสมอ