01 บทนำ
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จากการเกิดขึ้นของแพลตฟอร์มการต่อสู้ไร้คนขับ โดรน และอุปกรณ์พกพาสำหรับทหารแต่ละนาย เครื่องวัดระยะเลเซอร์แบบพกพาขนาดเล็กจึงมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวาง เทคโนโลยีการวัดระยะด้วยเลเซอร์แก้วเออร์เบียมที่มีความยาวคลื่น 1535 นาโนเมตรกำลังได้รับการพัฒนาให้ทันสมัยมากขึ้น เทคโนโลยีนี้มีข้อดีคือปลอดภัยต่อดวงตา ความสามารถในการทะลุผ่านควันได้ดี และมีระยะไกล และเป็นทิศทางสำคัญของการพัฒนาเทคโนโลยีการวัดระยะด้วยเลเซอร์
02 การแนะนำผลิตภัณฑ์
เครื่องวัดระยะเลเซอร์ LSP-LRS-0310 F-04 เป็นเครื่องวัดระยะเลเซอร์ที่พัฒนาขึ้นจากเลเซอร์แก้ว Er 1535 นาโนเมตรที่ Lumispot พัฒนาขึ้นเอง เครื่องวัดระยะนี้ใช้การวัดระยะแบบ TOF (Single Pulse Time-of-Flight) ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ และประสิทธิภาพการวัดระยะนั้นยอดเยี่ยมสำหรับเป้าหมายประเภทต่างๆ โดยระยะการวัดสำหรับอาคารสามารถไปถึง 5 กิโลเมตรได้อย่างง่ายดาย และแม้แต่สำหรับรถที่เคลื่อนที่เร็ว เครื่องวัดระยะยังสามารถวัดระยะได้อย่างเสถียรที่ 3.5 กิโลเมตร ในสถานการณ์การใช้งาน เช่น การติดตามบุคลากร ระยะการวัดสำหรับผู้คนจะมากกว่า 2 กิโลเมตร ทำให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำและลักษณะข้อมูลแบบเรียลไทม์ เครื่องวัดระยะเลเซอร์ LSP-LRS-0310F-04 รองรับการสื่อสารกับคอมพิวเตอร์โฮสต์ผ่านพอร์ตซีเรียล RS422 (มีบริการปรับแต่งพอร์ตซีเรียล TTL ด้วย) ทำให้การส่งข้อมูลสะดวกและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
รูปที่ 1 แผนภาพผลิตภัณฑ์เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ LSP-LRS-0310 F-04 และการเปรียบเทียบขนาดเหรียญหนึ่งหยวน
03 คุณสมบัติผลิตภัณฑ์
* การออกแบบแบบบูรณาการการขยายคาน: การบูรณาการที่มีประสิทธิภาพและการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น
การออกแบบการขยายลำแสงแบบบูรณาการช่วยให้ประสานงานได้อย่างแม่นยำและทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างส่วนประกอบต่างๆ แหล่งปั๊ม LD ให้พลังงานป้อนเข้าที่เสถียรและมีประสิทธิภาพสำหรับตัวกลางเลเซอร์ คอลลิเมเตอร์แกนเร็วและกระจกโฟกัสควบคุมรูปร่างลำแสงได้อย่างแม่นยำ โมดูลเกนขยายพลังงานเลเซอร์เพิ่มเติม และตัวขยายลำแสงขยายเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดมุมเบี่ยงเบนของลำแสง และปรับปรุงทิศทางและระยะการส่งสัญญาณของลำแสง โมดูลการสุ่มตัวอย่างแบบออปติกตรวจสอบประสิทธิภาพของเลเซอร์แบบเรียลไทม์เพื่อให้แน่ใจว่าเอาต์พุตมีเสถียรภาพและเชื่อถือได้ ในเวลาเดียวกัน การออกแบบแบบปิดผนึกยังเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ขยายอายุการใช้งานของเลเซอร์ และลดต้นทุนการบำรุงรักษา
รูปที่ 2 ภาพจริงของเลเซอร์แก้วเออร์เบียม
* โหมดการวัดระยะทางแบบสลับส่วน: การวัดที่แม่นยำเพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการวัดระยะทาง
วิธีการวัดระยะแบบแบ่งส่วนใช้การวัดที่แม่นยำเป็นแกนหลัก โดยการปรับปรุงการออกแบบเส้นทางแสงและอัลกอริทึมการประมวลผลสัญญาณขั้นสูง ร่วมกับเอาต์พุตพลังงานสูงและลักษณะพัลส์ยาวของเลเซอร์ ทำให้สามารถทะลุการรบกวนในชั้นบรรยากาศได้สำเร็จ และรับรองความเสถียรและความแม่นยำของผลการวัด เทคโนโลยีนี้ใช้กลยุทธ์การวัดระยะความถี่ซ้ำสูงเพื่อปล่อยพัลส์เลเซอร์หลายพัลส์อย่างต่อเนื่อง และสะสมและประมวลผลสัญญาณสะท้อน ทำให้สามารถปราบปรามสัญญาณรบกวนและสัญญาณรบกวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนอย่างมีนัยสำคัญ และบรรลุการวัดระยะทางเป้าหมายที่แม่นยำ แม้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนหรือเมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย วิธีการวัดระยะแบบแบ่งส่วนยังสามารถรับรองความแม่นยำและความเสถียรของผลการวัดได้ จึงกลายเป็นวิธีการทางเทคนิคที่สำคัญในการปรับปรุงความแม่นยำของการวัดระยะ
*รูปแบบเกณฑ์สองเท่าชดเชยความแม่นยำของการวัดระยะ: การสอบเทียบสองเท่า ความแม่นยำเกินขีดจำกัด
หัวใจสำคัญของโครงร่างเกณฑ์คู่คือกลไกการสอบเทียบแบบคู่ ระบบจะตั้งค่าเกณฑ์สัญญาณที่แตกต่างกันสองค่าก่อนเพื่อจับจุดเวลาวิกฤตสองจุดของสัญญาณสะท้อนเป้าหมาย จุดเวลาทั้งสองนี้มีความแตกต่างกันเล็กน้อยเนื่องจากเกณฑ์ที่แตกต่างกัน แต่ความแตกต่างนี้เองที่กลายมาเป็นกุญแจสำคัญในการชดเชยข้อผิดพลาด ด้วยการวัดและคำนวณเวลาที่มีความแม่นยำสูง ระบบสามารถคำนวณความแตกต่างของเวลาระหว่างสองจุดเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำ และปรับเทียบผลการวัดระยะดั้งเดิมได้อย่างละเอียด จึงปรับปรุงความแม่นยำของการวัดระยะได้อย่างมาก
รูปที่ 3 แผนผังของความแม่นยำในการชดเชยช่วงของอัลกอริทึมเกณฑ์คู่
* การออกแบบการใช้พลังงานต่ำ: ประสิทธิภาพสูง ประหยัดพลังงาน ประสิทธิภาพการทำงานที่เหมาะสมที่สุด
ด้วยการปรับปรุงโมดูลวงจรอย่างล้ำลึก เช่น บอร์ดควบคุมหลักและบอร์ดไดรเวอร์ เราได้นำชิปพลังงานต่ำขั้นสูงและกลยุทธ์การจัดการพลังงานที่มีประสิทธิภาพมาใช้ เพื่อให้แน่ใจว่าในโหมดสแตนด์บาย การใช้พลังงานของระบบจะถูกควบคุมอย่างเข้มงวดให้ต่ำกว่า 0.24W ซึ่งถือเป็นการลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการออกแบบแบบดั้งเดิม ที่ความถี่ช่วง 1Hz การใช้พลังงานโดยรวมจะคงอยู่ภายใน 0.76W เช่นกัน แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ยอดเยี่ยม ในสถานะการทำงานสูงสุด แม้ว่าการใช้พลังงานจะเพิ่มขึ้น แต่ยังคงได้รับการควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพภายใน 3W ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะทำงานได้อย่างเสถียรภายใต้ข้อกำหนดประสิทธิภาพสูง ขณะเดียวกันก็คำนึงถึงเป้าหมายการประหยัดพลังงานด้วย
* ความสามารถในการทำงานที่ยอดเยี่ยม: การกระจายความร้อนที่ดีเยี่ยม ช่วยให้การทำงานมีเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพ
เครื่องวัดระยะเลเซอร์ LSP-LRS-0310F-04 มีระบบระบายความร้อนขั้นสูงเพื่อรับมือกับความท้าทายด้านอุณหภูมิที่สูง โดยการปรับเส้นทางการนำความร้อนภายในให้เหมาะสม เพิ่มพื้นที่ระบายความร้อน และใช้วัสดุระบายความร้อนประสิทธิภาพสูง ทำให้ผลิตภัณฑ์สามารถระบายความร้อนภายในที่เกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว ทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบหลักจะรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมภายใต้การทำงานที่มีภาระสูงเป็นเวลานาน ความสามารถในการระบายความร้อนที่ยอดเยี่ยมนี้ไม่เพียงแต่ช่วยยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรและความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพการวัดระยะอีกด้วย
* ความพกพาสะดวกและความทนทาน: การออกแบบขนาดเล็ก รับประกันประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม
เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์รุ่น LSP-LRS-0310F-04 โดดเด่นด้วยขนาดเล็กกะทัดรัด (เพียง 33 กรัม) และน้ำหนักเบา พร้อมทั้งยังคำนึงถึงคุณภาพที่ยอดเยี่ยมของประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคง ทนทานต่อแรงกระแทกสูง และความปลอดภัยต่อดวงตาในระดับชั้นนำ แสดงให้เห็นถึงความสมดุลที่สมบูรณ์แบบระหว่างความคล่องตัวและความทนทาน การออกแบบผลิตภัณฑ์นี้สะท้อนถึงความเข้าใจอย่างลึกซึ้งถึงความต้องการของผู้ใช้และการผสานรวมนวัตกรรมทางเทคโนโลยีในระดับสูง จึงกลายเป็นจุดสนใจในตลาด
04 สถานการณ์การใช้งาน
ถูกนำมาใช้ในสาขาพิเศษต่างๆ มากมาย เช่น การเล็งและการวัดระยะ การกำหนดตำแหน่งด้วยแสง โดรน ยานยนต์ไร้คนขับ หุ่นยนต์ ระบบขนส่งอัจฉริยะ การผลิตอัจฉริยะ การขนส่งอัจฉริยะ การผลิตที่ปลอดภัย และการรักษาความปลอดภัยอัจฉริยะ
05 ตัวบ่งชี้ทางเทคนิคหลัก
พารามิเตอร์พื้นฐานมีดังนี้:
รายการ | ค่า |
ความยาวคลื่น | 1535±5 นาโนเมตร |
มุมแยกของเลเซอร์ | ≤0.6 มิลลิเรเดียน |
ช่องรับแสง | Φ16มม. |
ระยะสูงสุด | ≥3.5 กม. (เป้าหมายยานพาหนะ) |
≥ 2.0 กม. (เป้าหมายเป็นมนุษย์) | |
≥5กม. (เป้าหมายการสร้าง) | |
ช่วงการวัดขั้นต่ำ | ≤15ม. |
ความแม่นยำในการวัดระยะทาง | ≤ ±1ม. |
ความถี่ในการวัด | 1~10เฮิรตซ์ |
ความละเอียดระยะทาง | ≤ 30ม. |
ความละเอียดเชิงมุม | 1.3มเรเดียน |
ความแม่นยำ | ≥98% |
อัตราการแจ้งเตือนภัยเท็จ | ≤ 1% |
การตรวจจับหลายเป้าหมาย | เป้าหมายเริ่มต้นคือเป้าหมายแรก และเป้าหมายที่รองรับสูงสุดคือ 3 |
อินเทอร์เฟซข้อมูล | พอร์ตซีเรียล RS422 (ปรับแต่ง TTL ได้) |
แรงดันไฟฟ้าที่จ่าย | กระแสตรง 5 ~ 28 โวลต์ |
อัตราการใช้พลังงานเฉลี่ย | ≤ 0.76W (การทำงาน 1Hz) |
การบริโภคพลังงานสูงสุด | ≤3วัตต์ |
การใช้พลังงานขณะสแตนด์บาย | ≤0.24 W (การใช้พลังงานเมื่อไม่ได้วัดระยะทาง) |
การใช้พลังงานขณะนอนหลับ | ≤ 2mW (เมื่อดึงพิน POWER_EN ลงต่ำ) |
ลอจิกการจำกัดระยะทาง | มีฟังก์ชั่นวัดระยะทางแรกและสุดท้าย |
ขนาด | ≤48มม. × 21มม. × 31มม. |
น้ำหนัก | 33กรัม±1กรัม |
อุณหภูมิในการทำงาน | -40℃~+ 70℃ |
อุณหภูมิในการเก็บรักษา | -55℃~+75℃ |
ช็อก | >75 ก.@6 มิลลิวินาที |
การสั่นสะเทือน | การทดสอบการสั่นสะเทือนความสมบูรณ์ต่ำทั่วไป (GJB150.16A-2009 รูปที่ C.17) |
ขนาดลักษณะผลิตภัณฑ์:
รูปที่ 4 ขนาดผลิตภัณฑ์เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ LSP-LRS-0310 F-04
06 แนวปฏิบัติ
* เลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจากโมดูลวัดระยะนี้คือ 1,535 นาโนเมตร ซึ่งปลอดภัยต่อสายตาของมนุษย์ ถึงแม้ว่าจะเป็นความยาวคลื่นที่ปลอดภัยต่อสายตาของมนุษย์ แต่ก็ไม่แนะนำให้มองเลเซอร์โดยตรง
* เมื่อทำการปรับความขนานของแกนออปติคทั้งสามแกน ต้องแน่ใจว่าได้บล็อคเลนส์ตัวรับ มิฉะนั้น ตัวตรวจจับจะได้รับความเสียหายถาวรเนื่องจากเสียงสะท้อนที่มากเกินไป
* โมดูลวัดระยะนี้ไม่ได้ปิดสนิท ควรตรวจสอบความชื้นสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อมให้น้อยกว่า 80% และรักษาสภาพแวดล้อมให้สะอาดเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อเลเซอร์
* ระยะของโมดูลวัดระยะนั้นสัมพันธ์กับทัศนวิสัยในบรรยากาศและลักษณะของเป้าหมาย ระยะจะลดลงในสภาพที่มีหมอก ฝนตก และพายุทราย เป้าหมายเช่น ใบไม้สีเขียว กำแพงสีขาว และหินปูนที่ถูกเปิดเผยนั้นมีการสะท้อนแสงที่ดีและสามารถเพิ่มระยะได้ นอกจากนี้ เมื่อมุมเอียงของเป้าหมายกับลำแสงเลเซอร์เพิ่มขึ้น ระยะจะลดลง
* ห้ามยิงเลเซอร์ไปที่วัตถุที่มีการสะท้อนแสงสูง เช่น กระจก และผนังสีขาว ภายในระยะ 5 เมตร โดยเด็ดขาด เพื่อหลีกเลี่ยงเสียงสะท้อนที่แรงเกินไปจนก่อให้เกิดความเสียหายต่อตัวตรวจจับ APD
* ห้ามเสียบหรือถอดสายไฟในขณะที่เปิดเครื่องโดยเด็ดขาด
* ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเชื่อมต่อขั้วไฟฟ้าอย่างถูกต้อง มิฉะนั้น อาจทำให้เครื่องเสียหายถาวรได้.
เวลาโพสต์: 09-9-2024